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4-12 克罗马农人和尼安德特人的比较

 

三.尼安德特人不是欧洲人的祖先

 

尼安德特人是曾经活跃在欧洲的猿人,在30万年到6万多年前的漫长岁月里,他们曾经是欧洲最强大的主人。大约在6万多年前,由非洲迁移到欧洲的现代人,其中包含了克罗马农人,与尼安德特人相遇。他们两者之间,发生了怎样的征战,我们只能进行猜测。有些善于想象的人,根据他们的猜测写出了不同的故事,电影“火之战”(法文La guerre du feu 英文 Quest for Fire,1981年制作)和电影“最后的尼安德特人”(Ao, the last Neanderthal2010年制作)就是它们的代表作。无论如何,事实是自从现代人来到欧洲之后,尼安德特人逐渐缩小了他们的活动范围,最后退到了欧洲的西南部,最终在2万年前,完全地消失了。

 

1856年在德国杜塞尔多夫(Dusseldorf)附近的尼安德特河谷(Neanderthal River Valley)的一个山洞里,发现了一具类似人的骨骼化石(包括头骨和部分体骨),尼安德特人由此命名。以后在欧洲各地,发现了更多同类型的骨骼化石。在很长一段时期,考古学家认定他们是欧洲早期智人的代表,是欧洲人的祖先。

 

以“形体比较”的考古学,在确定血统关系上是不可靠的,不能做出血统关系的准确判断。与其相反,DNA解码在这方面有着绝对的优势。

 

20003月,由英国的格拉斯哥大学(University of Glasgow )等研究机构的科学家们,在自然期刊上发表了题为“北高加索地区尼安德特人的DNA分析”的文章,用线粒体DNA的分析,确定了尼安德特人与现代人没有关系 [注释8]

 

该研究团队分析了两组尼安德特人的DNA样本,一个来自俄国高加索地区的Mezmaiskaya,该样本经由碳14检测,确定为2.8万年前尼安德特人的遗骸;另一个样本来自德国尼安德特河谷的Feldhofer 洞穴。

 

将这两个样本的线粒体DNA序列与剑桥序列相比较,发现有很大的差异,他们的结论是:

“系统谱系的分析把德国和高加索两处的尼安德特人合并为一个支系,他们有别于现代人,表明他们的DNA类型对现代人类的线粒体DNA库没有贡献。”

(英文原文“Phylogenetic analysis places the two Neanderthals from the Caucasus and western Germany together in a clade that is distinct from modern humans, suggesting that their mtDNA types have not contributed to the modern human mtDNA pool.”)

 

四.尼安德特人的DNA有没有掺杂到现代人的身上?

 

尼安德特人的DNA有没有掺杂到现代人的身上,对于这个问题的争论已经有十几年了,而且,还在争论之中。

 

1.尼安德特人可能和现代人的祖先有过交配的猜想

 

现代人走出非洲以后,在欧洲和亚洲中西部地区,的确与尼安德特人相处了约4万多年的时间。虽然尼安德特人是猿人,在这么漫长的岁月中,会不会与现代人的祖先有过交配呢?会不会有过后代呢?的确有一些这样的猜想。

 

其实这个问题有一个非常简单的解答钥匙,就是尼安德特人有多少对染色体?如果是24对染色体,那就绝对不可能了。就像马和驴那样,即便有了交配,也不会有延续的可能。问题是有关尼安德特人所有的DNA研究,都没有证实他们有多少对的染色体。

即使是和人类有相同的23对染色体,也不可能有延续的后代。正如狮子和老虎同是19对染色体,他们可以生出类似骡子那样的“子女”狮虎,狮虎也不会有延续的后代。

 

上面提到过的电影“火之战”,描述了几万年前,一个尼安德特人的部落失去了火种,当时只有现代人的祖先(可能是克罗马农人)会钻木取火。于是,有三个尼安德特人被派出去寻找新的火种,由此上演出他们与野兽、与克罗马农人争斗的故事。有趣的是三个人在抢夺他族火种的行动中,无意救下一个克罗马农人的女子,最终还促成了两个不同族类男女的结合,影片结尾是他们共同孕育了后代。此电影还得到了一个奥斯卡奖项。电影“最后的尼安德特人”也有类似的描写,但是,这些都是猜想下编写的故事,没有科学的根据。

 

DNA的角度来看,3万多年前的现代人祖先,几乎和我们没有什么区别,他们在智力上和我们不相上下,仅仅是缺少技术知识的积累。6万年前现代人的祖先,他们制作竹筏,渡过宽阔的海洋,到达了澳大利亚。欧洲现代人的祖先,应该是同样的情况,因为他们都是从非洲走出来的“兄弟”。在智力上,尼安德特人与他们相比要差很多了。从考古上可以看到,克罗马农人有精美的壁画和雕刻,而尼安德特人除了仿照制作出克罗马农人的梭镖以外,从来没有产生过相似的艺术作品。

 

2.中国人含有5%的尼安德特人的DNA

2010, 以德国马克斯·普朗克进化人类学研究所(Max-Planck Institute for Evolutionary Anthropology, D-04103 Leipzig, Germany柏保(Svante Pääbo)博士为首的研究团队提出了一个报告,题名是“尼安德特人的基因组序列草图”(A Draft Sequence of the Neandertal Genome[注释10]。报告说,他们发现现代欧亚人的DNA中含有少量的尼安德特人的DNA。其中,中国人含的最多,有5%;法国人有4%。由此证实尼安德特人和欧亚地区现代人的祖先有过交配。

 

他们的数据是如何得来的呢?研究人员用来自尼安德特人的大约76个碱基对片段,与5个非洲以外人的DNA序列比较,再与非洲闪族人(San)和约鲁巴族人Yoruba)的DNA序列比较,然后计算相互的差异,得出了欧亚人含有尼安德特人DNA的结论。这个研究方法的依据是:尼安德特人没有去过非洲,因此非洲原住民不会包含有尼安德特人的DNA;非洲之外的人,可能包含尼安德特人的DNA

 

例如,通过电脑程式自动检测比对,测试出中国汉族人DNA与这76个碱基对片段DNA“符合比例”H2,再减去闪族人DNA与这76个碱基对片段DNA“符合的比例”H1,所得的结果5%,就被认为是中国汉族人包含的尼安德特人DNA的比例。在他们的研究中,仅仅使用了一个中国人的DNA样本,从这一点来看,研究的严肃性和可信性都是不足的。

 

这个结果在人类学界,引起了很大的争论。特别受到了中国分子人类学研究人员的反对。

 

2. 质疑中国人含有5%尼安德特人DNA的理由

 

     1)中国汉族人和他们的祖先,都没有和尼安德特人同居过的历史,为何比法国人含尼人的比例还要高?

 

   2)如果中国人包含了5%的尼安德特人的DNA,而非洲闪族人不包含尼安德特人的DNA,那么怎样解释这个结论:全世界人的DNA差异只有千分之一?

 

 (3) 尼安德特人的DNA很可能被现代人污染了。

 

尼安德特人的遗骸分布很广,数量也很多。柏保和同事们从整个欧洲、中亚和西伯利亚南部搜集了70份尼安德特人化石样本。但是,仅仅从克罗地亚的温迪迦洞穴(Vindija CaveCroatia)得到的3片骨化石中,可以提取染色体DNA样本 [注释10]。而这些样本的DNA,依然受到了很大的细菌污染。

柏保把这珍贵骨块里提取得的0.3克的化石样本,分了一些给加利福尼亚州的劳伦斯伯克利国家实验室的爱德华.鲁宾(Edward Rubin),两人的团队分别独立对样本进行基因测序。200611月,他们公布了结果,鲁宾获得了65,250个碱基对( base pairs[注释11],而柏保获得了100万个碱基对。人们很快注意到两个团队的结果存在大量不一致的地方。除了提取出的碱基对的数量差别很大,两者的结论也完全不同:柏保的结果显示尼安德特人与现代人曾经杂交,而鲁宾的结果则毫无这个迹象。后来测试的样本,仍然是从那3个骨块中得到的。


爱德华.鲁宾等研究人员认为,最大的挑战仍未解决,那就是不能确定摆脱了人为污染(在操作过程中散落的皮肤细胞)。因为这些杂质会导致研究分析的对象标本,掺杂了现代人的DNA,而不是纯净尼安德特人的DNA。例如,参加研究的队伍中,有:Heng LiWeiwei Zhai, 这些很像中国人名字。而队伍中很可能没有非洲闪族人和约鲁巴族人的成员。

他们的研究表明: “用模拟测试尼安德特人对人类基因组的贡献,结果是,在尼安德特人的输入0%到20%的置信区间下的概率为0. 在这个数据下,不能明确排除外来添加物”(英文原文“A simulation to test the Neanderthal contribution to the human genome found a 0% chance of Neanderthal input with a 0% to 20% confidence range. With this data, the authors cannot definitively rule out admixture . [注释12]

 

4)至今,并没有得到过可靠的尼安德特人的基因组

 

柏保的尼安德特人DNA样本是从克罗地亚国家的温迪迦洞穴(Vindija CaveCroatia)得到的,这也是至今唯一尼安德特人DNA的研究样本。样本所在的遗骸已经有3.8万年以上的历史,完整的染色体很可能已经不存在了,这也是为什么尼安德特人有多少对染色体都无法确定的原因。

 

5)中国学者们的不同看法

 

而中国新一辈的分子人类学家李辉和王传超等人,则是Y染色体亚当理论和线粒体夏娃理论的研究者,也是“非洲起源说”的坚定支持者,他们发表了文章“尼安德特人挑战现代人‘出非洲’学说?”,文章中说[注释14]

 “他们的数据显示现代人有约1-4%的基因组源自尼人,且尼人与欧亚地区的现代人所共享的基因突变比其与撒哈拉以南非洲的现代人要多,即是说现代人与尼人非常可能在小范围内发生过基因交流,时间是现代人走出非洲后在中东遇到尼安德特人之时。他们声称基因是由尼人流入现代人的,且并未观察到反向基因流。然而,这一结论非常可疑,特别是基因的流向。”

6)只有真实、准确的DNA序列解码,才是解决尼安德特人和现代人关系的唯一钥匙

目前取得的尼安德特人的DNA材料,仅仅是线粒体DNA“高变区”序列的片段,可以认为是可靠的,从这个序列上所能得出的结论是:他们不可能是欧洲现代人的祖先。

但他们是否是现代人的堂亲呢?现代人的DNA中是否有他们遗留的“DNA”痕迹呢?在没有得到尼安德特人的全部染色体真实的DNA序列之前,是没有方法可以判断的。另外,确定准确的DNA序列,平均需要重复测序10-20次,才能得到。例如,丹麦和中国的研究人员,对格陵兰岛的4000年前的古爱斯基摩人的基因组重复测序,就进行了20次。比较起来,对尼安德特人的基因组测序,其工作的严密性和准确性,还远远不够。

如果得到了尼安德特人的真实的DNA全序列,而不是被污染的、零零碎碎的不完整的片段,就应该知道他们有多少对染色体,Y染色体上有没有“亚当标记”,以及常染色体上有没有“第一标记” (参看第6节)。只有这样,才可能正确判定他们与现代人的关系。

 

Reference:

1. Luca Ermini et. al., Complete Mitochondrial Genome Sequence of the Tyrolean Iceman, Current Biology 18, 16871693, November 11, 2008

2.Van Oven M,et. al.,PhyloTree.org - mtDNA tree Build 14 (5 Apr 2012)

3 Andreas Keller, et. al.,New insights into the Tyrolean Icemans origin and phenotype as inferred by whole-genome sequencing, Nature communications, Feb 28 2012

4. Genome Research, Y-Chromosome phylogenetic Tree, Copyright 2009 Cold Spring Harbor Laboratory  Press.

5. Tom Higham, et. al.,The earliest evidence for anatomically modern humans in northwestern Europe, Nature ,24 November 2011

6. David Caramelli, et. al., A 28,000 Years Old Cro-Magnon mtDNA Sequence Differs from All Potentially Contaminating Modern Sequences , PLoS ONE ,July 2008 |

7. David Caramelli, et. al.,  Table S1 in A 28,000 Years Old Cro-Magnon mtDNA Sequence Differs from All Potentially Contaminating Modern Sequences , PLoS ONE ,July 2008 |

8. Igor V. Ovchinnikov, et. al., Molecular analysis of Neanderthal

DNA from the northern Caucasus, Nature, Mar.30 2000

9. Mian Zhaoa, et. al., Mitochondrial genome evidence reveals successful

Late Paleolithic settlement on the Tibetan PlateauPNAS December 15, 2009 _ vol. 106 _ no. 50

10. Richard E. Green, et. al., A Draft Sequence of the Neandertal Genome, SCIENCE  7 MAY 2010 VOL 328

11. Edward M. Rubin James P. Noonan, et. al., Sequencing and Analysis of Neanderthal Genomic DNA, Science 17 November 2006

12.参看美国国家自然历史博物馆网站,尼安德特人的DNA序列(The National Museum of Natural HistorySequencing Neanderthal DNA

http://humanorigins.si.edu/evidence/genetics/ancient-dna-and-neanderthals/sequencing-neanderthal-dna

13. Spencer Wells,The Journey of Man: A Genetic OdysseybookPart 7Blood from a Stone. (中文名称:出非洲记,人类祖先的迁徙史诗,斯宾塞.韦尔斯第七章).

14.WANG Chuanchao, LI Hui Are Neanderthals challenging the out-of-Africa model for modern human origins? Communication on Contemporary Anthropology Vol. 4Oct. 82010

 

 

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