20世纪的大年夜部分时光里，人类来源常被比方为一棵整洁分枝的“进化树”：每一小我类近亲物种都是一条自力分叉的树枝，最终仅有在非洲出现的智人成为延续至今的“骨干”，并在走出非洲后代替了所有更古老的人类类型。 以前，尼安德特人、竖立人等前人类平日被视作“进化逝世胡同”，被认为没有在现代人中留下后代。 然而，在作者分开大年夜学的三十年间，这一“整洁替代理论”在分子生物学和古基因学的新证据面前已被彻底颠覆。
本周由中国科学院古基因学家付巧妹团队揭橥在《天然》上的一篇论文，再次挑衅了这种线性进化叙事。 研究团队从年代约为40万年前的竖立人化石牙齿中提取古老蛋白质，获取了在DNA早已完全降解的情况下仍可应用的有效生物学信息，这在十年前几乎不可思议。 这些牙齿标本来自中国的三个地点——周口店（即早期有名的“北京人”遗址）、和县以及孙家洞，均被认为属于竖立人个别。
这些岛屿人群是否也在某种程度上被“接收”进后来到的现代人类人群中，成为当今基因组中极其微弱甚至尚未被分辨出的成分？ 以前，因为分析对象相对粗拙，科学家难以在复杂的遗传背景下抽丝剥茧地辨认这些渺小旌旗灯号。 如今，经由过程在牙釉质中提取古蛋白并进行高精度比对的“蛋白质组学”办法显示：假如在40万年前的竖立人标本中能成功获得靠得住信息，那么将同样技巧应用于佛罗勒斯人或吕宋人的牙齿材料，将来或许也能揭示它们是否为现代人类留下过哪怕渺小的一段遗传“反响”。
竖立人被广泛视为首个走出非洲的人科成员，证据显示这一物种早在近两百万年前便已迁入欧亚大年夜陆，是迄今地舆分布范围最广的人类祖先之一。 新研究经由过程蛋白质“指纹”，提示约40万年前东亚的竖立人与丹尼索瓦人之间产生过基因交换，极有可能是经由过程杂交实现。 进一步分析注解，这一遗传供献的部分陈迹如今仍可在菲律宾、巴布亚新几内亚以及更广泛的东南亚人群基因组中检测到。
研究依托的关键材料是牙釉质蛋白。牙釉质是人体最坚硬的组织，其内的蛋白质在极长时光标准上依然能部分保存下来，即使DNA早已降解到无法提取。 团队在六枚牙齿样本中发清楚明了同一种此前未知的氨基酸变体——这是一种极渺小但稳定的分子标记，仅仅是蛋白质序列中的一个“字母”产生改变，却从未在其他任何已知前人类或现存人群中出现。 这一独特变体将东亚的这些竖立人个别聚合成一个清楚的自力群体，也为经久争辩的“和县人到底是不是竖立人”供给了有力分子证据。
在西非人群的基因组中，科学家还发清楚明了一些无法归类的古老遗传旌旗灯号，被认为来自尚未被化石明白对应的“未知前人群”。 最新蛋白质研究进一步强化了别的一个揣摸：丹尼索瓦人自身也从比它们更古老、更“偏离”的谱系中获得过基因流，很大年夜可能来自竖立人或与之密切相干的群体。 2019年揭橥在《美国体质人类学杂志》的一篇综述梳理出，至少有三次不合的“类似丹尼索瓦人”的基因渗入事宜产生在东南亚及大年夜洋洲人群祖先身上，个中一些产生时光甚至接近2万年前，时光跨度远超以往假想。
除了这一“独有签名”，牙釉质蛋白中还出现了第二种氨基酸变体，它并非竖立人所独有。 研究发明，雷同的变体也存在于来自西伯利亚丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人资估中，这一古白叟群被视作与智人不合的“神秘前人类支系”。 与之对应的基因变表如今在现代人群中的分布出现明显的区域差别：在菲律宾人群中检测频率约为21%，而在印度人群则约为1%，与研究者基于丹尼索瓦人遗传成疏分布所做的预期高度吻合。
综合这些数据，研究团队认为最合理的解释是：东亚的竖立人群体经由过程杂交，将这一变体传给丹尼索瓦人；随后，携带该变体的丹尼索瓦人又在更晚时代与现代人类的祖先产生基因交换，将其“导入”东南亚及大年夜洋洲相干人群的基因库。 这种跨物种的遗传物质传递在演变生物学中被称为“基因渗入”（introgression），反应的是物种间界线在漫长进化过程中并非绝对封闭。 曾被视作“绝路”的竖立人谱系，如今看起来在现代人类基因组中留下了一条虽小却可被靠得住识其余分子“线索”，将一枚“北京人”牙齿与数十万年后的亚洲人群连缀起来。
这项研究的意义远不止于确认一个特定变体的来源或辨认某几小我群的遗传片段，它更重要的启发是：前人类之间的杂交并非罕有例外，而是一种常态。 近年来的基因组研究显示，我们可以或许获取基因组数据的几乎每一条重要前人类谱系中，都能找到混淆的证据。 非洲以外的现代人广泛携带约2%的尼安德特人DNA，而巴布亚人和澳大年夜利亚原住平易近则额外拥有2%至5%的丹尼索瓦人遗传成分。
这些累积证据描述的是一幅与“整洁分枝”的进化树截然不合的图景，更像一张在漫长岁月中赓续交错的遗传收集。 我们今天的基因组，并非一条从非洲单向延长出来、从未中断的“纯粹谱系”，而是由多个前人类群体合营“拼接”的马赛克，每个群体都在各自的区域情况中形成独特适应，再在杂交过程中把部分优势变体“供献”给后来者。 例如，部分丹尼索瓦人来源的变体在巴布亚人的基因组中，与免疫功能调节相干，被认为可能介入塑造其对特定病原体的响应方法。
至于此次辨认出的竖立人来源变体，今朝尚不清楚其具体功能意义，这一问题仍有待后续研究解答。 不过，从以往多种经由过程基因渗入传播的变体来看，它们往往与适应新情况有关，例如高海拔耐受、免疫防御甚至皮肤和代谢特点等。 是以，科学界推想，这一向立人变体之所以能在后世保存下来，很可能并非毫无生物学“角色”，而是以某种方法介入了人类对本地情况的适应过程。
更惹人联想的是，这项工尴尬刁难那些我们尚无法直接研究的“鬼魂人群”供给了新的线索和对象。 化石证据显示，竖立人在印尼可能一向存活到约10万年前；弗洛勒斯岛上的“霍比特人”——佛罗勒斯人，在现代人抵达时仍然存在；而吕宋岛上的吕宋人则是另一条自力的人类谱系。 迄今为止，这些群体都没有留下可供分析的DNA，甚至在本次研究之前，也没有任何干于它们的分子层面信息可用。
在科学文献中，人类进化早已不再被简单比作“一棵树”。 一个更贴切的隐喻或许是“编织的河道”：诸多支流时而并行，时而分开，在漫长的地质时光里赓续彼此分合、交汇，互订交换“水流”。 最新这项关于竖立人牙釉质蛋白的研究，则再一次印证：哪怕某些前人类种群在化石记录中忽然“消掉”，它们在生物学意义上并未完全灭亡，而是以片段化的遗传记忆情势，持续存在于当今人类的基因之中。
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