最近的DNA研究將尼安德特人與現代人雜交的時間細化為大約7000年，歐亞人的基因中含有大量尼安德特人的基因。 這些發現也有助於澄清古人類從非洲遷徙的時間和路線。一項對歐洲和亞洲古代現代人（智人）DNA的新分析比以往任何時候都更精確地確定了尼安德特人與現代人雜交的時間段，從大約50500年前開始，持續了大約7000年–直到尼安德塔人開始消失。

一群尼安德特人（黑色）和一群現代人（紅色，上排）相遇的插圖，其後代顯示了尼安德特人的近代祖先（紅色，下排），想像為一幅洞穴藝術畫。 從這些早期人類祖先的骨骼和牙齒中提取的DNA 正幫助科學家了解早期智人和他們遷出非洲後遇到的尼安德特人之間的互動。 資料來源：Leonardo Iasi，MPI-EVA。 圖片由Dall-E 和BioRender.com 製作

這種雜交給歐亞人留下了許多從尼安德特人祖先繼承來的基因，這些基因總共占我們今天基因組的1%到2%。

現代人類與尼安德特人互動的更精確時間表有助於科學家了解人類何時遷出非洲並在全球繁衍生息，而了解尼安德特人與我們祖先共享的DNA 則有助於了解尼安德特人基因在人類健康中所扮演的角色。

基於基因組的估計與考古證據一致，即現代人和尼安德特人在歐亞大陸並肩生活了6000到7000年。 這項分析涉及現今人類基因組以及從歐亞大陸各地現代人骨骼中發現的DNA測序的58個古代基因組，發現尼安德特人與智人雜交的平均時間約為4.7萬年前。 先前對雜交時間的估計從距今54,000年到41,000年不等。

新的日期也意味著，現代人類從非洲遷徙到歐亞大陸的最初時間基本上是在4.35 萬年前。

主要發現和進化影響

加州大學柏克萊分校分子和細胞生物學助理教授普里亞-莫爾賈尼（Priya Moorjani）是這項研究的兩位資深作者之一，他說：”時間非常重要，因為它直接影響到我們對非洲以外地區遷徙時間的理解，因為今天大多數非非洲人都繼承了尼安德特人1-2%的祖先。通常是透過觀察世界不同地區的考古材料或化石來完成的。

紐約羅徹斯特大學和德國萊比錫馬克斯-普朗克進化人類學研究所（MPI-EVA）的本傑明-彼得（Benjamin Peter）也領導了這項基因組分析，分析結果將發表在12月13日出版的《科學》（Science）雜誌印刷版上。 兩位主要作者是MPI-EVA的研究生萊昂納多-伊亞西（Leonardo Iasi）和前加州大學柏克萊分校博士後、現任職於Ancestry DNA公司的曼朱莎-欽塔拉帕蒂（Manjusha Chintalapati） 。

根據在比利時發現的距今4 萬年的尼安德特人遺骸重建的男性尼安德特人面部。 圖片來源：肯尼斯兄弟，倫敦自然歷史博物館提供，編輯

例如，基因流動持續時間較長可能有助於解釋為什麼東亞人的尼安德塔人基因比歐洲人和西亞人多20%。 如果現代人在大約4.7 萬年前向東遷徙，正如考古遺址所顯示的那樣，他們就已經混合了尼安德特人的基因。

“我們的研究表明，基因混合的過程相當複雜，可能需要很長時間。不同的族群可能在6000 至7000 年期間分離，有些族群可能在更長的時間內繼續混合，”彼得說。 “但基因流動的單一共享時期最符合數據。”

“主要發現之一是對尼安德特人混血時間的精確估算，而此前的估算是通過單一的古代樣本或現今個體的樣本進行的。 沒有人嘗試過將所有古代樣本放在一起建模， “欽塔拉帕蒂說。 “這讓我們能夠更全面地了解過去。”

分析現代人的尼安德塔人基因

2016年，莫爾賈尼首創了一種方法，利用往往不完整的古​​人類基因組來推斷尼安德特人基因流動的時間。 當時，只有五個古人智人基因組可用。

在這項新的研究中，伊亞西、欽塔拉帕蒂和他們的同事採用了這項技術，對過去4.5萬年間生活在歐洲、西亞和中亞的58個古代智人的基因組進行了定序，並對全球275個當代人類的基因組進行了定序，從而提供了一個更精確的日期–4.7萬年前。

他們沒有假設基因流動發生在一代人身上，而是嘗試了由雅西和彼得開發的更複雜的模型，從而確定雜交延續了大約7000 年，而不是斷斷續續的。

由MPI-EVA研究人員進行的另一項獨立研究證實了尼安德特人與現代人雜交的時間，該研究結果將於12月12日發表在《自然》雜誌上。 該研究分析了生活在大約4.5萬年前的智人的兩個新定序基因組，也發現了4.7萬年前的日期。

“雖然古基因組已在先前的研究中公佈，但還沒有進行過如此詳細的尼安德特人祖先分析。 我們創建了一個現代人尼安德特人祖先片段目錄。 透過共同分析所有這些樣本，我們推斷出基因流動的時間大約是7000 年，」欽塔拉帕蒂說。 “馬克斯-普朗克小組實際上對新的古代DNA樣本進行了測序，使他們能夠直接確定尼安德特人基因流動的時間。他們得出了與我們相似的時間。”

“尼安德特人基因沙漠”的出現

加州大學柏克萊分校/MPI-EVA研究小組也分析了現代人類基因組中含有尼安德特人遺傳基因的區域，以及一些完全沒有尼安德特人基因的區域。 他們發現，缺乏任何尼安德特人基因的區域，即所謂的古人類荒漠或尼安德特人荒漠，在兩個族群雜交後迅速發展起來，這表明基因組中這些區域的一些尼安德特人類基因變異對現代人來說一定是致命的。

年齡超過4萬年的早期現代人樣本的基因組中已經含有這些”沙漠”。

「我們發現，4萬年前的早期現代人並沒有沙漠中的祖先，因此這些沙漠可能是在基因流動後迅速形成的，」Iasi說。 “我們也研究了尼安德特人祖先頻率隨時間和整個基因組的變化，發現了一些高頻率存在的區域，可能是因為它們攜帶了從尼安德特人那裡導入的有益變體。”

尼安德塔人基因的適應性優勢

尼安德塔人的高頻基因大多與免疫功能、皮膚色素沉著和新陳代謝有關，這在先前的一些研究中已有報告。 例如，從尼安德特人遺傳的一種免疫基因變異對導致COVID-19的冠狀病毒具有保護作用。 隨著時間的推移，尼安德特人的一些涉及免疫系統和皮膚色素沉著的基因在智人中的頻率實際上在增加，這意味著它們可能對人類的生存有利。

“尼安德特人生活在非洲以外冰河時期的嚴酷氣候中，他們適應了這些環境中的氣候和病原體。當現代人離開非洲並與尼安德特人雜交時，一些個體繼承了尼安德特人的基因，這些基因可能使他們能夠更好地適應環境並茁壯成長。萬年前的樣本中就已經發現了其中一些區域，這表明其中一些區域實際上是在引入後立即進行了調整。 “其他基因，如賦予冠狀病毒抗性的基因，可能並沒有立即派上用場，而是後來才派上用場。環境改變了，有些基因就變得有益了。

了解丹尼索瓦人和東亞人的祖先

莫爾賈尼目前正在研究東亞後裔的尼安德特人序列，他們不僅有更大比例的尼安德特人基因，而且還有一些基因–最多佔其基因組的0.1%–來自另一個早期類人猿群體–丹尼索瓦人。他說：”我們可以窺探過去，看看從我們的進化表親尼安德特人和丹尼索瓦人那裡繼承的變體是如何隨著時間的推移而變化的，這真的很酷。這讓我們能夠了解尼安德特人和現代人混合的動態”。

編譯自/ ScitechDaily