气候变化在现代人类身上留下尼安德特人痕迹

Published 11 Aug.2023 03:00(KST)

基础科学研究院在《Science》发表相关论文

现代人类的基因中，夹杂着一部分并非来自直系祖先智人的其他古人类物种的基因。国内研究团队揭示，这是由于气候变化扩大了各古人类物种的栖息地范围，使它们彼此接触、发生交流所致。

原始人类。资料照片。

基础科学研究院（IBS）11日表示，其旗下气候物理研究团团长、釜山大学卓越教授 Axel Timmermann 领导的研究团队，将基于超级计算机的古气候与植被模拟结果同古人类学证据相结合，证实气候变化在决定早期人类物种之间相互杂交的时间和地点方面发挥了关键作用。

如今已经灭绝的尼安德特人和丹尼索瓦人，是与智人一同存活至最近时期的古人类。尽管三者栖息地不同，但在数万年间处于同一时代生活，并发生了相互的遗传交流。现代人类体内残留的少量尼安德特人和丹尼索瓦人脱氧核糖核酸（DNA），从侧面证明了这一点。关于不同人类物种之间杂交十分普遍的直接证据则在2018年被提出。德国马普进化人类学研究所所长、2022年诺贝尔生理学或医学奖得主 Svante Paabo 研究团队确认，在西伯利亚阿尔泰山脉丹尼索瓦洞穴中发现的化石“Denny”，是一名父亲为丹尼索瓦人、母亲为尼安德特人的13岁少女。

然而，关于不同古人类物种之间的杂交究竟在何时、何地、以何种方式发生，迄今仍未有明确答案。为寻找“人类是谁、从何而来”的答案，科学家一直以来主要依赖稀有化石标本和古代脱氧核糖核酸的遗传分析。IBS 气候物理研究团与意大利气候及古生物学研究团队合作，采用了别具一格的研究路径。

研究团队利用超级计算机开展古气候模拟，并将结果与古人类学证据及基因资料相结合，厘清了尼安德特人与丹尼索瓦人对不同栖息环境的偏好。丹尼索瓦人更适应苔原、寒带针叶林等寒冷环境，而尼安德特人则偏好温带森林和草原地带。这是首次对丹尼索瓦人的栖息地范围作出推断。

尼安德特人与丹尼索瓦人的共同栖息地地图

研究委员 Jiaoyang Ruan 表示：“尼安德特人偏好西南欧亚地区，而丹尼索瓦人偏好东北欧亚地区，这意味着它们的栖息地在地理上是彼此分隔的。”

研究团队还进一步推断了这两种古人类之间发生杂交的地点和时期。地球自转轴和公转轨道的变化引起的气候变动，会影响人类的栖息地。模拟结果显示，当地球公转轨道更加椭圆，且在北半球夏季太阳与地球距离更近时，不同古人类物种的栖息地在地理上出现重叠。在阿尔泰山脉、萨尔马提亚混交林、伊比利亚半岛等北欧和中亚地区，在其共存时期内至少发生过6次以上相互接触。

两种古人类之间发生杂交的区域，在各次间冰期中呈现由西向东移动的趋势。为证明这种变化是由气候所致，研究团队还分析了过去40万年间欧亚地区植被格局的演变。结果显示，大气中二氧化碳浓度的上升以及温和的间冰期条件，使温带森林从北欧向欧亚大陆中部以东扩展，从而为尼安德特人进入丹尼索瓦人的主要栖息地开辟了通道。

Axel Timmermann 团长表示：“当尼安德特人与丹尼索瓦人共享栖息地时，两群体之间的相互作用会增多，相互杂交的可能性也随之提高。冰期与间冰期的交替，塑造了延续至今仍留有遗传印记的人类‘爱情故事’。”