考古
科学家说，人口崩溃几乎消灭了人类祖先
概要：
科学家最近的一项研究发现，约八至九万年前，人类祖先遭遇了巨大的人口瓶颈，数量暴跌至仅存1280个可繁殖个体。研究利用现代人基因组序列，推断出这一时期人口遗传多样性的大幅损失。文章分析这可能与当时的极端气候变化有关，导致食物短缺，是人口剧减的潜在原因。虽然这一瓶颈几乎消灭了人类祖先，但也可能促成了一个物种形成事件，形成了现代人类特有的第二染色体。所以这一历史性的人口崩溃，既是对人类一个巨大威胁，又加速了人类进化。未来研究将继续探索人类如何在这一危机中存活下来。
在这一人类历史剧变的时期，仅存1280个可繁殖个体。
来自美国、意大利和中国的科学家团队终于可能解释了非洲和欧亚化石记录中的一个巨大空白。根据8月31日发表在《科学》杂志上的一项研究模型，早期和中期更新世过渡期间，约80至90万年前，人类祖先的数量暴跌。他们估计在为期约11.7万年的这个“祖先瓶颈”开始时，仅有1280个可繁殖个体存活。据研究，约98.7%的祖先人口在此瓶颈开始时就丧失了。
在晚更新世，现代人类开始走出非洲大陆，而尼安德特人等其他人种开始灭绝。澳大利亚大陆和美洲大陆也第一次看到了人类，当时气候总体寒冷。这个时代最著名的是遍布全球的大型冰盖和冰川，它们塑造了地球上许多今天见到的地表地形。
在这项研究中，团队使用了一种新的方法，称为快速无穷小时间共时相关过程(FitCoal)，以利用来自3154人的现代人类基因组序列推断古代人口统计数据。
“即使只有几个序列，FitCoal也能检测到古代的严重瓶颈，这代表了一个突破，”德克萨斯大学休斯敦健康科学中心的理论人口遗传学家、共同作者Yun-Xin FU在声明中说。
FitCoal帮助团队利用现今10个非洲人群和40个非非洲人群的基因组序列，计算这一古代生命和遗传多样性损失的情况。
“早石器时代这一瓶颈可以解释非洲和欧亚化石记录中的间隙，”罗马大学人类学家、共同作者Giorgio Manzi在声明中说。“它与这一重大化石证据损失的假设时间段吻合。”
图右显示了非洲人化石的差距和染色体融合的估计时间段
这一人口下降的潜在原因大多与极端气候有关。温度变化、严重干旱持续存在，以及猛玛象、长毛狐猕等动物灭绝导致食物来源可能减少。据研究，约65.85%的当前遗传多样性可能因这一瓶颈而丧失。可成功繁殖的人类数量的减少延长了极小人口数量的时期，这对物种是个巨大威胁。
然而，这一瓶颈也可能促成了一个物种形成事件，当一个种系产生两个或更多物种时就会发生这种事件。在这一物种形成事件期间，两个祖先染色体可能聚合形成了现代人类的第二染色体。第二染色体是人类第二大染色体，跨越约2.43亿个DNA碱基对。理解这一分离帮助团队确定可能是丹尼索瓦人、尼安德特人和智人(现代人类)的最后共同祖先。
“这一新发现开辟了人类进化的新领域，因为它引发了许多问题，例如这些个体生活的地方，他们如何度过灾难性的气候变化，以及瓶颈期间的自然选择是否加速了人类大脑的进化，”东华师范大学进化和功能基因组学专家、共同作者Yi-Hsuan PAN在声明中说。
在未来的研究中，研究人员可以继续寻找这样一个小人口群体如何在气候逆境中存活的答案。可能的是，学习控制火以及气候开始向有利于人类生存的方向转变，可能促成了约81.3万年前人类人口的快速增加。
“这些发现只是一个开始，”上海营养与健康研究所理论人口遗传学家、计算生物学家、共同作者LI Haipeng在声明中说。“未来的目标是利用这些知识描绘更完整的早中更新世过渡时期的人类进化画面，这将进一步揭开早期人类血缘和进化之谜。”
本文译自 Popular Science，由 BALI 编辑发布。