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如今，地球上沒有一個地方能夠逃脫人類的影響。從被開墾成農(nóng)場的熱帶雨林，到充滿微塑料的深海，再到氣候變化所帶來的影響，都留下了人類活動的痕跡。去年11月，全球人口數(shù)量達到了80億。
盡管現(xiàn)代人類無處不在，但科學(xué)家最新的研究表明，現(xiàn)代人的祖先——智人曾經(jīng)差點因為氣候變化而滅絕。
中國的研究人員發(fā)現(xiàn)的證據(jù)表明，在93萬年前，智人經(jīng)歷了一次大規(guī)模的人口減少。研究人員表示，當時的劇烈氣候變化是主要原因。
研究人員表示，在那個瓶頸期，智人的數(shù)量一直很低，一度只有不到1280個能夠繁殖的個體。這種情況持續(xù)了約10萬年，直到種群數(shù)量開始回升。
這項新研究發(fā)表在本周四的《科學(xué)》雜志上。科學(xué)家們寫道：“在瓶頸期初期，約98.7%的人類祖先都消失了，因此我們的祖先面臨種群滅絕的威脅。”
該研究提出了一種可能性，即氣候變化導(dǎo)致的瓶頸期導(dǎo)致早期人類分成了兩個進化譜系，其中一個產(chǎn)生了尼安德特人，另一個則產(chǎn)生了現(xiàn)代人類。
然而，其他專家表示對研究人員在研究中使用的新穎統(tǒng)計方法持懷疑態(tài)度。德國萊比錫馬克斯·普朗克進化人類學(xué)研究所的人口遺傳學(xué)家斯蒂芬·希菲爾斯(Stephan Schiffels)表示：“這有點像只根據(jù)岸邊的漣漪來推斷落在大湖中央的石頭大小。”
多年來，科學(xué)家們一直通過分析現(xiàn)代人類的基因來重建人類的歷史。這些研究利用了生物學(xué)中的一個基本事實：每個嬰兒在出生時都帶有幾十個基因突變，其中一些突變可以遺傳上萬年甚至上百萬年。
通過比較人類DNA中的遺傳變異，科學(xué)家可以追溯人類祖先生活在世界不同地區(qū)、遷徙或相互交流的古代人種。他們甚至可以推斷出歷史上不同時期的人口規(guī)模。
隨著DNA測序技術(shù)的不斷發(fā)展，這些研究變得更加復(fù)雜多樣。如今，科學(xué)家們可以比較來自不同種群的整個基因組。
人類基因組中有超過30億個DNA遺傳信息，每個信息都有上萬年甚至上百萬年的歷史，形成了一個關(guān)于人類進化史的龐大數(shù)據(jù)庫。為了解讀這段進化史，研究人員現(xiàn)在使用強大的計算機進行大量計算，以建立更真實的人類進化模型。
中國科學(xué)院上海分院進化基因組學(xué)課題組組長李海鵬和他的團隊花了十幾年時間開發(fā)了一種重建人類進化史的方法。
他們將這種新方法命名為快速極小時間溯祖(FitCoal，F(xiàn)ast infinite - minimal Time Coalescent)。FitCoal能夠?qū)v史分割成更短的時間段，以月為單位創(chuàng)建有百萬年歷史的人類進化模型。
李海鵬說：“這是我們開發(fā)的一種工具，用來了解從人類到植物等不同生物群體的進化歷史。”
起初，李海鵬和他的團隊使用這種工具研究果蠅等動物。當人類自身的基因測序數(shù)據(jù)變得豐富時，他們轉(zhuǎn)向了人類進化史的研究，分析了3154人的基因組，涉及全球50個現(xiàn)代人類種群。
為了找到最能合理解釋當今人類基因多樣性的模型，研究人員探索了各種模型，最終得出了一個場景，其中包括93萬年前人類祖先幾乎滅絕的事件。
“我們意識到，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了人類進化史上的一些重大事件，” 中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所博士畢業(yè)生、紐約西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院計算生物學(xué)家、研究論文的作者之一胡王杰說。
科學(xué)家們得出結(jié)論，在瓶頸期到來之前，人類祖先的種群中大約有98000個能夠繁衍的個體。然后這個數(shù)字急劇減少到不到1280人，持續(xù)了11.7萬年，然后種群數(shù)量才開始回升。
發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的研究論文認為，這個瓶頸期與迄今為止所發(fā)現(xiàn)的人類祖先化石記錄相吻合。
大約700萬年前，在非洲大陸上，人類祖先與其他類人猿在進化中分離。大約一百萬年前，人類祖先在非洲進化成高大的智人。隨后，這些早期人類中的一部分遷徙到歐洲和亞洲，進化成尼安德特人和丹尼索瓦人。
人類祖先在非洲大陸繼續(xù)進化，成為現(xiàn)代人類。
然而，在幾十年的考古工作中，發(fā)現(xiàn)的95萬到65萬年前非洲古人類遺骸化石相對較少。胡王杰表示，新研究提供了一種可能的解釋，即由于人口數(shù)量太少，所以留下的遺骸數(shù)量較少。
加州大學(xué)戴維斯分校的遺傳學(xué)家布倫納·海恩(Brenna Henn)沒有參與這項新研究，她表示瓶頸期是“一種合理的解釋”。但她補充說，當今人類基因多樣性可能源于不同的進化歷史。
例如，人類可能分化成不同的種群，然后又重新聚集在一起。海恩說：“測試其他模型可能更有效。”
參與這項新研究的科學(xué)家們認為，全球氣候變化導(dǎo)致了93萬年前的人口銳減。他們指出，地質(zhì)調(diào)查的證據(jù)表明，在他們提出的瓶頸期前后，地球變得更冷更干燥。這些情況可能使人類祖先更難以找到食物。
然而，大英博物館的考古學(xué)家尼克·阿什頓(Nick Ashton)指出，在非洲以外的地方發(fā)現(xiàn)了許多可以追溯到瓶頸期的古代人類近親的遺骸。
阿什頓認為，如果一場全球性的災(zāi)難導(dǎo)致非洲人口銳減，那么世界其他地方的人類近親也會變得更少。
他說：“非洲和歐亞大陸的遺骸數(shù)量可以追溯到這個時期，這表明所謂的瓶頸期理論只影響到可能是現(xiàn)代人類祖先的有限種群。”
李海鵬的研究團隊強調(diào)了一個事實，即在人口銳減的瓶頸期之后，現(xiàn)代人類似乎與尼安德特人和丹尼索瓦人分離開來。他們推測這兩件事之間可能存在關(guān)聯(lián)。
研究人員指出，大多數(shù)類人猿有24對染色體，而人類由于兩組基因的融合，只有23對染色體?？茖W(xué)家們認為，在人類祖先經(jīng)歷人口銳減之后，某些人類祖先可能已經(jīng)攜帶著一組融合的染色體，并在這個小種群中逐漸傳播開來。
研究論文的作者之一、山東第一醫(yī)科大學(xué)的生物信息學(xué)研究員郝子謙說：“所有擁有24對染色體的人類都滅絕了，只有擁有23對染色體的少數(shù)人群幸存下來，并代代相傳。”
然而，希菲爾斯對瓶頸期的說法表示懷疑：“這個發(fā)現(xiàn)確實非常令人驚訝。我認為，證據(jù)越充分，這種令人驚訝的說法就越可信。”
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