深度測序揭示人類多樣性起源

　　在書寫被發明很久之前，當最早的人類穿越非洲遷徙到歐洲時，他們并沒有為自己的旅行記下一本賬。然而他們的故事卻已被牢牢地銘記，至少在某種程度上以另外一種形式：他們后代的脫氧核糖核酸(DNA)。對現存3個非洲狩獵部落進行的一項史無前例的DNA篩查如今填補了這個史前故事的一部分章節。這些發現暗示了新疾病的威脅、農業的開端、俾格米人矮小的原因，以及與一個未知人種的聯姻。

　　對于那些想要搞清人類何以為人的科學家來說，來自世界各地的大量人類遺傳信息都是可以利用的。但是美國賓夕法尼亞大學的遺傳學家Sarah Tishkoff指出：“只有相當少的研究聚焦于非洲人，盡管這里曾是所有人類的老家。”因此她和博士后Joseph Lachance，連同一個多國研究小組，對今天生活在非洲的3個狩獵部落進行了DNA測序研究。他們分別是來自坦桑尼亞的哈扎人和桑達維人，以及喀麥隆的俾格米人，這些都是世界上最古老的種族。這些部落長期以來一直讓人類學家感到困惑。他們依然都是狩獵者，但桑達維人曾與農耕部落通婚并已涉足農業;他們同時生有淺色的皮膚。相比之下，膚色黝黑的哈扎人在很大程度上保持了本色，盡管他們生活在距離桑達維人僅僅150公里的類似環境中。而生活在茂密叢林棲息地中的俾格米人依然是這顆星球上最矮小的人，其成年男性身高甚少超過1.5米。

　　在最新出版的《細胞》雜志刊登的這項新研究中，研究人員分別詳細篩查了來自每個部落的5名個體的DNA――平均掃描每個基因組達60次。研究人員尋找了遺傳編碼中具有指示器作用的變異，從而有助于解釋個體與族群之間的差異。他們發現了超過1340萬個遺傳變異，其中有300萬個變異之前從未在人類中被發現。在這3個部落中，與嗅覺和味覺有關的遺傳區域存在著顯著的差異，這意味著每個部族的感官都已經適應了他們遇到的新氣味和新食物。其他變異的特征模式包括與免疫系統活性和母乳中脂肪含量有關的基因。而有一種與大麻素受體――響應四氫大麻酚(大麻的活性組分)的一種細胞表面蛋白質――有關的變異卻是哈扎人所獨有的，Tishkoff的研究小組注意到，哈扎人會抽大量的大麻煙。這3個部落同時在產生參與損傷修復的血液化合物的基因中也有不同的變異。

　　研究小組同時發現了導致俾格米人身材矮小的新線索。在之前對俾格米人基因組進行的一項研究中，Tishkoff和同事已經發現了與腦垂體產生的調節身高的人類生長因子有關的基因變異。新的研究在名為 HESX1的一個基因――它在胚胎發育過程中被激活并控制腦垂體自身的生長――中發現了俾格米人特有的44個變異。這一基因的突變引發了腦垂體紊亂，并最終導致身材矮小，但這些突變之前在俾格米人中并未被發現。另一方面，這44個變異在已經發表的非非洲人基因篩查中并未出現;而其在俾格米人中的普遍性表明它可能是有益的。

　　美國哈佛大學的人類進化生物學家Mary Ellen Ruvolo認為，盡管這些基因變異到底如何幫助俾格米人依然是個謎，但每個部族都以不同的形式擁有它們便是一個強有力的證據，表明它們參與了人對環境的適應過程。她認為這項研究向生物學家提出了新的挑戰――搞清這些變異的作用是什么。例如，與嗅覺和味覺有關的變異在3個部族中存在差異的事實意味著這些變異在適應當地飲食中扮演了一個重要角色。Ruvolo說：“傷口愈合基因同樣非常有趣。我們是不是都受益于相同程度的康復，或者是否有些人比其他人復原得更好呢?”

　　然而最讓研究人員著迷的是，這項研究發現的遺傳證據顯示，所有3個部落都與一個未知且更為古老的種族――大概類似于歐洲尼安德特人在非洲的“副本”――進行了繁衍。不但哈扎人、桑達維人以及俾格米人都擁有一大段來自未知種族的DNA，而且數萬年以前，同時代的歐洲人也與尼安德特人有過親密的接觸。Tishkoff強調，科學家并不指望能夠找到這個神秘種族的化石標本，更不必說提取可用的DNA加以分析，但她預計，例如新研究所使用的這些遺傳方法將有助于辨識這一未知的非洲祖先。

　　美國大學公園賓夕法尼亞州立大學的人類學遺傳學家Mark Shriver表示：“這項研究為未來探索人類與更早的種群之間的融合建立了一個標準。”Shriver說，辨識非人類的祖先有助于我們以多種途徑，而非一條途徑了解自身的起源。他說，例如，之前的研究曾認為現代人通過與尼安德特人雜交而獲得了大量的免疫系統基因;而其他的人類特征或許直接來源于其他的人族。