人類祖先曾只剩下1280個繁殖個體咋沒因近親繁殖滅絕?
如果以基因的傳遞程度,以及生存的區域情況來考量物種的成功與否,那麼人類可能是地球上最成功的單一物種。我們現在有超過80億人口,生活在地球陸地的幾乎所有環境中,甚至登上了月球,還在窺探火星,作為一個物種,我們絕對是了不起的。
然而,智人(我們)的演化並非一帆風順,我們的譜系在歷史上有過多次滅絕危機。
例如根據本週發表在《科學》雜誌上的一項新研究發現,大約90萬年前就可能發生過一次重大種群危機事件,當時人類祖先的人口銳減至只有1280只左右的繁殖個體,而且這次危機持續了11.7萬年,在這段時間內人類祖先的種群數量一直處在極低水平。
很多人可能會好奇,當時人口只剩下這麼點點,怎麼沒有受到遺傳多樣性減少或者近親繁殖的負面影響,從而走向滅絕呢?
在回答這個問題前,我們先來了解一下為什麼科學家會確定90萬年前人類祖先只剩下了1280個繁殖個體。
其實,科學家很早就發現,在更新世的這段時間內(90萬年前後),與其他化石記錄相比,人類祖先的化石數量非常少,但一直也沒有找到好的相關解釋。
這次研究是通過基因組分析,確定人類祖先在這段危機時期經歷了一次嚴重的人口瓶頸——當時根本沒有多少個體能夠有機會留下化石證據。
研究人員使用了一種名為FitCoal的創新技術,與以往不同的是,這項技術並非依賴化石,而是利用3154個現代人的基因組序列來推斷古代人類的基因多樣性。
結果表明,在90萬至80萬年前,人類祖先的遺傳多樣性顯著下降,而遺傳多樣性的喪失只有一個可能原因,那就是人口比例銳減。
通過公式計算遠古祖先種群數量,圖源:中國科學院
然後,他們再用一個新公式,計算古代人口數量,結果表明在這段時間內,人類祖先的人口維持在1280人左右。
該研究的研究人員還估算了在90萬年前——也就是人口銳減之前的種群數量,大約維持在27000人左右。
根據國際自然保護聯盟(IUCN)的標準,物種只有1280個繁殖個體的話,它將被歸入“瀕危”和“極度瀕危”之間。
圖源:Science e(AI翻譯圖片)
你可能想知道,到底是什麼讓人類祖先突然變成了瀕危物種呢?
研究人員給出的解釋是:極端的氣候變化可能是主要原因。
因為大約在同一時間,冰川事件導致氣溫劇烈波動,而這可能導致了嚴重的干旱事件,人類祖先賴以生存的食物——特別是動物資源因此滅絕,最終導致人口銳減至1280人左右。
這段基因極度收縮的時期對人類譜系產生了深遠的影響,據估計,由於這一關鍵的種群瓶頸,現代人類目前遺傳多樣性的大約65.85%可能已經丟失。
那麼,就像我們前面提到的,這麼點點人口是怎麼能存活下來的呢?缺少遺傳多樣性的它們又是如何應對持續11.7萬年的惡劣條件呢?這麼點點人難道不會因為近親繁殖帶來遺傳病嗎?
關於人類祖先如何在極端環境下存活下來需要更多的證據才能知道,但關於為什麼沒有受到近親繁殖的影響,答案還是比較明確的,那就是1200多個的繁殖個體還是比較充足的。
澳洲的生態學家曾提出過一個模型,被稱為50/500規則,也就是只要有50個繁殖個體就能避免近親繁殖帶來的危害,而只要500個繁殖個體就能消除遺傳漂變(降低遺傳多樣性的因素)的影響。
但是,這項研究並沒有確定當時這些人都生活在哪裡,如果是彼此遠離的話,那麼近親繁殖的風險依然會很高。
不過與很多人想得不一樣,嚴重的近親繁殖也不一定會使得一個物種滅絕,實際上在全球化的今天,有許多案例都是從極少數個體開始,最終演變成上億數量的種群。
圖:澳大利亞投放兔粘液瘤病毒期間的一張經典照片
比如最為出名的是澳大利亞的兔子,早期歐洲殖民者為了滿足自己的打獵需求,在澳大利亞的土地上放生了13只歐洲穴兔,結果這些兔子在種群峰值的時候達到驚人的100億隻,不知道澳大利亞其它所有哺乳動物加起來有沒有這麼多。
澳大利亞控制兔子數量已經不是什麼新鮮事了,甚至投放了專門針對兔子的病毒,但是兔子至今還維持在上億隻的數量。
近親繁殖對它們肯定沒起作用,因為事實證明,它們的遺傳多樣性並不比歐洲穴兔差。
圖:北美歐洲椋鳥搶食奶牛的飼料
北美的歐洲椋鳥是另外一個例子,好吧,也是在歐洲人到達後,放生了幾十隻椋鳥,結果也變成了上億隻,對北美生態影響顯著,和澳大利亞兔子如出一轍。
近親繁殖肯定會導致後代患遺傳病的可能性顯著增加,從而降低它們生存的機率,但是一個物種是否能夠成功生存下來取決於許多因素,比如生態中的競爭關係,物種自身的適應能力等等。
澳大利亞兔子能夠從13只變成數億隻,最主要的原因被認為是它們到了澳大利亞之後沒什麼食草競爭者,同時他們生存能力也很強——靠超強的繁殖能力來能應對萬變。
反觀人類祖先,從直立行走開始,人類祖先其實就已經在它們的生態系統中有著絕對優勢了。
直立之後,人類祖先更容易從低窪的樹枝上採摘水果和其他食物;騰出手來搬運食物、工具或嬰兒;看起來更大更嚇人;視野更寬闊等等都是絕對的優勢。
“恐怖直立猿”不是白叫的!
這樣的一個物種估計即便存在比較嚴重的近親繁殖,也有很大活下去的希望吧!
參考:
[1].https://www.zmescience.com/science/human-ancestors-almost-extinct/
[2].https://doi.org/10.1126/science.abq7487