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在數萬年前,多種人屬物種棲居于地球上,包括能人、直立人、丹尼索瓦人、尼安德特人等。近年來的研究證據表明,這些族群并非離群索居,他們之間偶有爭斗,亦有往來,甚至還發生過跨物種的交融。
其中,直立人(Homo erectus)是人類演化史上的關鍵階段,生存于約 200 萬年前至 20 萬年前的更新世。其既帶有猿類特征,如頭蓋骨低平,眉骨粗壯,吻部前伸;也有現代人的特征,如可雙足直立、腦容量比猿類大,會制造并使用復雜的石器、且開始懂得使用火和食用熟食。
研究表明,直立人可能是最早離開非洲的人類屬物種。他們的遺骸廣泛分布于非洲、歐亞大陸及東南亞地區,但其 DNA 卻始終難尋蹤跡。部分原因在于該物種年代極其久遠,保存狀況不佳,另一部分原因則是 DNA 提取具有破壞性,館藏機構往往不愿對珍貴的化石進行取樣。
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(來源:肯尼亞國家博物館)
因此,一些研究開始致力于回收蛋白質。蛋白質比 DNA 更堅韌,保存時間更長,尤其是當被包裹在牙齒的礦物質基質中時。
哥本哈根大學生物化學家恩里科·卡佩里尼(Enrico Cappellini)解釋道:“蛋白質是基因的直接表達,因此在某種意義上,它們承載著遺傳信息,是 DNA 最好的替代指標。”其帶領的研究團隊曾嘗試從格魯吉亞德馬尼西遺址 177 萬年前的直立人牙齒中回收蛋白質,但由于降解過于嚴重,無法識別具體的變體。
近日,一項發表于 Nature 的研究通過提取分析距今約 40 萬年前的直立人牙釉質蛋白質,發現來自三個不同遺址的 6 個標本共享兩個相同的氨基酸變異,其中攜帶的一種遺傳變體同樣存在于丹尼索瓦人與部分現代人牙齒中,這表明兩個物種間可能進行過融合,再經由丹尼索瓦人的基因滲入流傳至現代人群。研究主要由中國科學院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹領導。
這項研究成功提取并分析了來自周口店、和縣和孫家洞遺址的六件中更新世直立人標本的古牙釉質蛋白,其年代距今約 40 萬年。標本包括來自周口店的一枚牙齒、來自和縣的兩枚牙齒、來自孫家洞遺址的三枚牙齒。
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(來源:上述論文)
為了減少損害,研究團隊采用了一種名為“酸蝕法”的技術:先用防水薄膜包裹牙齒,僅露出幾平方毫米的微小表面,然后涂抹酸液。這種方法在保持牙齒結構完好(僅有輕微變色)的前提下,剝離了足夠的蛋白質。
通過分析牙釉質蛋白的比例,研究團隊確定了這些牙齒主人的性別:五男一女。其中,周口店樣本、兩枚孫家洞樣本、兩枚和縣樣本被鑒定為男性;而剩下的一枚孫家洞成年個體樣本被判定為女性。牙釉質蛋白 Y 亞型是男性特有的標記物,是由位于 Y 染色體上的基因編碼并參與牙釉質發育的蛋白質。在考古學中,其存在與否是判定男性身份的關鍵依據。
團隊還發現,來自這三處遺址的六個標本均共享兩種氨基酸變體。
一個是 AMBN-A253G 變體,是更新世直立人所特有的,這是此前在其他人類譜系,包括在格魯吉亞德馬尼西直立人、丹尼索瓦人、尼安德特人和現代人等中未知的新變異。耶魯大學遺傳學家迪延多·馬西拉尼(Diyendo Massilani)直言,“如果這是獨有的,它將成為照亮直立人在亞歐大陸遷徙歷程的分子路標。”
事實上,這項研究選擇的三處遺址的標本在形態學上表現出顯著差異,曾引發學界關于它們究竟是更接近印度尼西亞直立人,還是更接近丹尼索瓦人的廣泛討論。而六件標本均攜帶新發現的 AMBN-A253G 突變,這一確鑿證據將這些標本歸入直立人范疇。
另一個則是 AMBN-M273V 變體。此前學界一直認為該變體為丹尼索瓦人所特有,但本項研究揭示出,它并非丹尼索瓦人的專屬,而是由這些直立人群體所共有。
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(來源:上述論文)
研究人員推測,這種共有變體最可能的解釋是種群間的長期交融:直立人可能在 40 萬年前于亞洲遇見丹尼索瓦人時,將該變體傳給了后者。隨后,丹尼索瓦人又將其傳給了約 5 萬年前走出非洲、進入亞洲及大洋洲的現代人類。
數據顯示,該變體在現代人群中的分布具有顯著的地域性:在菲律賓人群中的頻率高達 21%,印度為 1.17%,巴布亞新幾內亞為 0.71%,而在絕大多數其他現代人群中則完全缺失。
并未參與該研究的約克大學地球化學家科斯蒂·彭克曼(Kirsty Penkman)非常興奮。她認為,這一發現指向了一個多個祖先物種在亞歐大陸并存與交融的時空點,“亞歐大陸古人類的復雜程度遠超此前認知,這段時期極具研究價值。”
馬西拉尼認同蛋白質分析的結果,但對于種群間交融的結論持有保留意見。他指出,目前尚無直接證據證明直立人將變體傳給了現代人,這些變體也有可能是各自獨立演化出來的。
1.https://museums.or.ke/turkana-boy-kenyas-eternal-ambassador/
2.https://www.science.org/content/article/ghost-long-extinct-ancestor-lives-people-today
3.Fu, Q., Wu, Z., Bennett, E.A. et al. Enamel proteins from six Homo erectus specimens across China. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10478-8
4.https://www.science.org/content/article/mysterious-human-ancestor-finds-its-place-our-family-tree
運營/排版:何晨龍
注:封面/首圖由 AI 輔助生成
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