在人類漫長的進化史詩中,智人與尼安德特人宛如兩顆曾交相輝映的星辰,各自在歷史的天空中閃耀著獨特的光芒。當現(xiàn)代科學以基因測序之筆,勾勒出人類祖先遷徙與融合的宏大圖景時,一個令人矚目的現(xiàn)象浮出水面:智人尼安德特人之間,竟沒有生殖隔離。這一發(fā)現(xiàn),宛如一把神秘的鑰匙,悄然開啟了通往遠古人類演化奧秘的大門,吸引著無數(shù)科研工作者投身其中,探尋其中潛藏的深邃緣由。智人和尼人是兩個不同的物種,為何沒有生殖隔離?他們的后代也是可育的,這是為什么?

01,當智人遇到尼人或者其他人...

今天人類體內(nèi)大概都存在2%左右的尼安德特組分,沒有基因交流,是不可能的。

(尼安德特人復(fù)原)
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(尼安德特人復(fù)原)

智人和尼安德特人之間必然產(chǎn)生了基因交流

(當尼人遇到人類)
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(當尼人遇到人類)

幾年前nature有一篇關(guān)于人類起源的綜述,寫的很好

All non-African individuals studied so far contain around 2% Neanderthal ancestry

不僅如此,文章還認為,最初智人體內(nèi)含有的尼安德特人成分可能高達10%

the proportion of Neanderthal DNA in humans might originally have been as high as 10%

事實上,不僅是尼安德特人,還有丹尼索瓦人也一樣有貢獻,比如美拉尼西亞人有3-6%

Similar to Neanderthals, Denisovans interbred with anatomically modern humans. About 3–6% of the genome of some groups of people, including Melanesians in Oceania, can be traced to a Denisovan-like ancestor。

(丹尼索瓦人示意圖)
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(丹尼索瓦人示意圖)

02,為什么沒有生殖隔離?

02,為什么沒有生殖隔離?

但是這些古人類,的確和我們有點遠了,其實他們分開已經(jīng)很久了

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上圖比較形象的描述了這幾種人類的分開時間。我用紅色框標注的是古人類 尼安德特人,丹尼索瓦人,以及未知的人族成分。他們和我們分開的時間在40萬年以上(圖中甚至是60萬)

所以,這就尷尬了。智人( Homo Sapiens )和尼安德特人( Homo neanderthalensis )到底是什么關(guān)系呢?盡管我們對尼人做了不少研究,比如測了基因組,建立數(shù)據(jù)庫等

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然而,目前還是有多種看法。有人認為二者是亞種關(guān)系,就像秦嶺大熊貓和四川大熊貓一樣,比如嚴博就是持有這種觀點。

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而相當一部分人還是堅持認為尼安德特人就是一個物種,而非亞種

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Neanderthals and modern humans belong to the same genus (Homo) and inhabited the same geographic areas in Asia for 30,000–50,000 years; genetic evidence indicate while they may have interbred with non-African modern humans, they are separate branches of the human family tree (separate species)

(簡譯,尼人和現(xiàn)代人屬于人屬,基因證據(jù)表明他們是獨立物種)

03,生殖隔離是否是亞種的唯一標準?

定義亞種的時候,有生殖隔離這一項。然而生殖隔離并不等于不能生。

若隔離發(fā)生在受精以前,就稱為受精前的生殖隔離,其中包括地理隔離、生態(tài)隔離、季節(jié)隔離、生理隔離、形態(tài)隔離和行為隔離等;若隔離發(fā)生在受精以后,就稱為受精后的生殖隔離,其中包括雜種不活、雜種不育和雜種衰敗等。

很多亞種的隔離只是地理隔離,一旦他們聚到一起,能啪也能生。這時候,問題來了,生殖隔離是否是亞種唯一的標準?甚至,是否存在中間物種?事實上,自然界中,的確這么神奇,所以生物專治各種不服。

有一個內(nèi)容,叫做中間形態(tài)(intermediate form) ,從這個名字大家就應(yīng)該能看出,這意味著這是一個過渡的狀態(tài)。自然界中,物種的產(chǎn)生是逐步發(fā)生的,那么,可能就是存在一種,即將成為新物種,但是還沒有形成的物種。

2014年 nature review genetics上的一篇綜述 Seehausen-Genomics and the origin of species 。文章就闡述了這種中間形態(tài)的存在。

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ab兩圖是兩種建立生殖隔離的機制。在同一張圖里,左側(cè)是尚未分化的群體,右側(cè)是徹底分化完成的群體,而中間那個就是過渡狀態(tài)。 同一幅圖中,左邊是尚未開始分化的群體,右邊是分化完成的兩個物種,中間是物種形成的具體過程。 圖下面的拉丁文部分是一些物種名字。換句話,生物中,真真實實的存在這種過渡形態(tài)。

04,中間形態(tài)的案例

04,中間形態(tài)的案例

最為典型的就是環(huán)形種 (ring species) 的存在Ring species - Wikipedia

所謂的環(huán)形種(ring species):凡是地域相鄰的兩個群體之間都可以雜交,而不相鄰的則不能雜交,而且有一對稱為“終點”的不能雜交的這么一系列群體 / 物種。

比如鷗鳥就是這種

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下圖是7種鷗鳥,1和2可啪,2和3可啪,但是1和 3就不行了,1和4更不行等等。結(jié)果到了1和7,連他媽都不認識了……

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(The Larus gulls interbreed in a ring around the arctic. 1: L. fuscus, 2: Siberian population of Larus fuscus, 3: L. heuglini, 4: L. vegae birulai, 5: L. vegae, 6: L. smithsonianus, 7: L. argentatus.)

05,結(jié)論

05,結(jié)論

從上面論述,我們可看出。

1,現(xiàn)代智人和尼安德特人其實分開了很久(幾十萬年以上),分別分布于非洲大陸和歐亞大陸,如下圖所示,這是真真實實的生殖隔離中的

地理隔離

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2,基因?qū)用嫔希叩牟町惖絪eparate species

3,尼安德特本身又可以和現(xiàn)代人產(chǎn)生基因交流。

所以,我認為智人和尼安德特人之間的關(guān)系應(yīng)該是這樣子:【高于亞種,低于種】,可能就是一種介于亞種和物種之間的過渡形態(tài)。

ps:物種用生殖隔離來定義,雖然簡單粗暴,但是往往實施困難,而且存在很多問題,隨著遺傳學發(fā)展,必然會出現(xiàn)新的分類法。

附上部分參考文獻

中間形態(tài)的綜述

Seehausen O, Butlin R K, Keller I, et al. Genomics and the origin of species[J]. Nature Reviews Genetics, 2014, 15(3): 176-192.

今年的人類學綜述

Nielsen R, Akey J M, Jakobsson M, et al. Tracing the peopling of the world through genomics[J]. Nature, 2017, 541(7637): 302-310.