現在全球八十多億人把地球擠得滿滿當當,出門擠地鐵,買奶茶排大隊,誰能想到幾十萬年前咱們人類老祖宗差點就徹底從地球上消失了。中國科學家的最新研究實錘了這件事,當年近九成九的人類沒了,能延續后代的成年老祖宗加起來才一千出頭,就這么硬扛了十幾萬年,人類差點就沒了。這不是坊間瞎傳的段子,是從咱們現代人基因里挖出來的實錘。
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挖百萬年前的舊聞,靠化石根本靠不住,那時候連文字都不存在,哪留得下多少完整記錄。咱們自己身上帶的基因密碼,就是老祖宗傳了幾十萬年的活賬本,每一處變異都藏著當年的故事。
傳統的研究方法,只能推算幾十萬年內的人類種群歷史,再往遠推誤差就大到沒邊。這個痛點李海鵬團隊整整琢磨了十多年,最后干脆另起爐灶,搞出了一套叫“快速極小時間溯祖”的新方法,縮寫是FitCoal。
這套方法靠人群里的遺傳變異分布,倒推過去某個時間段能生育的個體數量,還特意篩掉了高頻突變,排除了各種選擇誤差和測序干擾,相當于把背景噪音都去掉,讓真正的遠古信號露出來。
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他們用了一共3154個現代人的基因組數據,涵蓋10個非洲族群和40個非非洲族群,還用兩套獨立的基因組計劃數據互相校對,一點點反向回溯,最后把鏡頭對準了那段被遺忘的遠古歲月。
做研究哪有一帆風順,剛起步那幾年團隊走了不少彎路。一開始摸不到計算的門道,花了近一年做數學推導寫程序,結果掉進死胡同出不來,程序占內存特別大,結果偏差也大,差點就卡在這里做不下去。
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后來聽從建議,干脆把所有代碼都刪掉,從最底層的數學推導開始,一行一行重新寫,這次才回到正軌,FitCoal的雛形才算真正做出來。
光靠基因數據算出結果還不夠,要讓全球同行接受這么驚人的結論,得有別的證據佐證才行。第一個實錘就是地下挖出來的化石檔案。
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國外合作的人類學家發現,非洲和歐亞大陸的古人類化石記錄,剛好有一段明顯的時間空白,正好和這次推算出的種群瓶頸時間對上。古人類學界早就發現這個怪現象,距今九十五萬到六十五萬年間,能找到的完整古人類化石少得可憐,原來不是化石沒保存下來,是當年本來就沒多少人,能變成化石留下來的當然就更少了。
第二個實錘就在咱們自己身體里。人類一共有23對染色體,其中2號染色體明顯和黑猩猩不同,它是由兩條猿類的中等染色體融合來的。之前國際研究把這次融合的時間定在七十四萬到九十萬年前之間,這個時間窗口剛好和FitCoal推算的瓶頸時間幾乎完全重疊。
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線索拼完,那個驚人的結論就出來了。距今九十三萬年到八十一萬三千年之間,人類祖先經歷了一次極端嚴重的種群瓶頸,能生育的成年個體平均只有1280人,瓶頸整整持續了十一萬七千年,人類這個譜系差一點就徹底滅絕。那個讓人吃驚的98.7%也不是亂編的,瓶頸之前人類祖先的種群規模大概是九萬八千人,降下來之后只剩一千多,算出來剛好就是這個比例。
說到這場浩劫的原因,其實出在地球氣候上。那時候地球正好從早更新世轉到中更新世,全球氣溫驟降,冰川大面積擴張,非洲和歐亞大陸都陷入漫長的干旱期。那時候人類只會用最簡單的石器,沒有穩定的食物來源,這場氣候變化對人類來說就是滅頂之災。
就這么硬熬了十一萬多年,人類還是撐過來了。除了后來氣候慢慢轉暖,更關鍵的是人類學會了用火,以色列出土的考古證據,把人類用火的痕跡推到了七十九萬年前,剛好就是瓶頸末期。外界條件好轉之后,人口短時間內就漲了快二十倍,人類終于緩過來一口氣。
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這段遠古的災難,到今天還在影響著我們。現在全球八十億人外形膚色語言差很多,可基因層面的差異小得離譜,一群黑猩猩的基因多樣性都比全人類加起來還高。而且種群規模小的時候,很多本來會被自然選擇淘汰的有害突變,反而留了下來一直傳到現在,這可能也是現在人類對一些疾病易感的原因。
這個研究不只是還原了一段遠古歷史,新算法未來用處特別大,不光能用來研究人類演化,還能研究各類動植物微生物,甚至能幫著探索腫瘤演化、人類腦容量增長的機制這些醫學和生物學問題。之后團隊也更新了研究,進一步印證了之前的結論,還把這次瓶頸和后來古人類遷徙、物種分化、腦容量增長這些關鍵演化事件連在了一起。
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這段差點讓人類滅絕的遠古歷史,不只是一個遙遠的故事。它讓我們看到人類骨子里的韌性,也能幫我們理解今天人類基因多樣性低和疾病的關系,對現在研究物種怎么應對快速環境變化,也有很現實的參考價值。
參考資料:
新華網 中國科學家開創新方法 對古人類進行"人口普查"
新華網 93萬年前人類祖先僅剩千余人?人類自古就是命運共同體!
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