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首度發現!媽媽是尼安德塔人、爸爸是丹尼索瓦人的混血中二少女

由於丹尼索瓦人長相不明,因此這邊請來 17300 年前的冰河時期,住在歐洲 Lascaux cave 的智人正妹,親情客串充當看板娘。圖/取自 Smithsonian

古代DNA 寶地,丹尼索瓦洞穴

與我們智人在演化上最接近的親戚,是已經消失數萬年的尼安德塔人,以及丹尼索瓦人。比對三者的 DNA 得知,三種人類近親間曾有過多次遺傳交流,即使尼安德塔人與丹尼索瓦人已經滅絕數萬年,智人基因組中仍有好幾 % 可以追溯到他們。

文迪亞與丹尼索瓦洞穴的位置。圖/改編自 The Geopolitical Realities of Eurasia

目前唯一出土過丹尼索瓦人的地點,是西伯利亞南部的丹尼索瓦洞穴(丹尼索瓦人就是以此命名),此處也是已知尼安德塔人居住過最東邊的地方。由於丹尼索瓦洞穴內氣候乾燥又寒冷,因此也成為了保存古代 DNA 的寶地,貢獻過尼安德塔人與丹尼索瓦人的高品質基因組。而最近發表的論文又報告一個取自此處的古代基因組,但是她不是丹尼索瓦人,也不算尼安德塔人,而是兩者的後裔![1]

這件出土的化石被命名為「Denisova 11」(丹尼索瓦洞穴住過丹尼索瓦人,也住過尼安德塔人,所以有些尼安德塔人也會是「丹尼索瓦 X」),原本應該是長骨的一部分,但長度只有 2.47 公分,所以沒有進一步判斷型態的方法。丹尼索瓦洞穴出土了上千件這類難以辨識型態的骨頭碎片,幸好靠著分析膠原蛋白,才得知它是人類的骨頭;又靠著皮質骨密度,判斷其去世時至少已有 13 歲。[2]

研究員對骨頭片進行了定序。Credit: Thomas Higham/University of Oxford

尼安德塔媽媽、丹尼索瓦爸爸的中二少女

丹丹11號型態難辨,幸好保存的 DNA 還算不少,能拼湊出平均覆蓋率 2.6 的基因組。每一對體染色體都有 2 條, X染色體則是女生 2 條、男生 1 條,她的 X染色體片段數目與體染色體一樣多,表示她是位女生。她在國中二年級的年紀去世,因此稱其為中二少女應不為過(毆飛)。

她的粒線體 DNA 的變異符合尼安德塔人的型號,乍看又是一位住在丹尼索瓦洞穴的尼安德塔人;然而基因組不是這麼回事。和丹尼索瓦人與尼安德塔人比對的結果是,她有 38.6% 的遺傳變異與尼安德塔人一致,卻也有 42.3% 與丹尼索瓦人共享,表示儘管她的粒線體源自尼安德塔人,卻還有一半的丹尼索瓦血緣。

中二少女丹尼索瓦11號的基因組,遺傳變異與丹尼索瓦人、尼安德塔人一致的比例。圖/取自 ref 1

中二少女的基因組一半源自尼安德塔人,另一半丹尼索瓦人;這情況有兩個可能:也許她的父母雙方,都各自配備一半的尼丹血緣,所以小孩也會是尼丹血緣各一半。另一個可能是,傳承粒線體給她的媽媽是尼安德塔人,爸爸則是丹尼索瓦人。但這又要如何分辨呢?

人的每一對染色體都有兩條,同一個位置分別源自媽媽與爸爸。假如父母雙方各自配備一半的尼丹血緣,DNA 變異將均勻分佈基因組上,所以他們的女兒在同一個位置上,出現尼安德塔(或丹尼索瓦)專屬變異的機率會是 25%。然而,中二少女的這個比例卻是 50%,表示她是混血的第一代,也就是她媽是尼安德塔人,爸爸是丹尼索瓦人,她每一對染色體的其中一條直接來自尼媽,另一條直接源自丹爸,比例才會是 50%。

這是首度發現不同種人類間,情慾交流生下的第一代!中二少女也提供了一些人類演化史的線索。

發現丹丹11號的丹尼索瓦洞穴。Credit: Bence Viola/Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology

跨越人種與地理的情慾流動

中二少女本人就是古早人類混血的見證,不過她繼承自丹尼索瓦爸爸的那一半祖源中,還有少少片段與尼安德塔人一致,表示她爸爸所屬的丹尼索瓦族群在一段時間以前,也曾與尼安德塔人有過情慾流動。

目前已知 2 個高品質的尼安德塔基因組,一個取自丹尼索瓦洞穴(Denisova 5,也叫 Altai Neanderthal 阿爾泰尼安德塔人),算是尼安德塔人分佈的最東方,另一個來自克羅埃西亞(Vindija 33.19),位於尼安德塔人主要居住的歐洲。中二少女的尼安德塔媽媽,勢必是在丹尼索瓦洞穴一帶遇見丹爸,然而她遺傳上卻比較接近歐洲的同類,反倒與同在丹尼索瓦洞穴的同類比較疏遠。[3][4]

古代基因組貢獻者之間的親戚關係。圖/取自ref 1

阿爾泰尼安德塔人住在丹尼索瓦洞穴的時間,大概距今十幾萬年,而中二少女確實年代不明,只能確定超過 5 萬年,不過比阿爾泰尼安德塔人更晚。已知資訊不足以提供太多線索,但是仍能推論,在距今十幾萬年之後,到中二少女的時代之前,又有尼安德塔族群由歐洲向東遷徙到中亞。

雖然古代基因組已知的數目仍然十分有限,從中偵測到情慾交流的次數卻相對頻繁,種種跡象指出,古早人類族群之間的混血不算罕見,不論是智人與尼安德塔人、智人與丹尼索瓦人、丹尼索瓦人與尼安德塔人,也許各自都發生過不只一次。[5]

目前已知各古代族群之間發生過的情慾流動。圖/取自 ref 5

見面機會稀少,遺傳交流有限?

儘管如此,我們之所以還能偵測到這些「混血事件」,意思就是尼安德塔人與丹尼索瓦人之間的遺傳差異,仍巨大到足以視為兩個血緣不同的族群;而基因組受混血影響的部分相對有限,才有辦法分辨,追溯祖源。

丹尼索瓦洞穴出土過,年代相差數萬年的尼安德塔人,表示尼安德塔人曾多次向東方移民,兩者間的遺傳交流也很清楚不只一次。相對地,在尼安德塔人的大本營歐洲與高加索,已經定序得到過好幾個尼安德塔基因組,卻都沒有偵測到屬於丹尼索瓦人的 DNA 變異。[6]

目前已知的古代基因組地理位置。藍色是尼安德塔人,黃色是智人,紅色是丹尼索瓦人。圖/取自ref 1

論文推論,兩者間的情慾流動,主要應該發生在由西向東遷徙的尼安德塔族群,與住在東方的丹尼索瓦人之間。兩者間如果見到面,就會一同生下後代,但是由於兩者主要居住的地理範圍不同,沒有很多機會見面,因此情慾流動才相對有限。

論文的推論是否正確,仍有待更多研究證實。至少,能見到重返人世的中二少女,是所有古代DNA 研究者的榮幸。

延伸閱讀:

參考文獻:
  • 1. Slon, V., Mafessoni, F., Vernot, B., de Filippo, C., Grote, S., Viola, B., … & Douka, K. (2018). The genome of the offspring of a Neanderthal mother and a Denisovan father. Nature, 1.
  • 2. Brown, S., Higham, T., Slon, V., Pääbo, S., Meyer, M., Douka, K., … & Derevianko, A. (2016). Identification of a new hominin bone from Denisova Cave, Siberia using collagen fingerprinting and mitochondrial DNA analysis. Scientific reports, 6, 23559.
  • 3. 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.
  • 4. 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.
  • 5. Dannemann, M., & Racimo, F. (2018). Something old, something borrowed: Admixture and adaptation in human evolution. Current opinion in genetics & development, 53, 1-8.
  • 6. Hajdinjak, M., Fu, Q., Hübner, A., Petr, M., Mafessoni, F., Grote, S., … & Semal, P. (2018). Reconstructing the genetic history of late Neanderthals. Nature, 555(7698), 652.

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

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關於作者

寒波

生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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