科学家认为他们找到了“线粒体夏娃”的第一个故乡

科学家认为他们找到了“线粒体夏娃”的第一个故乡

南部非洲的San族人携带着地球上最古老的母体DNA血统之一。现在,研究人员认为他们知道我们最早的祖先

20万年前,地球上每个有生命的人类的最早祖先都在非洲喀拉哈里沙漠中部翠绿的绿洲上站起了脚。

在这里,被称为Makgadikgadi paleowetland,我们最大的祖母和猎杀-grandfathers已经灭绝的湖泊,森林和草原的错落有致,收集并提出了多年的数万个家庭。最终,随着地球气候变化,降雨的变化在沙漠中开辟了肥沃的新路径。我们的遥远亲戚第一次有机会探索未知的地方,将一个研究小组现在称之为“当今所有人类的祖国故乡”的东西抛在身后。

无论如何,这就是(10月18日)发表在《自然》杂志上的一篇新文章所讲述的故事。

通过研究当今生活在非洲大陆南部的1200多个非洲土著人的基因组,研究小组整理了地球上最古老的DNA谱系之一的历史:一系列称为L0的基因,其在母体中通过线粒体传承并且在某些人群中存活了数十万年,但仍未改变。通过追踪L0谱系何时何地首次分裂为今天在某些非洲土著人口中仍然看到的略有不同的亚谱系,研究人员相信他们已经精确地确定了L0的第一个携带者生活和繁衍了数千年。

“我们很早就知道人类起源于非洲,大约在20万年前,”研究作者Vangar Hayes(在澳大利亚的Garvan医学研究所和悉尼大学的遗传学家)在新闻发布会上说。“但是直到这项研究我们才知道这个国家的确切位置。”

那个“完全”让其他一些研究人员表示怀疑。伦敦自然历史博物馆的人类起源专家克里斯·斯金格(Chris Stringer)告诉《生命科学》,他对使用现代遗传分布来推断15万年前的古代人口居住地(特别是在非洲这样大的大陆上)存有戒心。(类似的研究已将最早的人口追溯到东部,西部和南部非洲的不同地区。)

此外,他补充说,由于本研究仅遵循母体遗传密码的一个序列,因此其发现可能无法捕捉人类最早通过非洲旅行的全部情况。相反,现有的最佳证据表明,在整个非洲大陆的不同地区可能生活着多个遗传差异的创始人,这给现代人类带来了一个故乡,而不是一个故乡。

斯特林格说:“像许多这样的研究集中在基因组的一小部分,一个地区,一个石器行业或一个'关键'化石上一样,它无法捕捉到我们马赛克起源的全部复杂性。”

L0谱系是仅在线粒体中编码的DNA序列,线粒体是细胞中的细小结构,可将食物转化为细胞能量。

线粒体DNA仅占您基因组的一小部分,而大部分DNA则被锁定在细胞核中。但是,尽管核DNA从父母双方继承并与每一代重组,但线粒体DNA仅从母亲那里继承,并且可以保持几万年不变。因此,线粒体DNA(也称为“线粒体组”)是追踪遗传史的关键工具。

在这方面,L0特别重要,因为据信所有活着的人都是从首先携带该序列的女人(称为“线粒体夏娃”)的后代继承下来的。今天,L0谱系最常见于居住在南部非洲的两个土著群体科伊桑人。其他许多土著非洲人群体都携带线粒体DNA,这种线粒体DNA源自该谱系,但存在细微的差异。通过比较各个群体之间的差异,遗传学家可以整理出这些古代遗传谱系何时发生分歧的总体时间表。

在这项新研究中,研究人员对生活在南部非洲附近的土著居民中约200个L0有丝分裂基因组进行了测序。与包含1000多个现有L0序列的数据库相比,该数据集创建了有史以来最全面的快照之一,该快照是古代血统及其最近的分支如何在当今非洲南部分布的信息。该分布数据使研究小组能够估计线粒体夏娃的后代何时何地首次分裂为不同的,遗传上不同的群体。

海斯说:“利用这一点,我们可以查明我们认为的人类家园。”

研究人员建议,这个家园是麦加迪卡迪(Makgadikgadi),这片广阔的湿地面积约46,000平方英里(120,000平方公里),大约是当今非洲最大的维多利亚湖面积的两倍。研究小组发现线粒体夏娃及其后代在该地区居住了大约30,000年(从200,000到170,000年前),直到L0血统分裂成它的第一个亚组。

海斯说:“这告诉我们,这些早期人类一定在此期间留在了祖国地区,而且没有离开过。”

绿色之路

那么,为什么我们的远古祖先最终离开家园,在此过程中改变了他们的遗传命运?根据研究作者的说法,这可能与气候变化有关。

研究小组使用该地区的气候模型和沉积物核心样本发现,大约在130,000到110,000年前,不断变化的降雨模式在Makgadikgadi周围的沙漠中开辟了若干可居住土地的“绿色走廊”。研究人员写道,湿地西北和东南部的走廊可能会将移民吸引到这些方向,从而将他们引向今天仍然有不同土著群体居住的地区。这一运动可以充分解释南部非洲L0亚群的分布。

但是,它不能解释的是我们遗传谱系的另一半(男性一半)。根据斯金格(Stringer)的说法,没有太多证据表明我们最早的男性祖先曾走过这里描述的道路。

斯特林格说:“从雄性遗传的Y 染色体来看,现存人类中目前已知的最分歧的谱系是在西非而不是南非发现的,这表明我们的Y染色体祖先可能起源于那里。”

该研究的作者确实承认,现代人类可能有多个“家园”,不同的遗传谱系扎根于此。由于其严格的母本来源,L0只是保存最完好的血统。因此,虽然研究人员现在可能更接近于确定线粒体夏娃开始家庭的小伊甸园,但现在说我们都找到了家园还为时过早。


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