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《自然》| 新数据和计算能力改写人类进化史

YiyiKing 110

前言:

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导读:人类并非来自非洲的一个单一地区,而是来自一百万年前在非洲大陆四处移动并混合了数千年的几个种群。人们普遍持有的智人单一起源的观点部分基于化石记录。来自现代非洲和欧洲人口的计算机模型和基因组数据表明,“我们的根源在于由支离破碎的当地人口组成的非常多样化的总体人口”,进化考古学家埃莉诺塞里说。这意味着人类进化看起来更像是一根缠结的藤蔓,而不是一棵“生命之树”。

一项探索人类基因组多样性的新研究发现,现代人在整个非洲进化,而不是从一个地方进化而来

据《自然》期刊报道,

一项研究表明,人类并非来自非洲的某个地区。相反,我们的祖先迁徙和混居了几千年。

现代人类起源于非洲单一地区这一广泛持有的观点正受到分析大量基因组数据的模型的挑战。这些模型表明,人类起源于非洲大陆的多个祖先种群。这些生活在一百万多年前的古老种群本来都是相同的人类物种,但在基因上略有不同。

支持这一理论的模型依赖于来自当前非洲和欧洲人口的新软件和基因组测序数据,以及尼安德特人的 DNA。研究人员于 5 月 17 日在Nature 1上发表了结果。

德国耶拿马克斯普朗克地球人类学研究所的进化考古学家 Eleanor Scerri 说,这项研究为“非洲没有单一的出生地,人类进化是一个具有非常深厚的非洲根源的过程”的观点提供了更多证据.

单一起源理论已经流行了几十年,部分基于化石记录。但 Scerri 说,该理论与数据并不吻合。归因于智人的工具和身体特征大约在相似的时间出现在整个非洲。如果人类从一个地方辐射出去,考古学家会期望在离中心点更远的地方看到更近代的化石,而在离中心点更近的地方看到更古老的化石。

祖传干

古代人种,或“祖先干”,有局部种群,这些种群显然杂交了数千年,共享进化的任何遗传差异。随着时间的推移,他们也在非洲各地移动。“我们的根源在于由分散的当地人口组成的非常多样化的总体人口,”Scerri 说。这些茎的交织,仅被遗传学微弱地分开,产生了人类进化的概念,研究人员将其描述为“弱结构的茎”——更像是缠结的藤蔓而不是“生命之树”。

虽然多个起点的想法并不新鲜,但“弱结构茎”的解释却是。加州大学戴维斯分校的研究合著者兼人类遗传学家 Brenna Henn 说,探索多个起源点的其他模型没有使用与本研究一样多的参数。

该团队使用了加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的共同作者 Simon Gravel 开发的软件,该软件可以处理更多扩展建模所需的大量计算能力。过去的工作在遗传数据方面也存在不足,主要集中在西非,这意味着没有纳入该大陆巨大的遗传多样性。这对现代人类的祖先可能如何在地球上混居和迁移形成了一幅不完整的图景,并要求科学家做出更多假设以填补知识空白。

基因组数据

最新研究结合了现有东非和西非人口以及南部非洲纳马人的基因组测序。基因组数据的这种传播帮助研究人员了解和追踪基因在几代人之间的历史运动。

“我们真的很想坐下来,以更有创意的方式非常系统地评估模型,”Henn 说。“这是一个具体的人类进化新模型。”

这些模型使用诸如迁移和种群融合等变量来预测数千年来的基因流动。将这些预测与今天看到的遗传变异进行比较,以确定哪些模型与数据最匹配。

先前提出的对当今人类多样性的一种解释是,智人与其他已经分支并变得孤立的古老人类物种混合在一起。但 Henn 及其同事发现,结构较弱的茎模型更适合,可以更清楚地解释当今人类身上看到的变异。

最终,围绕人类起源的问题仍然比比皆是。Henn 希望将更多来自其他非洲地区的 DNA 添加到模型中,以查看数据是否会改变他们的结果。她还希望利用这些数据对化石记录进行预测,例如预测特定地区的人类化石具有哪些特征。(Yiyi King)

参考

Jude Coleman. Human-evolution story rewritten by new data and computing power. doi:

Ragsdale, A. P. et al. Nature (2023).

标签: #进化算法的概念和特点