尼安德特人Y染色体消失之谜

科学家表示，现代人类在杂交事件后可能会丢失尼安德特人的DNA，因为它与我们自己的DNA不兼容。（图片来源：Mike Kemp/盖蒂图片社）

（蜘蛛网eeook.com）据美国生活科学网站（艾米丽·库克）：在我们错综复杂的历史中，现代人类曾与尼安德特人交配。

这在当今现代人类的基因组中留下了一个信号，尼安德特人的DNA以多种方式影响着我们的健康。

然而，我们的基因组中有一部分缺乏尼安德特人的DNA：Y染色体。但为什么呢？

专家告诉《生活科学》，其中一些可能是偶然的。但也有可能尼安德特人男性的基因与携带这些基因的女性智人不兼容。这意味着只有雌性杂交种才能繁殖。

Y染色体是人类的两种性染色体之一。雌性携带两个X染色体拷贝，而雄性携带一个X染色体和一个Y染色体。Y染色体只能从父亲传给儿子。

起初，科学家们一直在分析从女性尼安德特人化石中提取的DNA。然而，2016年，发表在《美国遗传学杂志》上的一项研究检测了一名来自西班牙的49000岁男性的尼安德特人Y染色体。

“我们从未在任何测试过的人类样本中观察到尼安德特人的Y染色体DNA，”该研究的共同高级作者、斯坦福大学的人口遗传学家Carlos Bustamante当时在一份声明中说。

那么，为什么尼安德特人的DNA似乎消失得无影无踪呢？

最简单的答案可能是，它在数千年的时间里从人类基因库中随机丢失。

该研究的主要作者费尔南多·门德斯当时是斯坦福大学的博士后研究员，他告诉美国广播公司新闻：“如今现代人类中尼安德特人的DNA数量相对较低，因此可能会因漂移而丢失。”。换言之，从进化的角度来看，并不是尼安德特人的DNA不如现代人类的DNA“合适”，而是它只是随着时间的推移而丢失了。

现代男性的Y染色体上没有发现尼安德特人的DNA，科学家们也不完全理解为什么。（图片来源：Usis/Getty Images）

另一种可能性是尼安德特人的Y染色体与我们自己的DNA不相容。例如，研究小组发现，Y染色体上与人类不同的三个尼安德特人基因是免疫系统的一部分。这些基因使免疫系统能够区分朋友——也就是身体自身的细胞——和敌人。未能正确区分“自我”和“入侵者”，这就是为什么从男性到女性的组织移植可能会被拒绝，或者为什么母亲的免疫系统可能会在怀孕期间攻击男性胎儿，导致流产。

因此，可以想象，现代女性的免疫系统不断攻击Y染色体上携带尼安德特人DNA的男婴，导致反复流产，最终导致尼安德特人Y基因的丧失。

Mendez告诉ABC新闻，如果与尼安德特人杂交的现代女性的男孩比其他夫妇少，那么系统地说，生活在一起的男孩可能会更少。这一假设与一种名为“霍尔丹规则”的古老理论相一致，该理论认为，如果基因不同的群体之间的繁殖导致不孕，那么很可能是携带两条不同性染色体的性别——在这种情况下是男性。

这不是我们进化史上第一次尼安德特人的Y染色体未能与现代人类的Y染色体竞争。

55万年至76.5万年前，智人的起源人群与尼安德特人和另一组现已灭绝的人类亲属丹尼索瓦人不同。

然而，2020年发表在《科学》杂志上的一项研究表明，在37万至10万年前的某个时候，尼安德特人和早期现代人类进行了杂交。到10万年前，尼安德特人的Y完全被智人的Y所取代。

丹麦哥本哈根大学的共同高级研究作者、研究员和程序员马丁·佩特告诉《生活科学》，科学家们不知道为什么会发生这种情况。

但Petr假设，一个可能的解释是，数十万年来，与早期现代人类相比，尼安德特人的人口规模非常低。他说，较低的种群规模使有害突变在基因库中以比在更大的种群中更高的速度积累。

如果你把“更健康”的早期现代人类DNA引入到混合物中，自然选择将有利于这种现代人类DNA，它将席卷尼安德特人。

影响种群进化适应性的有害突变更有可能在较小的种群中积累，而不是在较大的种群中。（图片来源：steved_np3/Getty Images）

然而，Petr说，如果没有更多来自尼安德特人的基因组数据，科学家们就无法研究继承这种早期现代人类DNA的功能影响，这只是一个假设。

不幸的是，纽约冷泉港实验室的计算生物学家Adam Siepel在一封电子邮件中告诉《生活科学》，现在确定尼安德特人Y DNA在这两种情况下丢失的原因还为时过早。

他补充道，这种替换仍然有可能是由于随机的基因漂移造成的。

2020年《科学》研究的合著者、西班牙进化生物研究所的古经济学研究员Carles Lalueza Fox在一封电子邮件中告诉《生活科学》，一般来说，由于杂交而失去Y染色体谱系并不是一种罕见的现象。

他说，这是因为Y染色体只能由父母遗传。这与父母双方传递给下一代的身体中的其他染色体相反。他说，这意味着随着时间的推移，Y染色体更容易“丢失”。