西班牙距今43萬年的胡瑟裂谷(Sima de los Huesos,簡稱SH)遺址,是整個歐洲非智人hominin化石數目最豐富的遺址,至少有28位個體,約6000件樣本。描述這批化石時,充分體現「hominin 」這名詞的精要-因為一直無法定論這批化石到底屬於什麼人種,所以講hominin最保險、最不出錯。這個2016年的論文,試圖從幾個樣本定序DNA,取得更多資訊。

Nuclear DNA sequences from the Middle Pleistocene Sima de los Huesos hominins

NDH 

 

之前研究發現,胡瑟裂谷化石在形態上有不少尼安德塔人的特徵不過也有一些地方像是海德堡人,可能是從海德堡人過渡到尼安德塔人時尼安德塔人還處於很初期的形態。然而取自樣本大腿骨「AT2944」的粒線體DNA卻與丹尼索瓦人歸在一群,跟所有我們已知的尼安德塔人都不一樣。這些線索告訴我們,事情似乎很複雜

丹尼索瓦人的遺傳,比尼安德塔人更多元

 

這個論文測試了4個新樣本,費盡千辛萬苦,好不容易(這篇不長的論文前面一半,全都在講技術困難與如何克服)在受到許多現代人與微生物汙染的樣本中,取得一點點古代DNA,以回答最關鍵的問題:胡瑟裂谷hominin與智人、丹尼索瓦人、尼安德塔人間的關係為何?

 

F1

本研究的5個樣本。

 

由於獲得的DNA序列非常少,沒辦法進行全面的比對,因此這裡只能把各樣本少少殘缺的DNA片段,去跟智人、丹尼索瓦人、尼安德塔人基因組上,已知的特定衍生變異位置(derived alleles)比較,看看跟誰相似處較多。各樣本中源於粒線體的DNA片段,都接近丹尼索瓦人,與尼安德塔人不像,與之前的結果一致。

 

F2

 

F3

大腿骨「AT-5431」與門齒「AT-5482」樣本,核DNA都明顯更接近尼安德塔人。

 

2個定序較為成功的大腿骨「AT-5431」與門齒「AT-5482」樣本,核DNA卻都明顯更接近尼安德塔人,只是他們的衍生變異數目,跟幾萬年前的尼安德塔人比起來沒那麼多,符合他們距今長達43萬年的漫長年代。這個結果顯示,胡瑟裂谷hominin應該處於尼安德塔人與丹尼索瓦人已經分家後,屬於尼安德塔人的這群,但還沒有經過太久,因此累積的變異沒有後輩多。

 

F4

胡瑟裂谷hominin的衍生變異數目,跟幾萬年前的尼安德塔人比起來沒那麼多。

 

這個結果符合之前的估計,也就是尼安德塔人與丹尼索瓦人大約在38到47萬年前這段期間分家,用同樣速率估計,丹尼索瓦人與尼安德塔人的祖先,跟我們智人這支的分家年代約介於55到76.5萬年前。那麼三者的共同祖先是誰?海德堡人被視為是共同祖先的強力候選人,但論文認為,假如是55到76.5萬年前就已經分家,這個年代似乎對海德堡人而言太早了些,因此推論另有其人,而且連此說最主力的支持者Christ Stringer似乎也動搖惹。

短篇 臉部形態模擬,顯示智人與尼安德塔人,共同祖先處於70萬年前

海德堡人:人類承先啟後的演化關鍵

 

然而論文謹慎的用字很有趣:「younger specimens often classifiedas Homo heidelbergensis, for example Arago or Petralona」,這裡提到的「海德堡人」代表是Arago與Petralona。某種概念上,海德堡人是個很廣義的分類,有很多不同地點、年代、演化支線的族群都屬於海德堡人,因此未必要把海德堡人的可能性直接排除。

55萬年前法國人類化石Arago 149與海德堡人

 

又要如何解釋細胞核DNA接近尼安德塔人,粒線體卻像丹尼索瓦人的矛盾?當初胡瑟裂谷hominin的粒線體DNA定序成功時,主要有2種推論:第一,尼安德塔族群初期有2種不同粒線體共存,一種之後演化為丹尼索瓦人,另一種則成為隨後的尼安德塔人;第二,有另一未知的古代人種與胡瑟裂谷hominin雜交過,也把粒線體在某個時候傳給丹尼索瓦人。

最古老的尼安德塔人DNA?

 

這次研究發現,至少2位個體的粒線體偏向丹尼索瓦人那群,但核DNA都像尼安德塔人。論文認為較佳的解釋是,尼安德塔人開始時的粒線體型號其實跟丹尼索瓦人相同,是有種或許來自非洲的未知hominin,後來才把我們熟悉的那種「尼安德塔粒線體」帶給尼安德塔人。

 

以上都是推論,少數能確定的事實是,43萬年前的胡瑟裂谷hominin偏向尼安德塔人,而這個時間點,尼安德塔人與丹尼索瓦人已經分家。

 

馬克斯普朗克研究所新聞稿:

400,000-year-old fossils from Spain provide earliest genetic evidence of Neandertals

《Nature》新聞:

Oldest ancient-human DNA details dawn of Neanderthals

稍早的《Science》新聞:

DNA from Neandertal relative may shake up human family tree

 

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