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尼安德特人,是现代欧洲人祖先的近亲,从12万年前开始一直在欧洲、西亚和北非一代生活,但是在大约24000年前,这些远古人类却突然消失了。他们的突然消失,成为了现代考古学及遗传生物学的一个巨大的谜团。
尼安德特人早在2010年,尼安德特人的基因草图发布,科学家们发现,除了欧亚大陆的现代人的基因组中都有1%至4%的尼安德特人基因。此前的研究也证明了,尼安德特人与我们的祖先智人进行过杂交,有过基因交流。也就是说,尼安德特人与人类结合,能够产生后代。
但尼安德特人与人类的区别到底有多大,此前科学家们一直没法给出确切的答案。最近,来自英国牛津大学考古学学院发表在《英国皇家学会学报》刊上的一项新研究指出,远古人类、尼安德特人和杰尼索万人相互之间的基因差别,比北极熊和棕熊之间的基因差别还小。因此,就像世界上的各种熊一样,远古人类、尼安德特人和杰尼索万人也能够轻松地繁殖出健康、可育的杂交后代。
尼安德特人(左)与人类(右)对比牛津大学古基因组学和生物考古学研究网络(Palaebarn)主任格雷格·拉森教授(Greger Larson)说:“我们原本以为世界是一个离散的盒子,这导致我们认为物种是完全独立的单元。但生物学并不在乎这些严格的定义,许多物种,甚至是进化上相距甚远的物种,一直在交换基因。我们的预测指标,可以快速而容易地确定任何两个物种产生可育杂交后代的可能性。这一比较措施表明,人类、尼安德特人和杰尼索瓦人能够轻松地生产出活的可育后代。”
尼安德特人(左)与人类(右)对比尼安德特人、人类和杰尼索瓦人之间漫长的交配历史直到最近才通过对古代基因组的分析得到证明。包括远古人类在内的哺乳动物物种产生可育杂交后代的能力一直难以预测,而杂交后代的相对生育能力仍然是一个悬而未决的问题。此前,一些遗传学家甚至说尼安德特人和人类处于“生物相容性的边缘”,认为他们就像老虎和狮子一样,相互结合产生后代的可能性非常小。
研究小组开发了一种利用遗传距离来预测任何两种哺乳动物之间第一代杂交后代的相对生育率的方法。他们通过分析来自不同物种的基因序列数据来实现这一目标。通过将遗传距离与杂交后代的相对生育率相关联,有可能表明任何两个物种之间的进化距离越大,它们之间的后代生育的可能性就越小。此外,研究小组还利用距离值来确定生育率的阈值。
尼安德特人当计算人类、尼安德特人和杰尼索万人之间的距离值时,它们甚至比已知的几种容易杂交的物种(包括北极熊和棕熊、郊狼和狼)之间的距离值还要小。这表明,一旦第一个基因序列产生,我们就可以测我们现代人类的基因组中尼安德特人和杰尼索万人的基因存在。
这个方法也可以用来预测任何两种哺乳动物都有可能生下活的杂种,这是一个有用的工具,可以用来决定是否把动物放在动物园里。
这篇研究论文的联合第一作者理查德·本杰明·艾伦(Richard Benjamin Allen)说,“保护生物学中的许多决定都是基于这样一个基础,即应该防止在圈养条件下产生杂交种的相关生物这样做。这种方法没有考虑到杂交在野外进化中,特别是在面临灭绝威胁的种群中所起的重要作用。我们的研究可用于为相关物种的未来保护工作提供信息,而杂交或代孕计划可能是可行的替代方案。”
北方通过这种方法,科学家们也许能够拯救北方白犀牛这个可怜的物种。北方白犀牛这个物种,如今只剩下两头雌性犀牛了,已经在理论上灭绝了。科学家们正在努力尝试培育“试管犀牛”或通过与南方白犀牛进行杂交,来延续这个物种。
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