在冰河時代的洞穴中發現的古代人類dna——即使骨頭不見了
科學家們在洞穴的土壤中發現了來自遠古人類的DNA——即使在那裡沒有發現骨頭。研究表明，即使周圍沒有化石，洞穴內的沉積物也能告訴我們早期人類在何時何地出現。這些資訊是瞭解人類祖先進化的關鍵。
這項研究發表在今天的《科學》雜誌上，描述了一種分析古代DNA的高靈敏度技術。這項技術被用來研究歐洲和俄羅斯7個洞穴的沉積物，年代大約在14000年到550000年前。在無數的基因片段中，研究人員能夠檢測到尼安德特人和傑尼索瓦人的DNA，即使周圍沒有骨頭。
“這種方法確實是第一個直接在沉積物中尋找人類和人源DNA的方法。“我認為這是一種新奇，”加州大學聖路易斯分校生態學和進化生物學教授貝絲·夏皮羅說，他沒有參加這項研究它為考古學研究開闢了新的可能性。”
迄今為止，我們對早期人類，統稱為人類的進化的理解，主要是基於我們在世界各地發現的少數化石。骨骼遺跡很罕見——有時只有牙齒或是一個小腳趾碎片——因此，它們提供了一個非常有限的圖片，說明我們人類祖先生活的地點和時間。我們已經滅絕的親屬包括尼安德特人，他們大約40萬至40000年前生活在歐洲和亞洲部分地區；丹尼索夫人，大約38萬年前從尼安德特人那裡分離出來。兩人最終被智人所取代。
科學家們早就知道洞穴裡的土壤充滿了有價值的DNA。但遠古的DNA是非常碎片化的，直到最近，這項技術才真正允許我們分析這種受損的遺傳物質並得到非常準確的結果。夏皮羅告訴《邊緣報》，參與今天研究的小組——包括馬克斯·普朗克進化人類學研究所的作者馬蒂亞斯·邁耶——一直站在從儲存不良的標本中恢復古代DNA的最前沿。她說，邁耶是“在思考恢復古代DNA的方法時最有創造力的人之一。”。
這項研究中描述的技術能夠鑒定出屬於人類以及各種動物（如長毛象和毛犀牛）的遺傳物質，這兩種動物都已滅絕。”“這真是一項偉大的研究，回到了這個很久以來無法觸及的問題，應用了所有這些新方法，”俄克拉荷馬大學人類學助理教授克裡斯蒂娜·沃內爾說，她沒有參加這項研究真是令人興奮。”
研究人員從歐洲和俄羅斯的7個洞穴中收集了85個更新世時期的沉積物樣本。人們知道這些洞穴在某個時候曾居住過早期人類和其他動物；它們要麼有骨頭，要麼有石器。首先，研究人員從土壤中分離出DNA，發現其中大部分屬於細菌，正如預期的那樣。只有0.05%到10%屬於哺乳動物——動物或人類。然後，他們使用一種方法，基本上可以建立自定義誘餌，以確定他們所尋找的確切DNA。”這有點像**非常特殊的魚餌，”夏皮羅說。你要找的DNA會粘在你的誘餌上，剩下的會被洗掉。
這就是為什麼研究人員能夠鑒定幾種動物的DNA，以及屬於尼安德特人和傑尼索瓦人的DNA。在四個洞穴中發現了尼安德特人的DNA，其中一個在比利時，一個在俄羅斯，但在遺址或沉積物層中沒有發現人的骨頭。”這一方法的妙處在於，它能讓我們以比以前少得多的模稜兩可的方式確認誰佔據了一個遺址，尤其是在沒有任何人類骨骼遺骸的情況下，”研究合著者、英國伯恩茅斯大學進化古生態學家約翰·斯圖爾特（John Stewart）說。
顯然，這項技術並不完美。例如，它不允許我們直接確定DNA的日期。解決這個問題的一種方法是確定DNA被髮現的土壤的年代——確定同一層化石的年代，或者觀察火山爆發的證據。這可以讓研究人員瞭解古人類何時生活。然而，DNA可以在沉積物中移動——儘管我們還不知道如何移動。”“這不是一個研究得很好的東西，”沃內爾說。
雖然這項分析可以讓科學家們弄清楚DNA是來自一個人還是幾個人，但還不足以讓研究人員弄清楚樣本中有多少人。馬克斯·普朗克人類歷史科學研究所所長約翰內斯·克勞斯（Johannes Krause）說，這也不能真正讓研究人員確定關係，至少目前是這樣。
儘管如此，這項技術還是為研究人員提供了難以置信的機會。它創造了一種新的方法來確定早期人類是否存在於某個地點，即使我們沒有骨頭。斯圖爾特說，這一點很重要，因為這意味著，比方說，尼安德特人不一定非得死在洞穴裡才能留下基因足跡。它可能只是在那裡撒尿或大便，留下了一個基因標記，讓古生物學家在幾千年後去尋找。”利物浦大學人類古生態學系主任兼主任基思·多布尼（Keith Dobney）沒有參與這項研究。
克拉斯說，關於尼安德特人何時滅絕，傑尼索瓦人究竟住在哪裡，還有很多問題。找到更多的遺體——無論是化石還是生化——是我們回答這些問題的唯一途徑。現在我們有了一種新的方法來做這件事。
- 發表於 2021-05-10 22:42
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