尼安德特人无意中携带了现代人类男性的Y染色体

尼安德特人是如何丢失Y染色体的

 作者安·吉本斯普。

 尼安德特人长期以来被视为超级男性化的大块头，至少与他们轻量级的人类近亲相比是如此，他们与后者争夺食物、领地和配偶。但是一项新的研究发现，10万年前，智人男性与尼安德特女性交配时，他们强壮的兄弟基本上被阉割了。这些结合导致现代Y染色体席卷了后代尼安德特男孩，最终取代了尼安德特人Y染色体。这项新发现可能会解开长达十年的谜团，即为什么研究人员一直无法找到尼安德特人的Y染色体。问题的一部分是缺乏男性的DNA:在迄今为止已经测序的十几个尼安德特人中，大多数来自女性，因为男性尼安德特人化石中的DNA碰巧保存较差或被细菌污染。“我们开始怀疑是否有男性尼安德特人，”马克斯·普朗克进化人类学研究所的计算生物学家、这项新研究的资深作者珍妮特·凯尔索开玩笑说。但在一项技术突破中，马克斯·普朗克的研究生马丁·彼得(Martin Petr)设计了一套探针，利用现代男性Y染色体的小块DNA序列“钓鱼”，并与古代男性Y染色体的DNA结合。新方法奏效是因为尼安德特人和现代人类的染色体大多相似；脱氧核糖核酸探针也卷进几个不同的碱基对。研究人员探测了生活在大约38000年至53000年前的比利时、西班牙和俄罗斯的三名尼安德特人的片段Y染色体，以及生活在大约46000年至130000年前西伯利亚丹尼索瓦洞穴的尼安德特人的近亲两名男性丹尼索瓦人的片段Y染色体。凯尔索说，当研究人员对DNA进行测序时，他们得到了一个惊喜:尼安德特人“看起来更像现代人”，而不是丹尼索瓦人。彼得说，这是一个“难题”，因为早期的研究表明尼安德特人核基因组的其余部分与丹尼索瓦人更接近。这表明这两个群体在大约60万年前从现代人类中分化出来。但是不寻常的Y染色体的出现与另一个基因接管平行:38000年至100000年前的尼安德特人遗骸包含现代人类女性的母系遗传线粒体DNA (mtDNA)，而不是在早期化石中发现的古代尼安德特人mtDNA。在这种情况下，一个早期智人女性很可能在22万年前与一个尼安德特人通婚，他们的后代携带了现代mtDNA。根据该团队的计算模型，解释Y型模式的最佳场景是，早期现代人类男性在10万多年前但不到37万年前与尼安德特女性交配。他们的儿子会携带现代人类的Y染色体，这是父系遗传的。研究人员今天在《科学》杂志上报告说，现代Y染色体通过其后代迅速传播到欧洲和亚洲的少量尼安德特人，取代了尼安德特人Y染色体。有趣的是，现代人类配偶不是今天智人的祖先，但很可能是早期从非洲迁徙出来然后灭绝的人口的一部分。现存人类中尼安德特人DNA的痕迹是从5万年至7万年前的一次单独混合事件中遗传而来的。研究人员不确定替换发生的确切原因。凯尔索说，自然选择可能倾向于智人的Y染色体，因为尼安德特人的基因组中有更多有害的突变。尼安德特人比现代人的人口少，而且人口少往往会积累有害的突变，尤其是在X和Y染色体上。拥有更大、遗传多样性更强的祖先群体的现代人类可能拥有遗传优势。另一种可能性是，一旦尼安德特人继承了现代人类mtDNA，他们的细胞可能会倾向于与现代人类Y互动，冷泉港实验室的计算生物学家亚当·西佩尔(Adam Siepel)说，他没有参与这项研究。测试这种情况的最好方法是从早期尼安德特人那里获取DNA，看看他们的Y染色体是否更像丹尼索瓦人的Y染色体。与此同时，这项研究表明，现代人类和尼安德特人之间的混合是“人类历史的一个决定性特征”，普林斯顿大学的人口遗传学家乔希·阿凯说，这不是研究的一部分。它不仅赋予了现代人类尼安德特人的DNA，还从根本上改变了尼安德特人。