現(xiàn)代人如何“登上”青藏高原？來(lái)自丹尼索瓦人的饋贈(zèng)

出品：科普中國(guó)

作者：牛長(zhǎng)泰（中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所博士）

監(jiān)制：中國(guó)科普博覽

編者按：為解碼生命科學(xué)最新奧秘，科普中國(guó)前沿科技項(xiàng)目推出“生命新知”系列文章，從獨(dú)特的視角，解讀生命現(xiàn)象，揭示生物奧秘。讓我們深入生命世界，探索無(wú)限可能。

“如果我比別人看得更遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募缟?。”—牛頓

從廣袤無(wú)垠的北極苔原到白雪皚皚的南極冰蓋，從空氣稀薄的青藏高原到1.1萬(wàn)米深的馬里亞納海溝，從飛沙走石的荒漠戈壁到潮濕炎熱的熱帶雨林，現(xiàn)代人幾乎到達(dá)了這個(gè)星球上的每一個(gè)角落，甚至征服并定居于此。

我們不禁要問(wèn)，是什么讓我們現(xiàn)代人的適應(yīng)能力如此強(qiáng)大，從眾多人類物種中脫穎而出，成為地球上數(shù)量最多、生活范圍最廣，也是目前地球上唯一存在的人類物種。

是因?yàn)槲覀儞碛姓Z(yǔ)言？擁有文化？還是因?yàn)槲覀儭吧韽?qiáng)體壯”,確實(shí)可以適應(yīng)如此多的環(huán)境？

正如開(kāi)篇第一句話，不可否認(rèn)的一點(diǎn)是，我們現(xiàn)代人之所以能適應(yīng)如此廣袤的環(huán)境，看到如此多樣的風(fēng)景，從某種程度上確實(shí)是因?yàn)檎驹诹宋覀兡切┮呀?jīng)滅絕的親戚—尼安德特人和丹尼索瓦人的肩膀上。尼安德特人和丹尼索瓦人都是地質(zhì)歷史上與我們現(xiàn)代人親緣關(guān)系最近的兩種古人類，他們的共同祖先大約于80-50萬(wàn)年前與現(xiàn)代人的祖先分道揚(yáng)鑣，并在不久之后兩者之間也發(fā)生了分化。

目前的古DNA研究表明，在我們的祖先于6-5萬(wàn)年前走出非洲之后，在歐亞大陸上曾與尼安德特人和丹尼索瓦人相遇，并發(fā)生了基因交流。

現(xiàn)代人（左）與尼安德特人（右）的頭骨

（圖片來(lái)源：Wiki）

今天，所有非洲大陸以外的現(xiàn)代人，都具有約2%的尼安德特人血統(tǒng)，撒哈拉沙漠以北的非洲人中也擁有最多1%的尼安德特人血統(tǒng)。今天的亞洲人群和美洲印第安人擁有約0.2%的丹尼索瓦人血統(tǒng)，菲律賓尼格利陀人擁有5-6%的丹尼索瓦人血統(tǒng)，美拉尼西亞和澳大利亞的土著人有約4%的丹尼索瓦人血統(tǒng)。

某種程度上來(lái)說(shuō)，尼安德特人和丹尼索瓦人并未滅絕，他們?nèi)匀淮嬖谟谖覀兊幕蚪M中。

丹尼索瓦3號(hào)化石復(fù)制品

（圖片來(lái)源：Wiki）

那么我們體內(nèi)的尼安德特人和丹尼索瓦人的基因，是否會(huì)對(duì)我們的身體造成影響呢？答案是肯定的。

針對(duì)這兩種古人類的古基因組的研究發(fā)現(xiàn)，它們遺傳給現(xiàn)代人的基因片段，對(duì)現(xiàn)代人的免疫、代謝、生育等各個(gè)方面都有著重要的影響，有積極的也有負(fù)面的。在眾多積極的影響當(dāng)中，一個(gè)非常典型的案例是丹尼索瓦人對(duì)于今天生活于青藏高原的現(xiàn)代人適應(yīng)高海拔地區(qū)低氧生活的遺傳貢獻(xiàn)。

今天生活在青藏高原的藏族人和喜馬拉雅山南麓的尼泊爾人，其EPAS1基因發(fā)生了突變。該基因的普通類型有助于人類在體內(nèi)氧氣濃度下降時(shí)（比如運(yùn)動(dòng)過(guò)程中）產(chǎn)生更多的血紅蛋白，但是當(dāng)血液中血紅蛋白增加過(guò)多時(shí)，反而會(huì)增加血液黏稠度，降低血液流動(dòng)速率。如果環(huán)境中氧氣供應(yīng)充足，則問(wèn)題不大，甚至血紅蛋白的提高有助于人體運(yùn)動(dòng)機(jī)能的提升。但如果環(huán)境中氧氣濃度低，那么黏稠的血液會(huì)導(dǎo)致血液流速變慢會(huì)加劇氧氣供應(yīng)不足，使人產(chǎn)生高原反應(yīng)，同時(shí)引發(fā)高血壓、心臟病等血管疾病，也會(huì)降低新生兒的體重和存活率。藏族人和尼泊爾人的EPAS1基因突變，使得他們?cè)诘脱醐h(huán)境下，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的血紅蛋白，這有助于降低他們血液的黏稠度，維持血液較高的流動(dòng)速率，從而提升血液運(yùn)輸氧氣的能力。

有趣的是，除了青藏高原上的現(xiàn)代人以外，世界上其他地區(qū)的現(xiàn)代人都很少能見(jiàn)到這種突變，只有漢族人群中有大約9%的人攜帶類似的基因突變。只是巧合嗎？

2014年，一項(xiàng)發(fā)表于《Nature》的研究發(fā)現(xiàn)，藏族人的EPAS1基因突變與8-5萬(wàn)年前生活于阿爾泰地區(qū)的丹尼索瓦人的EPAS1基因突變非常吻合，這表明藏族人的EPAS1基因突變很可能繼承自丹尼索瓦人。由于漢族人中少部分個(gè)體也擁有類似的突變，這意味著很可能是包括藏族人和漢族人在內(nèi)的東亞人群的祖先，曾與丹尼索瓦人發(fā)生基因交流，從丹尼索瓦人那里獲得了EPAS1基因突變，而藏族人的祖先到達(dá)青藏高原之后，在低氧氣濃度的自然選擇之下，丹尼索瓦人類型的EPAS1基因突變?cè)诓刈迦酥锌焖贁U(kuò)散并成功幫助他們適應(yīng)高原環(huán)境。

那東亞人與丹尼索瓦人的基因交流，是發(fā)生在何時(shí)，又是發(fā)生在何處呢？丹尼索瓦人真的具有生活于青藏高原的能力嗎？中國(guó)的古人類學(xué)家和考古學(xué)家，在青藏高原的白石崖溶洞，找到了答案。

參考文獻(xiàn)：

1.Huerta-Sánchez E, Jin X, Asan, et al. Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA[J]. Nature, 2014, 512(7513): 194-197.

2.Zhang X, Witt K E, Ba?uelos M M, et al. The history and evolution of the Denisovan-EPAS1 haplotype in Tibetans[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021, 118(22): e2020803118.

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