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觀察者網(wǎng)對(duì)話王軻:全球人群基因組填上“最后一塊拼圖”,能解答人類(lèi)起源了嗎?
“特征集中出現(xiàn)即意味著連續(xù)進(jìn)化”的觀點(diǎn)暗含著這樣一個(gè)假設(shè),即這些特征全部由遺傳基因決定,特征集中出現(xiàn)即等同于遺傳基因一致。但人類(lèi)性狀的形成過(guò)程很復(fù)雜,既受到基因決定也受到環(huán)境影響,目前生物學(xué)界正在致力于把這些性狀形成的復(fù)雜機(jī)制搞清楚。復(fù)旦表型研究院就專(zhuān)門(mén)來(lái)研究人的表型形成機(jī)制。
在演化領(lǐng)域,不同的物種由于適應(yīng)相同的環(huán)境還會(huì)出現(xiàn)同樣的性狀特征,稱之為趨同進(jìn)化。比如說(shuō)鳥(niǎo)類(lèi)、蝙蝠和昆蟲(chóng)的翅膀都有適應(yīng)于空中飛行的翅膀,那他們之間的親緣關(guān)系非常近嗎?并不是的,它們分別屬于鳥(niǎo)綱、哺乳綱和昆蟲(chóng)綱,分別獨(dú)立演化出飛行能力,是趨同進(jìn)化的典型例子。而且,大家并不會(huì)由于他們都有翅膀而認(rèn)為他們屬于“連續(xù)進(jìn)化”。
觀察者網(wǎng):這個(gè)“趨同進(jìn)化”的例子非常經(jīng)典,但飛行對(duì)于生存太關(guān)鍵了,開(kāi)始往這個(gè)方向演化的物種,也許不得不趨同,否則只能滅絕。而在公眾的普遍認(rèn)知中,鼻梁扁塌、眼眶呈長(zhǎng)方形之類(lèi),似乎并不是重要性狀,如果猿人和現(xiàn)代人毫無(wú)關(guān)系,難以相信環(huán)境會(huì)施加足夠大的進(jìn)化壓力,讓它們?cè)谶@些方面趨同。您能猜想下可能的趨同機(jī)制嗎?表型研究院對(duì)這類(lèi)問(wèn)題,是如何開(kāi)展研究的?
王軻:一些個(gè)人的大膽猜測(cè)可能是氣候環(huán)境以及個(gè)體所處的生態(tài)位會(huì)有一定影響,像鼻梁、鼻腔形態(tài)和氣候之間的關(guān)系,像寒冷干燥和濕熱的環(huán)境下,不同鼻型特征對(duì)于生存有利程度可能不同。越有利生存的越可能朝著相似鼻型演化。
至于生態(tài)位,像開(kāi)闊草原、灌木、林木這樣不同的生境,對(duì)視覺(jué)上能獲得的視野有影響,這就或許與眼框大小有關(guān)。但這些都只是個(gè)人猜測(cè)。
當(dāng)然,也可能控制面部骨骼形態(tài)形成/發(fā)育過(guò)程的一些基因或調(diào)控因子,確實(shí)在演化上較為保守,在不同靈長(zhǎng)類(lèi)中都編碼同樣的表型。關(guān)于這些編碼和調(diào)控機(jī)制問(wèn)題目前業(yè)界還在探索。
表型研究院建有諸多環(huán)境模擬艙,比如有專(zhuān)門(mén)的艙模擬低氧環(huán)境,來(lái)探究生物機(jī)體適應(yīng)低氧環(huán)境的調(diào)控機(jī)制,當(dāng)然不止這一種環(huán)境,還有其他環(huán)境,目前科技足以支持人工模擬這些環(huán)境。
觀察者網(wǎng):可能很多關(guān)心人類(lèi)起源問(wèn)題的朋友,還會(huì)有一個(gè)困惑,從分子證據(jù)看,無(wú)論是單一的“非洲起源說(shuō)”,還是單一的“本土起源說(shuō)”,都已經(jīng)被證否了。但比較新的“連續(xù)進(jìn)化附帶雜交”這個(gè)假說(shuō),光從名稱并看不出,連續(xù)進(jìn)化的人到底是從哪里來(lái)的,“附帶雜交”到底起了多少作用。您能否從分子證據(jù)解釋下,根據(jù)最新的證據(jù),“附帶雜交”的比例究竟是多少?
王軻:我們現(xiàn)有的分子證據(jù),都來(lái)自于生活在不同時(shí)間尺度的“現(xiàn)代人類(lèi)”(即從4-5萬(wàn)年前至今的智人)。依據(jù)分子證據(jù)看,群體遺傳學(xué)界公認(rèn)非洲大陸人群中有著全球最高的遺傳多樣性和現(xiàn)存最古老的現(xiàn)代人類(lèi)基因譜系,仍然認(rèn)為“現(xiàn)代人類(lèi)”起源自非洲。
就古人類(lèi)學(xué)家提到的“連續(xù)進(jìn)化”,我們還沒(méi)有東亞直立人的DNA證據(jù),可以去測(cè)試直立人到現(xiàn)代人類(lèi)是否有直接的演化關(guān)系。
而古人類(lèi)學(xué)家提出的“附帶雜交”,我個(gè)人理解是指現(xiàn)代人類(lèi)中來(lái)自丹尼索瓦人、尼安德特人的基因貢獻(xiàn),目前估算的尼安德特人對(duì)現(xiàn)代人的基因貢獻(xiàn)平均值在2%左右。之所以用平均值是因?yàn)?,他們?duì)于不同大陸人群的貢獻(xiàn)程度不是完全一致。丹尼索瓦人對(duì)現(xiàn)代人類(lèi)的貢獻(xiàn),普遍認(rèn)為對(duì)大洋洲人群的遺傳貢獻(xiàn)較高,在3-6%左右,而對(duì)于其他大陸人群可能在0.1%。
一般來(lái)說(shuō),這個(gè)估算的比例其實(shí)受到人群復(fù)雜演化歷程的影響,像人群遷徙到一個(gè)新地方經(jīng)歷瓶頸效應(yīng)、或是附帶雜交給現(xiàn)代人帶來(lái)的基因不利于生存也可能被負(fù)選擇掉。
近幾年大家還開(kāi)始發(fā)現(xiàn)一些超級(jí)古老(Super-Archaic)人類(lèi)留在現(xiàn)代人類(lèi)中的基因貢獻(xiàn),以及也可能留在了丹尼索瓦人中,雖然目前還沒(méi)有化石證據(jù)證實(shí)這個(gè)超級(jí)古老人類(lèi)群體,所以也被稱為“幽靈”早期智人(Archaic Homo,“ghost”)。現(xiàn)代人和這些已滅絕的早期智人(包括丹尼索瓦/尼安德特人這些有化石證據(jù)的)之間沒(méi)有生殖隔離,所以可能出現(xiàn)過(guò)混合并不奇怪。
左側(cè)分支即為“幽靈”早期智人 《自然》雜志
觀察者網(wǎng):最后再回到東南亞基因組的研究,它為什么會(huì)成為全球人群基因組研究的“最后一塊拼圖”?是否因?yàn)槲鞣窖芯繖C(jī)構(gòu)長(zhǎng)期忽視?
王軻:歐美一直處于“西方中心論”的視角下,對(duì)于亞洲人的群體基因組學(xué)研究長(zhǎng)期忽視。但從人類(lèi)演化的角度看,東南亞人群遺傳多樣性高,地理位置處在早期現(xiàn)代人“走出非洲”后遷徙路線上的重要節(jié)點(diǎn)和分叉口,由于獨(dú)特的熱帶雨林氣候出現(xiàn)了對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)獨(dú)有的適應(yīng)性進(jìn)化及相關(guān)疾病的遺傳應(yīng)對(duì)策略。其基因組信息對(duì)于業(yè)界研究東亞人群中潛在疾病相關(guān)遺傳位點(diǎn)具有關(guān)鍵啟發(fā)。
最后,還是再次呼吁大家辯證地、開(kāi)放地看待問(wèn)題,科學(xué)是在不斷發(fā)展的,當(dāng)新的研究證據(jù)不斷補(bǔ)充進(jìn)來(lái),學(xué)界也在不斷地修正先前的假說(shuō)與認(rèn)識(shí),人類(lèi)對(duì)于世界的認(rèn)識(shí)就是這樣在一步步證實(shí)和證偽假說(shuō)中進(jìn)步的。在科學(xué)地探索這個(gè)世界時(shí),東亞學(xué)界要在全球舞臺(tái)上發(fā)出自己的聲音,從我們東亞人自己的視角去講好東亞的故事,這也是這項(xiàng)東南亞基因組研究工作的可貴之處,這也是東亞各個(gè)研究領(lǐng)域的學(xué)者們?cè)谝恢眻?jiān)持努力做的事情。
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