本篇建議搭配《滅亡萬年的尼安德塔人，他們的DNA對現代人有哪些影響？》一同閱讀，風味更尼安德塔喔！
高品質古人類基因組，第三個！
由帕波率領的團隊，在 2010 年發表了尼安德塔人的基因組，震驚世界 [1]。已經消逝幾萬年之久的尼安德塔人 DNA，帶來無比寶貴的資訊；如今我們知道，非洲以外人類的祖先，都曾與尼安德塔人有過混血，也能估計比例，計算每個人有多麼「尼安德塔」；搭配其他資訊，還能得知遠古混血對智人各方面的影響，如幾萬年來的適應，或是當代人的健康。
然而，2010 年發表的第一版尼安德塔基因組，其實是由克羅埃西亞，文迪亞洞穴（Vindija Cave）中 3 個樣本拼湊而成，只復原到所有序列的 60%，覆蓋率（coverage）約 1.2，儘管足以分析，品質卻差強人意。所幸在文迪亞之外，另一個古代 DNA 寶地，位於西伯利亞南方，阿爾泰山的丹尼索瓦洞穴（Denisova Cave），很快再度震撼智人。
除了以其命名，前所未聞的新種「丹尼索瓦人」以外（該基因組的化石樣本稱作「Denisovan 3」）[2]，此處出土的尼安德塔化石「Denisovan 5」（又稱作「Altai Neanderthal」），在 2014 年發表，以 50 倍覆蓋率的超高品質，成為繼 2012 年問世的 30 倍丹尼索瓦蘿莉以後，第二個古人類高品質基因組 [3] [4]。隨後更有許多統計分析以此出發，挖掘出人類演化史上不為人知的秘密 [5] [6]。
- 延伸閱讀：丹尼索瓦人（上）：尼安德塔人的神秘近親
一個雖然好過沒有，總是讓人覺得不夠。最近帕波戰隊又發表第二個高品質的尼安德塔基因組，樣本「Vindija 33.19」一樣來自文迪亞，不過這回覆蓋率高達 30 [7]。這是至今第三個高品質古人類基因組，三位都是女生。
尼安德塔人有多少人？
古代基因組可以告訴我們什麼陳年往事？太多了！一項是族群大小。每個人同一條體染色體都有一對，因此同一個位置，會有 2 個 DNA 序列共同存在。假如一個族群很大，成員間累積較多差異，彼此配對又是隨意的，那麼可以想見，此一狀況下生下的寶寶，同一對染色體上，來自父母雙方序列之間不同的機率，也就是「異質性（heterozygosity）」將比較大；反之，若是族群很小，常常近親交配，那麼寶寶兩條 DNA 序列間，異質性就會比較小。
用這個方法計算，文迪亞和阿爾泰尼安德塔人，兩者的異質性差不多小，他們又比丹尼索瓦人低一點點，而三者皆遠遠低於現在的非洲人。這表示不論尼安德塔人或丹尼索瓦人，兩者的人口相較於智人都少很多；估計尼安德塔人的有效族群量（effective population size）是 3000 人左右。（有效族群量計算的是，參與生殖的人口，所以實際上的總人口應該會更高一些。不過由一些研究看來，目前對尼安德塔人的人口嚴重低估，若是加入更多樣本，或許將大幅增加。[8]）
古人類的求偶選擇，也是有趣的問題。之前分析阿爾泰尼安德塔人基因組，發現她的父母是非常近的近親，證實尼安德塔人有近親交配的行為。然而，對尼安德塔人而言，阿爾泰是個離其他同類相當遙遠，離群索居的偏僻之處，或許近親交配是由於找不到對象，不得已而為之。
這回的文迪亞尼安德塔人，住在附近普遍有同類鄰居的地方，沒有偵測到如阿爾泰般近親交配的跡象，表示有得選擇的時候，近親交配並非尼安德塔人的常態選項。
人類遺傳大歷史
高品質基因組，對釐清族群史相當有幫助。比較各樣本間差異，估計的結果是，文迪亞尼安德塔人與丹尼索瓦人，兩者介於 39 到 44 萬年前間分家；而他們與現代人的共同祖先，則可以追溯到 52 到 63 萬年前；年代都與之前的估計類似 [9]。
採取遺傳學方法定年各樣本的年代，文迪亞尼安德塔人距今 5.2 萬年，比該樣本最近重新用碳同位素定年，得到的結果 4.4 萬年要更老一些 [10]（不確定這樣的差異，是否意謂這邊的遺傳學方法，估計年代都會高估一點點）。
阿爾泰的丹尼索瓦洞穴，丹尼索瓦人生活在 7.2 萬年，尼安德塔人則是 12.2 萬年前；由於丹尼索瓦洞穴內部狀況十分複雜，利用地質材料定年，至今都還沒有可靠結果問世，因此使用 DNA 分子鐘估計年代，相當有價值。
有意思的是，之前研究阿爾泰尼安德塔人，得知他的祖先曾接受過智人相關族群的 DNA（切記，未必直接來自智人祖先）[11]。而這次則發現，文迪亞尼安德塔人不但也有，而且配備智人 DNA 的比例，與其住在遙遠東方的阿爾泰親戚不相上下。
一個合理的推測是，混血時間或許發生在阿爾泰與文迪亞族群分家以前，也就是比距今 13 到 14.5 萬年間更早。然而，以上論點只是根據已知資訊，推論出的一個假設而已，未必完全符合實情。我們如今只能確定，不同古人類族群間的情慾交流，相當頻繁。
你有多尼安德塔？
大家的基因組中，都有些 DNA 可以追溯到尼安德塔人（假如有非洲朋友在看就抱歉了）。尼安德塔 DNA 對現代人的影響，之前許多研究採用阿爾泰基因組分析，不過要研究此一問題，文迪亞尼安德塔人在親戚關係上，更接近和智人祖先發生情慾交流的那群尼安德塔人，所以是更好的比較對象。
採用文迪亞基因組的估計，如今歐亞大陸西部族群的基因組，大約有 1.8 到 2.4% 源自尼安德塔人，歐亞大陸東部族群則是稍高，大約有 2.3 到 2.6%，兩者都比之前用同樣方法的估計結果更高（假如未來使用的比較對象，更接近與智人祖先混血的尼安德塔人，算出來的比例或許會更多一點）。
以歐洲族群來說，每個人攜帶尼安德塔 DNA 的比例，都介於 1.8 到 2.4% 之間，也就是一個人約有 40.4 Mb 的 DNA 序列與文迪亞基因組一致；這比例和近大洋洲人類似，比南亞人低，又比東亞人更低。
也許有人覺得疑惑，近大洋洲人（論文用詞是美拉尼西亞人，不過近大洋洲人更貼切）為什麼沒有比較高？原因大概是出在，近大洋洲族群的基因組中，除了尼安德塔 DNA 以外，還有相當比例可以追溯到丹尼索瓦人。
- 延伸閱讀：丹尼索瓦人（中）：他們仍活在我們體內
儘管每個人基因組上，繼承自尼安德塔人的 DNA 比例沒差太多，但是不同人配備的尼安德塔 DNA 位置不一樣。我們基因組上有些部位，完全沒有人源於尼安德塔人（或丹尼索瓦人）；其餘地方，則是有些人繼承自智人祖先，有些人配備尼安德塔版本。靠著比較這些差異，就能分辨來自尼安德塔混血的遺傳變異，對現代人的影響。
更認識尼安德塔人，也能更加認識現代人
最近發表的另一論文，使用英國的遺傳資料庫「UK Biobank」，大尺度分析尼安德塔 DNA 對現代英國族群的影響 [12]。可惜該研究是採用較舊的阿爾泰基因組，沒有納入這回的文迪亞最新情報。
不過可想而知，在不久後的將來，更新的研究，勢必不會放過第二個高品質尼安德塔基因組，各位智人不妨有點耐心，拭目以待吧。更多尼安德塔人的 DNA，不但能讓我們更了解過去的尼安德塔人，也能增進對現代智人的認識。
至於我們到底有哪些地方被尼安德塔人所影響呢？請接著看這篇文章吧：《滅亡萬年的尼安德塔人，他們的DNA對現代人有哪些影響？》
延伸閱讀：
參考文獻：
- Green, R. E., Krause, J., Briggs, A. W., Maricic, T., Stenzel, U., Kircher, M., … & Hansen, N. F. (2010). A draft sequence of the Neandertal genome. science, 328(5979), 710-722.
- Reich, D., Green, R. E., Kircher, M., Krause, J., Patterson, N., Durand, E. Y., … & Pääbo, S. (2010). Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia. Nature, 468(7327), 1053-1060.
- Meyer, M., Kircher, M., Gansauge, M. T., Li, H., Racimo, F., Mallick, S., … & Sudmant, P. H. (2012). A high-coverage genome sequence from an archaic Denisovan individual. Science, 338(6104), 222-226.
- Prüfer, K., Racimo, F., Patterson, N., Jay, F., Sankararaman, S., Sawyer, S., … & Li, H. (2014). The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains. Nature, 505(7481), 43-49.
- Vernot, B., Tucci, S., Kelso, J., Schraiber, J. G., Wolf, A. B., Gittelman, R. M., … & Scheinfeldt, L. B. (2016). Excavating Neandertal and Denisovan DNA from the genomes of Melanesian individuals. Science, 352(6282), 235-239.
- Sankararaman, S., Mallick, S., Patterson, N., & Reich, D. (2016). The combined landscape of Denisovan and Neanderthal ancestry in present-day humans. Current Biology, 26(9), 1241-1247.
- Prüfer, K., de Filippo, C., Grote, S., Mafessoni, F., Korlević, P., Hajdinjak, M., … & Reher, D. (2017). A high-coverage Neandertal genome from Vindija Cave in Croatia. Science, eaao1887.
- Posth, C., Wißing, C., Kitagawa, K., Pagani, L., van Holstein, L., Racimo, F., … & Krause, J. (2017). Deeply divergent archaic mitochondrial genome provides lower time boundary for African gene flow into Neanderthals. Nature communications, 8.
- Fu, Q., Li, H., Moorjani, P., Jay, F., Slepchenko, S. M., Bondarev, A. A., … & Meyer, M. (2014). Genome sequence of a 45,000-year-old modern human from western Siberia. Nature, 514(7523), 445-449.
- Devièse, T., Karavanić, I., Comeskey, D., Kubiak, C., Korlević, P., Hajdinjak, M., … & Higham, T. (2017). Direct dating of Neanderthal remains from the site of Vindija Cave and implications for the Middle to Upper Paleolithic transition. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114(40), 10606-10611.
- Kuhlwilm, M., Gronau, I., Hubisz, M. J., de Filippo, C., Prado-Martinez, J., Kircher, M., … & Rosas, A. (2016). Ancient gene flow from early modern humans into Eastern Neanderthals. Nature, 530(7591), 429-433.
- Dannemann, M., & Kelso, J. (2017). The Contribution of Neanderthals to Phenotypic Variation in Modern Humans. The American Journal of Human Genetics, 101(4), 578-589.
本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。
