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拥有相同 Y 染色体的宗族之争,可能曾让男女比

2019-05-28 20:02

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文 | 陈经 科技与战略风云学会会员

from their fathers. And they get an almost exact copy, other than a fewmutations. Meaning very little changes about the Y chromosome from generation...更多]

库叔此前发布的文章《中国人从哪里来?这三个中国男人恐怕是地球上最成功的!》,引起了读者朋友的热议。

参考译文]

一些读者对其中的一个结论——人类10万年前重新走出非洲,所有人包括中国人都是非洲智人的后代,元谋人、北京猿人等上古人类都灭绝了,中国人不是本土进化来的——感到了“灵魂冲击”,纷纷表达质疑:

宗族部落之争曾让 Y 染色体多样性暴跌

区区一个Y染色体,有那么难传下来吗?

译者注:clan,部落,指原始社会民众由若干血缘相近的宗族、氏族结合而成的集体,为方便理解译文中简称“宗族”

中国那么多古人类,怎么可能没有一条“血脉”流传至今?

所有男性都会从父亲那里遗传到几乎完全一样的 Y 染色体,只有少许基因会存在突变。这意味着,Y染色体在代代相传时变化非常小。

但其实这个结论并不新鲜,DNA证据也确凿到无可争辩。

“可能有100个人拥有同样的Y染色体,因为他们都是同一男性祖先的后代。”斯坦福大学的人口遗传学家马库斯·费尔德曼(Marcus Feldman)说道,“他们有着同一个曾曾曾曾曾曾曾祖父,而且他们一级亲属(first -degree relative,即父母、子女及兄弟姐妹)中的男性也都拥有同样的 Y 染色体。”

上古男性的Y染色体一直传下来,是真的难比登天。今天库叔就继续介绍一些分子人类学的前沿成果,让大家明白,这条“祖传的Y染色体”到底为何如此珍贵。

由此,研究人员用Y 染色体以及只由母亲遗传的线粒体 DNA,来揭开古人类的面纱。例如,最近一项研究发现了一个距今5000到7000年前Y染色体多样性的巨幅下降事件 ,与此同时,线粒体DNA的多样性仍保持增长。这暗示当时男性人口可能骤然减少,男女比甚至达到了1:17。但是:

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“在我们看来,1:17这个性别比实在是太夸张、太不真实了。”

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于是费尔德曼团队使用计算模型对其他的因素进行了探究,他们发现,遗传上同族的氏族相残可能会导致这样的结果。“基本上,我们所说的自相残杀的宗族都拥有同样的 Y 染色体。”

传基因易,传Y染色体难

想象一场惨绝人寰的战争,拥有同样Y染色体的男性都被赶尽杀绝,类似的剧情一再重演,由于只有少数的宗族取得胜利、开枝散叶,Y染色体多样性也就急剧下降了。研究结果发表在《自然·通讯》(Nature Communication)上。

公元前一万年,世界人口大约是100万。当时的人类就只剩智人这一种了,其它种类已经全部灭绝。智人又分成两伙,一伙在非洲发展,一伙走出非洲,这时已经通过白令海峡走到了美洲大陆南端。

最终,Y染色体的多样性又反弹了回来,因为较小的宗族部落结构被大型、基因多样化的城市和社会结构所取代,而我们也继承了这种社会革新。

而此前,在欧洲和西亚一带长期生活了几十万年的尼安德特人,和智人共同生存了几万年。根据目前发现的尼人遗骨和活动遗迹推测,尼人在距今2-3万年前灭绝了。

翻译 Fax Caelestis

比起智人,尼人个体更强壮,但是语言能力不行。智人能用递归的语法结构,表达很复杂的含义。而尼人的语言,则与一般动物一样,没有结构,表达能力无法增长。智人的表达能力,等于是从有限状态解放了,有着无限的发展可能。按现在的理解,这种信息优势对生存非常关键,例如能组织起更大规模的人群,能说服带领族群转移到食物来源更多的地盘。

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其实,在地球物种生存竞争中,尼人已经相当高端了,孔武有力,团伙作战,能把熊从洞穴里赶出杀死吃肉,一般动物绝不是其对手。那么尼人是因何而灭亡呢?通常的观点是,尼人被智人消灭了。因为从结果看,尼人消失的地盘上,取而代之是的智人。但近年来一些证据说明,这种理解可能过于简单化。

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实际上,尼人和智人共同生存了好几万年(从智人走出非洲算起约六七万年时间),可以肯定,不可能发生智人对尼人的灭绝战争。而且,两者也没有大家想象中那般“见外”,尼人和智人间连生殖隔离都没有,按生物学分类算是同种,而且真的共同生育了一些后代。这就使得有一些尼人基因传到了现代,占了现代人基因的1-4%。今人如检测自己的DNA,非洲以外的人往往都会报出2-3%的尼人基因。

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新澳门萄京娱乐场官网,彼时,还有一种“丹尼索瓦人”,在亚洲大陆生活,后来也灭绝了。2008年,丹人遗骨在西伯利亚南部阿尔泰山丹尼索瓦洞穴中被发现,生存年代约是3-5万年前。

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(图为阿尔泰山的丹尼索瓦洞与欧洲的两个尼安德特人遗址)

《自然》2014年8月的文章 Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA 介绍了一个惊人的结论,藏族人的高海拔适应性基因来自智人与丹尼索瓦人的混血,这个基因只在丹人遗骨、藏族人、极少数汉人中有发现。

其实,稍早几个月,《自然》2013年12月的文章 The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains ,结论更惊人:

在发现丹人的阿尔泰山洞穴里,同时生活着尼人,还真检测出了一个尼人的基因!这个尼人有1%的基因是从智人来的,而这个尼人又影响到了洞里丹人超过0.5%的基因,还有别的未知人种对丹人基因也有贡献。

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这就是说,尼人和智人混血的后代,又跑到中亚那里,和丹人混着过日子了。上古的时候,尼人、丹人和智人虽然是不同人种,但见面了不一定死掐,说不定还混着过,组团过日子力量更大(当然也可能有个别人出去游荡,加入别人的团伙)。

农业社会之前的上古人类,过着采集狩猎的生活。打猎或者采集跑远了,碰到另一伙人,相互看着长得虽然有区别,但应该知道是同种的,比划加吆喝,能聊到一块去。落单的男人加入团伙分配到女人,或者落单的女人进入到团伙里,都是对团伙生存是有利的。

当然,也有生存竞争,两个团伙要抢地盘,战起来没商量。但那是为了生活,把人打跑了也就算了。不至于像种族战争那样,有意识地寻找别人的踪迹杀过去非要灭族,不死不休。那样不利于团体生存,动物保护地盘也是这个逻辑。

然而最终的结果,尼人和丹人,以及其他的直立人毕竟是灭绝了。

东亚大陆上一直找不到10-6万年前的古人类化石,出现了一个古怪的空档期。这只能说明此前生活在东亚的“直立人”都死光了,而且不是被智人灭掉的,智人在这之后很久才走到东亚来补空。比如,北京猿人和山顶洞人都生活在周口店的龙骨山上,但是北京猿人20万年前就消失不见了;山顶洞人是3万前的智人,来到龙骨山顶时北京猿人早没了。

可以这样认为,尼人、丹人,或者更广泛地说直立人种,本来就生存不易,随着环境变化灭绝掉并不奇怪。而智人侥幸活了下来,发展壮大了,过程中与尼人、丹人还有点基因交流,将其少量基因带到了今天。而东亚直立人灭绝前没机会与智人交流,就没有基因传下来,更不要说Y染色体基因。

那么,传下少量基因的尼人、丹人,其Y染色体基因有没有传下来呢?很可惜,没有。

【注:Y染色体,是男性特有的DNA遗传物质,父子相继,与母亲无关。】

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“Y染色体瓶颈”:环境危机下脆弱的“地球之王”

人类,几乎是“无敌”的。尼人这样的直立人已经在食物链顶端了,智人对其它动物更可说是横扫。

但是包括智人在内的古人类,在地球环境的变化面前,却十分脆弱。人类反复地被自然大批消灭,到距今1万年前的时候,也才百万之数,甚至差点全灭。

有两个典型的地质事件,对古人类影响非常大。

其一是75000年前的印尼苏门达腊多峇超级火山爆发事件。一种估计是,这次火山爆发甚至可能将智人的数量降到了1万以下,人类差点因此彻底灭绝。

多峇超级火山爆发的“量级”是什么概念?

人类有历史记录的最大规模火山爆发,是1815年4月印尼松巴哇岛上的坦博拉火山爆发。多达1000亿立方米的物质喷上高空大气层,遮蔽太阳,全球平均气温骤降约1度。北半球连续几年没有了夏季,导致了19世纪最严重的饥荒。

而多峇火山爆发的规模,是坦博拉火山爆发的至少30倍!

全球气温因此骤降了约3度,极寒气候长达千年,大片温带植物死亡,极寒天气不时横扫欧亚大陆。

其二则是12800年前的新仙女木事件。

那时全球本来正从冰期走出,慢慢转暖,却骤然转冷,进入了1300年的新仙女木期(Younger Dryas)。短短十年间,全球平均气温下降了7、8度,这个降温幅度和速度是惊人的。本来只在北方高纬度地区出现的喜寒植物仙女木的花粉,却出现在世界各地。

对于这一事件的成因,一种解释是,北美有一个面积相当于英国那么大的冰湖,叫阿加西湖,是冰期的冰川慢慢融化形成的大湖。这个湖忽然崩溃了,大量淡水短期流入海洋中,让海水变淡,影响了大西洋暖流,正反馈造成冰面迅速扩张。也有说这次事件是慧星撞地球造成的。

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(图为新仙女木事件成因主流解释:12800年前的阿加西冰湖崩溃)

北美的长毛猛犸象、剑齿虎等多种动物灭绝了。地球上到处都是冰盖,朝鲜和日本是连着的。这种程度的降温,让人类的采集狩猎生活过不下去了。

像这两个极端地质事件,都是短短一年内全球气候就天翻地覆,人类有历史记录以来还没见识过。如果发生在现代,会有多大的影响不好说,但是古人类面对这种环境冲击,真的可能彻底灭绝。除了这种巨大天灾以外,还有多得多的规模小些的地质灾害和气候变化冲击,古人类肯定被反复折腾过多次。

有一个现象,能说明这种折腾的严重程度。那就是男人的Y染色体基因。

从Y染色体看,智人的基因其实非常单一,非洲以外所有男人,全是上古M168突变男这一个男人的后代。也就是说,非洲以外男人的Y染色体,只和M168突变男以及他的男性后代有关,其它男人的Y染色体基因都灭绝了。

【注:Y染色体从父亲传向儿子时,有一定机会发生突变。有些突变在后代中扩散开来,就成为新的特征编码片段。Y染色体大约每4代约100年一次突变。】

解释这个现象的学术名词,叫做“Y染色体瓶颈”(Y Chromosome Bottleneck)。

由于Y染色体是父子相继,而没有混血,因此同时代一伙男人里,父辈祖辈可以分得一清二楚;再往前数几代,各自的男性祖先是谁也很清楚。

比如,上溯10代共有10个男性祖先。如果发生大灾祸,这伙男人死掉十之八九,那么剩下男人的10代以前男性祖先可能就只剩两个了。这个影响是不可逆的,消失的“血脉”永远回不来了:即使一段时间后男人数量又恢复了,他们的直系先祖却仍然只会是那两人。

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