一种神秘已灭绝人类物种的 DNA 可能帮助了古美洲人生存

煤油灯科技2025-09-22 09:29

在人类 DNA 中发现的一个新丹尼索瓦人基因,可能帮助了第一批美洲人适应他们的新世界。

数千年前,早期人类勇敢地踏上危险的迁徙之旅,穿越白令海峡广袤无垠的冰原,来到美洲这块陌生的土地。

根据科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado Boulder)的最新研究,这些迁徙者可能还带来了一些意想不到的东西:一段从现已灭绝的人类物种那里继承而来的 DNA。这种遗传物质可能在帮助他们生存以及适应新环境的挑战方面发挥了关键作用。

研究人员最近在《科学》杂志上发表了他们的发现。

“从进化的角度来看,这是一个令人难以置信的飞跃,”费尔南多·维拉内亚(Fernando Villanea)说,他是本研究两位主要作者之一,也是科罗拉多大学博尔德分校人类学系的助理教授。“它显示了一个种群中惊人的适应能力和恢复力。”

这项工作聚焦于丹尼索瓦人,这是人类家族树上一个神秘的分支。这些远古亲戚曾生活在一片广阔区域,这片区域从现今的俄罗斯一直延伸到大洋洲,并向西至青藏高原,然后于数万年前消失。关于丹尼索瓦人的很多事情仍然是不确定的:第一个丹尼索瓦人仅是在15年前,通过从西伯利亚洞穴中发现的一块骨头碎片中提取的DNA才被确认。尽管对他们的身体特征在很大程度上仍是猜测,但就像尼安德特人一样,他们可能有浓重的眉毛,并且没有下巴。

“比起它们的外貌,我们对它们的基因组和身体化学反应的了解更多,”维兰尼亚说。

越来越多的研究表明,丹尼索瓦人曾与尼安德特人和智人通婚,从而深刻地影响了当今人类的生物学特性。

为了探索这些联系,维兰尼亚和他的同事(包括共同第一作者、布朗大学的戴维·皮德)一起研究了来自世界各地的人的基因组。特别是,该团队着眼于一种名为 MUC19 的基因,该基因在免疫系统中发挥着重要作用。

该团队发现,与其他人群相比,具有美洲原住民血统的人更有可能携带一种来自丹尼索瓦人的该基因变体。换言之,这种古老的遗传基因可能有助于人类在北美洲和南美洲的全新生态系统中生存下来。

一个鲜为人知的基因

维利安尼亚补充道,MUC19基因在人体中的作用与丹尼索瓦人本身一样神秘。它是哺乳动物体内22个可生成粘蛋白的基因之一。这些蛋白质可生成粘液,粘液除了其他功能外,还可以保护组织免受病原体侵害。

他说:“MUC19似乎对健康有着许多功能性的影响,但我们才开始了解这些基因。”

先前的研究表明,丹尼索瓦人携带了一种独特的 MUC19 基因变异体,以及一系列独特的突变,他们将这些变异体传递给了部分人类。这种混血在古代很常见:如今大多数活着的人都携带一些尼安德特人的 DNA,而丹尼索瓦人的 DNA 构成了巴布亚新几内亚人基因组的多达 5%。

在当前的研究中,维拉内阿(Villanea)及其同事想要更多地了解这些基因“时间胶囊”是如何影响我们的进化的。

该团队仔细研究了已发布的有关墨西哥、秘鲁、波多黎各和哥伦比亚现代人基因组的数据,这些地区美洲原住民血统和 DNA 很常见。

他们发现,在拥有墨西哥血统的现代人中,三分之一的人携带了粘蛋白19(MUC19)的丹尼索瓦人变体,特别是在他们来自美洲原住民血统的基因组部分。相比之下,中欧血统的人中只有1%携带这种变体。

研究人员发现了更令人惊讶的事情:在人类体内,丹尼索瓦人的基因变异似乎被尼安德特人的脱氧核糖核酸所包围。

维兰尼亚(Villanea)说:“这种DNA就像奥利奥饼干,丹尼索瓦人的是夹心,而尼安德特人的是饼干。”

一个新世界

维兰尼亚(Villanea)及其同事推测的情况如下:在人类跨越白令海峡之前,丹尼索瓦人与尼安德特人通婚,将丹尼索瓦人的MUC19基因传递给了他们的后代。然后,在基因传递的过程中,尼安德特人与人类通婚,共享了一些丹尼索瓦人的DNA。这是科学家们首次发现DNA从丹尼索瓦人跳跃到尼安德特人,然后再跳跃到人类的情况。

后来,人类迁移到美洲,在那里,自然选择使这种借来的MUC19基因得以传播。

丹尼索瓦人变异为何在南北美洲如此常见,而在世界其他地区却并非如此,目前尚不清楚。维兰尼亚指出,美洲最早的居民可能遇到过人类历史上前所未有的环境,包括新型的食物和疾病。丹尼索瓦人的DNA可能为他们提供了应对此类挑战的其他手段。

“突然间,人们必须找到新的狩猎方式,新的耕作方式,他们为了应对这些挑战,研发出了非常棒的技术,”他说,“但是,在两万多年的时间里,他们的身体也在生物层面进行着适应。”

为了构建这一图景,这位人类学家计划研究不同的 MUC19 基因变体是如何影响当今人类健康的。目前,维拉内亚表示,该研究证明了人类进化的力量。

维兰尼亚说:“美洲原住民所做到的事情真的令人难以置信。他们的共同祖先原本生活在白令海峡附近,而他们却在生物学和文化上适应了这个拥有世界上每一种生物群落的新大陆。”

参考文献:费尔南多·A·维拉内阿、大卫·皮德、伊莱·J·考夫曼、瓦莱里娅·阿诺韦-加里贝、伊丽莎白·T·切维、维里迪安娜·维拉-伊斯拉斯、凯尔西·E·威特、罗伯塔·泽洛尼、达维德·马尔内托、普丽雅·莫尔贾尼、弗洛拉·杰伊、保罗·N·瓦尔德曼尼斯、玛丽亚·C·阿维拉-阿尔科斯和埃米莉亚·埃尔塔-桑切斯,《MUC19基因:反复渗入和自然选择的进化史》,2025年8月21日,发表于《科学》杂志。DOI:10.1126/science.adl0882

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