中国科学家通过创新构建的全基因组分析方法和理论,研究发现在距今93万年前,人类祖先在早、中更新世过渡期,由于剧烈的气候变化,短期内丧失了98.7%成员个体;在此后长达11.7万年的时间里,人类祖先平均成年个体数仅为1280。最新一期国际学术期刊《科学》近日在线发表了相关研究论文。
长达11.7万年
人类祖先曾经历“群体瓶颈”
记者专访了论文的共同通讯作者、中国科学院上海营养与健康研究所李海鹏研究员。在非洲发现的多个直立人化石都是距今约90万年之前的,在距今约90万年之内的则没有发现过,取而代之的是另外一个新的人类物种。“我们通过对现代人基因组分析,发现人类祖先在距今93万年至81.3万年的时间里,经历了一个长达11.7万年的群体瓶颈。这一时间段正好解释了非洲人类祖先化石缺失的环节、非洲直立人化石消失的谜团。因为根本就没有化石留下来。”李海鹏说。
根据研究结果,在大约81.3万年前,人类祖先从人口衰减过程中快速恢复,相对应的是一个新的古人类物种的形成。“基于我们的分析,这是一个新的古人类物种,而不是一个古人类物种取代另外一个古人类物种。”李海鹏说。
结论令人惊讶
93万年前人类祖先几近灭绝
近年来,虽然古DNA测序技术迅猛发展,但由于炎热条件不利于DNA的保存,科学家无法从30万年前非洲人类祖先化石中提取古DNA。这一研究成果的取得,源于李海鹏和华东师范大学脑功能基因组学研究所潘逸萱,带领胡王杰、郝子谦等团队成员,创新构建了“快速极小时间溯祖”新理论。经过三四年时间构建起“快速极小时间溯祖”新理论方法后,研究团队在2016至2017年开始进行人群数据分析,并且很快“看到了”远古时期的人类群体瓶颈。
在长达11.7万年的时间里,人类祖先平均成年个体数仅为1280?“回想起来,我们第一次看到这个结果的时候,不是吃惊,而是有点沮丧。因为这太令人不可思议了,或许代表着我们程序有错。毕竟这样明显的一个群体历史事件,为什么前人没有发现,难道是我们哪些地方算错了?”李海鹏说。经过好几个月无数次尝试之后,始终没找到错误。这时,他们才意识到这个人类群体瓶颈有可能是真实存在的。
历时近七年证实
研究结果获国外同行认可
此后,他们用了近七年时间证实这个群体瓶颈的存在。从分析千人基因组数据,到分析另外一个测序倍率高、但样本相对较小的人类基因组多样性计划(HGDP-CEPH)数据,都检测到了同样的群体瓶颈。并且两组独立的、共50个现代人类群体的基因组数据,获得的群体瓶颈时间和人数的估计,几乎完全一样。研究人员又采用HGDP-CEPH数据集的两个南部非洲群体做了进一步验证,虽然样本量仅为6个和8个个体,但依然检测到了远古群体瓶颈。
研究团队经过讨论之后,2021年5月决定通过发布预印版的方式,开诚布公听取学术界的反馈并寻求合作。预印本发布几天之后,意大利罗马大学、佛罗伦萨大学的两位著名古人类学家很快主动来联系,告知这一发现与他们化石考古学上现象一致。经过认真讨论和交流,大家决定联合起来,进一步完成这个课题。最终,经过近一年紧密合作和修改之后,将文章投寄给了《科学》杂志。据新华社电