傍人(Paranthropus)是南猿(Australopithecus)和我們人屬(Homo)的古早親戚,至今仍然沒有古代DNA。這個 2025 年的論文報告,順利取得古代蛋白質,確認傍人在人類家族中的演化位置,還釐清遺傳性別,也開啟新的思考方向。
Enamel proteins reveal biological sex and genetic variability in southern African Paranthropus
由 Hodari Nundu 繪製的傍人想像形象。via 這裡
獲得粗壯傍人牙齒的古代蛋白質
這個論文的手法整體上類似,證實夏河一號、澎湖原人也是丹尼索瓦人的路數。可以預期未來將有更多化石藉此分析。
177萬年前,喬治亞的Stephanorhinus犀牛蛋白質
古人類演化關係,目前比較好懂的說法是,傍人和 Homo 相同,也是某款南猿的衍生型號,後來形成至少 3 個物種。最早出現於 280 萬年前,可能延續到 100 萬年前。
這回調查的對象是「粗壯傍人(Paranthropus robustus)」,出土於南非的 Swartkrans 洞穴,算是世界遺產「人類的搖籃(Cradle of Humankind)」其中一處地點。
4 件化石都是牙齒,原本埋藏於 Member 1(MB1)地層,年代介於 180 到 220 萬年前。如果要省事的話,就當作 200 萬年前。
南猿化石湯恩寶寶,2025一百週年,什麼是南非「人類的搖籃」?
樣本都是牙齒,假如裡頭殘存蛋白質片段,和牙齒有關的機率應該更高。結果顯示,4 件化石各保有 540 到 780 個胺基酸,可以對上 8 到 10 個已知在琺琅質工作的蛋白質。
特大大大好消息是,總共有 425 個胺基酸,4 位傍人都有保存!這讓我們有機會窺探,粗壯傍人同一物種,不同個體的變異狀況。
我覺得這項研究有三件事最重要。第一,根據蛋白質序列畫演化樹,傍人有 16 處胺基酸具有辨識意義。由此得知,與型態判斷一致,傍人的親緣關係更接近 Homo,與黑猩猩等大猿們較為疏遠。 雖然完全不意外,也算是紮穩重要的基礎知識。
有男生,有女生,還有不太一樣的男生
第二,用琺瑯質中的 amelogenin 蛋白質判斷性別,得知這回有 2 女 2 男。SK835、SK850 偵測到 AMELY,是男生;SK830、SK14132 只有 AMELX,是女生。
這邊值得討論的是,用型態判斷性別,往往會假設較為粗壯的是男生,纖細的是女生。之前有學者根據型態認為 SK835 或許是女生;這回卻能確認他有 Y染色體。 所以,型態有可能誤判性別。不過往好處想,也有 3 位正確,正確率 75%。
第三,前面說比劃演化樹時,傍人有 16 處胺基酸有辨識意義,意思是不同物種之間不一樣。但是同一物種的不同人,也可能有內部的變異。
一共有 6 種蛋白質,4 位傍人每一人皆有保存,包括 ALB、AMBN、AMELX、COL17A1、ENAM、MMP20(當然都是不完整的片段)。4 人共享的 425 處胺基酸,有一處在不同個體間有所差異,那就是 enamel(ENAM)的 137 號胺基酸。
SK830、SK850 兩位,ENAM-137 這個位置配備 glutamine(麩醯胺酸,縮寫為 Q)。SK14132 同時配備 glutamine 和 arginine(精胺酸,縮寫為 R)。 SK835 和同類都不同,只有 arginine。這也使得他的親緣關係和其餘三位差異較大。
和其他猿、人物種比較,有意思的是,與眾不同的 SK835 或許配備較早的款式。其餘三位 ENAM-137 位置的 glutamine,則是粗壯傍人突變後的衍生狀態。
光憑一處胺基酸變異,足以確認的事情幾乎沒有。不過大膽假設,這也許意謂這一地區的傍人,存在兩個遺傳族群。若是如此,粗壯傍人的遺傳多樣性可能不會太小。
也有可能,他們幾位的年代相差不少,SK835 比較早,其餘更晚一段時間,配備較新突變,才導致遺傳有別。可惜年代的資訊很有限,目前無法判斷。
論文指出,之前的地質分析表示,這群人埋藏的地層估計介於 180 到 220 萬年,可是地層形成的時間應該沒有經過多久,是這 40 萬年內的某一個短時段。 所以這 4 位活跳跳的時間點,或許沒有相隔太久。儘管這邊脈絡中,幾千年也不算太久!
古代蛋白質啟發的新思考方向
相信有些捧油已經注意到,綜合考慮第二點、第三點,摩擦出有趣的事。那就是起爭議的皆為 SK835。
一方面,他的遺傳差最多。另一方面,身為有 Y染的男生,牙齒型態卻被誤判為女生。而兩方面都傳達一樣的訊息:同一地點出土的四位傍人,三位彼此相似,另一位有差別。
不論狀況是同一時期有兩個族群共存,或是年代前後有所變化,都告訴我們,粗壯傍人的種內多樣性或許不低。未來分析比對時,要謹慎使用指標,不能預設每一位都是同一種傍人。
這也是科學有趣的地方!同樣是古代蛋白質,和澎湖原人一樣的研究方法,卻由於脈絡不同,可以思考不同的問題。
BTW,同時期問世的這個論文主張,有些傍人化石應該定義為一個新的物種:
Taxonomic revision of the SK 15 mandible based on bone and tooth structural organization
新聞:
Enamel proteins from Paranthropus robustus teeth reveal biological sex and genetic variability
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