出品：科普中國

作者：牛長泰（中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所博士）

監(jiān)制：中國科普博覽

編者按：為解碼生命科學(xué)最新奧秘，科普中國前沿科技項目推出“生命新知”系列文章，從獨特的視角，解讀生命現(xiàn)象，揭示生物奧秘。讓我們深入生命世界，探索無限可能。

“如果我比別人看得更遠，那是因為我站在巨人的肩上。”—牛頓

從廣袤無垠的北極苔原到白雪皚皚的南極冰蓋，從空氣稀薄的青藏高原到1.1萬米深的馬里亞納海溝，從飛沙走石的荒漠戈壁到潮濕炎熱的熱帶雨林，現(xiàn)代人幾乎到達了這個星球上的每一個角落，甚至征服并定居于此。

我們不禁要問，是什么讓我們現(xiàn)代人的適應(yīng)能力如此強大，從眾多人類物種中脫穎而出，成為地球上數(shù)量最多、生活范圍最廣，也是目前地球上唯一存在的人類物種。

是因為我們擁有語言？擁有文化？還是因為我們“身強體壯”,確實可以適應(yīng)如此多的環(huán)境？

正如開篇第一句話，不可否認的一點是，我們現(xiàn)代人之所以能適應(yīng)如此廣袤的環(huán)境，看到如此多樣的風景，從某種程度上確實是因為站在了我們那些已經(jīng)滅絕的親戚—尼安德特人和丹尼索瓦人的肩膀上。尼安德特人和丹尼索瓦人都是地質(zhì)歷史上與我們現(xiàn)代人親緣關(guān)系最近的兩種古人類，他們的共同祖先大約于80-50萬年前與現(xiàn)代人的祖先分道揚鑣，并在不久之后兩者之間也發(fā)生了分化。

目前的古DNA研究表明，在我們的祖先于6-5萬年前走出非洲之后，在歐亞大陸上曾與尼安德特人和丹尼索瓦人相遇，并發(fā)生了基因交流。

現(xiàn)代人（左）與尼安德特人（右）的頭骨

（圖片來源：Wiki）

今天，所有非洲大陸以外的現(xiàn)代人，都具有約2%的尼安德特人血統(tǒng)，撒哈拉沙漠以北的非洲人中也擁有最多1%的尼安德特人血統(tǒng)。今天的亞洲人群和美洲印第安人擁有約0.2%的丹尼索瓦人血統(tǒng)，菲律賓尼格利陀人擁有5-6%的丹尼索瓦人血統(tǒng)，美拉尼西亞和澳大利亞的土著人有約4%的丹尼索瓦人血統(tǒng)。

某種程度上來說，尼安德特人和丹尼索瓦人并未滅絕，他們?nèi)匀淮嬖谟谖覀兊幕蚪M中。

丹尼索瓦3號化石復(fù)制品

（圖片來源：Wiki）

那么我們體內(nèi)的尼安德特人和丹尼索瓦人的基因，是否會對我們的身體造成影響呢？答案是肯定的。

針對這兩種古人類的古基因組的研究發(fā)現(xiàn)，它們遺傳給現(xiàn)代人的基因片段，對現(xiàn)代人的免疫、代謝、生育等各個方面都有著重要的影響，有積極的也有負面的。在眾多積極的影響當中，一個非常典型的案例是丹尼索瓦人對于今天生活于青藏高原的現(xiàn)代人適應(yīng)高海拔地區(qū)低氧生活的遺傳貢獻。

今天生活在青藏高原的藏族人和喜馬拉雅山南麓的尼泊爾人，其EPAS1基因發(fā)生了突變。該基因的普通類型有助于人類在體內(nèi)氧氣濃度下降時（比如運動過程中）產(chǎn)生更多的血紅蛋白，但是當血液中血紅蛋白增加過多時，反而會增加血液黏稠度，降低血液流動速率。如果環(huán)境中氧氣供應(yīng)充足，則問題不大，甚至血紅蛋白的提高有助于人體運動機能的提升。但如果環(huán)境中氧氣濃度低，那么黏稠的血液會導(dǎo)致血液流速變慢會加劇氧氣供應(yīng)不足，使人產(chǎn)生高原反應(yīng)，同時引發(fā)高血壓、心臟病等血管疾病，也會降低新生兒的體重和存活率。藏族人和尼泊爾人的EPAS1基因突變，使得他們在低氧環(huán)境下，不會產(chǎn)生過多的血紅蛋白，這有助于降低他們血液的黏稠度，維持血液較高的流動速率，從而提升血液運輸氧氣的能力。

有趣的是，除了青藏高原上的現(xiàn)代人以外，世界上其他地區(qū)的現(xiàn)代人都很少能見到這種突變，只有漢族人群中有大約9%的人攜帶類似的基因突變。只是巧合嗎？

2014年，一項發(fā)表于《Nature》的研究發(fā)現(xiàn)，藏族人的EPAS1基因突變與8-5萬年前生活于阿爾泰地區(qū)的丹尼索瓦人的EPAS1基因突變非常吻合，這表明藏族人的EPAS1基因突變很可能繼承自丹尼索瓦人。由于漢族人中少部分個體也擁有類似的突變，這意味著很可能是包括藏族人和漢族人在內(nèi)的東亞人群的祖先，曾與丹尼索瓦人發(fā)生基因交流，從丹尼索瓦人那里獲得了EPAS1基因突變，而藏族人的祖先到達青藏高原之后，在低氧氣濃度的自然選擇之下，丹尼索瓦人類型的EPAS1基因突變在藏族人中快速擴散并成功幫助他們適應(yīng)高原環(huán)境。

那東亞人與丹尼索瓦人的基因交流，是發(fā)生在何時，又是發(fā)生在何處呢？丹尼索瓦人真的具有生活于青藏高原的能力嗎？中國的古人類學(xué)家和考古學(xué)家，在青藏高原的白石崖溶洞，找到了答案。

參考文獻：

1.Huerta-Sánchez E, Jin X, Asan, et al. Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA[J]. Nature, 2014, 512(7513): 194-197.

2.Zhang X, Witt K E, Ba?uelos M M, et al. The history and evolution of the Denisovan-EPAS1 haplotype in Tibetans[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021, 118(22): e2020803118.

3.Peyrégne S, Slon V, Kelso J. More than a decade of genetic research on the Denisovans[J]. Nature Reviews Genetics, 2024, 25(2): 83-103.

4.馬晏然,項鋒鋼.尼安德特人、丹尼索瓦人基因組的發(fā)現(xiàn)及其對現(xiàn)代人類的影響[J].科學(xué)通報,2022,67(36):4337-4343.

5.夏歡,張東菊,陳發(fā)虎.丹尼索瓦人及其研究進展[J].科學(xué)通報,2020,65(25):2763-2774.

來源: 中國科普博覽

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