“尼安德特人多于人类”：你的健康如何取决于我们失散多年的祖先的DNA

在我们的进化史上，尼安德特人和人类曾有过多次杂交。这些古老的相互作用的痕迹在我们今天的基因中挥之不去。（图片来源：Kevin McGivern为Live Science拍摄）

（蜘蛛网eeook.com）据美国生活科学网站（艾米丽·库克）：这群人行进了数千英里，穿越非洲和中东，最终到达了新大陆灯光昏暗的森林。他们是我们现代人类部落中早已消失的成员，也是最早进入欧洲的智人之一。

在那里，这些人很可能遇到了他们的远房表亲：尼安德特人。

这些现代人类亲属中的一小群人有着带帽的眉毛、大头和矮胖的身体，他们花了很长一段时间来适应欧洲寒冷的气候。在数千年中的几个时刻，这两种形式的人类会相遇、融合和交配。

数万年后，这些古老的相遇在当今数十亿人类的基因密码中留下了痕迹。挥之不去的基因以大大小小的方式影响着我们，从我们的外表到我们患疾病的风险。

普林斯顿大学综合基因组学教授Joshua Akey告诉《生活科学》：“在我们基因组的某些地方，我们更像尼安德特人，而不是人类。”。

这些是我们人类最亲密的亲属，这是他们的遗产。

这个有5万年历史的尼安德特人头骨是从考古遗址重建的，包括La Ferrassie、La Chapelle aux Saints、Saccopastore 1、Shanidar 5和Spy 1。（图片来源：Sabena Jane Blackbird/Alamy Stock Photo）

到75000年前，但可能高达250000年前，大多数现代欧亚人的祖先首次走出非洲，进入欧亚大陆。在这里，现代人类与尼安德特人面对面，尼安德特人上一次与现代人类共享共同祖先是在数十万年前，此后一直生活在这些大陆上。数千年来，这些群体多次杂交。

加州大学洛杉矶分校计算机科学、人类遗传学和计算医学教授斯里拉姆·桑卡拉拉曼告诉《现场科学》，起初，现代人类从尼安德特人那里继承了整条染色体。然而，通过一个被称为基因重组的过程，这些DNA片段一代又一代地被分解和搅乱。

尼安德特人的DNA通常对现代人类是“有害的”，这意味着它通过进化迅速从现代人类的DNA中消失。桑卡拉拉曼说，这导致了“尼安德特人DNA的沙漠”，或者说现代人类基因组的大部分区域缺乏这种DNA。例如，科学家认为男性的Y染色体不包含任何尼安德特人的基因。可能是尼安德特人Y的基因与其他人类基因不兼容，也可能是通过一种被称为基因漂移的过程随机丢失的。

在继承尼安德特人DNA的人中，X染色体也比其他非性染色体携带的尼安德特人祖先少得多。这可能是因为X染色体上任何有害或无功能的突变都会在雄性中表达，因为它们缺乏匹配的、功能性的基因拷贝来补偿。布朗大学生态学、进化论和生物生物学副教授Emilia Huerta Sanchez告诉《现场科学》，这可能会产生强大的进化压力，要求从现代人类X身上去除这些有害的尼安德特人基因。

但一些尼安德特人的DNA帮助现代人类生存和繁殖，因此它一直存在于我们的基因组中。如今，尼安德特人的DNA平均占非洲以外人群基因组的2%。然而，Akey说，在基因组的某些区域，编码有益性状的尼安德特人DNA的频率可能高达80%。

调节尼安德特人皮肤颜色等身体特征的基因仍然存在于一些现代人类中。（图片来源：乔·麦克纳利通过盖蒂图片社）

对许多人来说，尼安德特人的遗产在一个高度可见的特征中显而易见：肤色。

如今，70%的欧洲人携带着影响肤色的9号染色体上的尼安德特人基因变体。在大多数东亚人中发现的另一种尼安德特人基因变体调节角质形成细胞，角质形成细胞通过一种名为黑色素的深色色素保护皮肤免受紫外线辐射。

尼安德特人的基因变异也与现代人类更大的晒伤风险有关。同样，约66%的欧洲人携带尼安德特人等位基因，这与儿童晒伤风险增加和晒黑能力差有关。

尼安德特人在高纬度地区生活了数千年，阳光直射较少，这是生产维生素D所需的。因此，范德比尔特大学的进化遗传学家约翰·卡普拉告诉《现场科学》，头发和皮肤生物学的变化可能使现代人类能够迅速利用较低水平的阳光，同时仍能产生足够的维生素D来保持健康。

Huerta Sanchez说：“杂交最酷的一点是，你不需要等待新的有益突变出现，这是一个非常缓慢的过程，而是一次引入大量的基因变异”，本质上是快速进化。

此外，我们的祖先不得不适应欧亚大陆较冷的天气。为了做到这一点，他们可能已经获得了影响脸型的尼安德特人基因。在2023年的一项研究中，科学家发现现代人类从尼安德特人那里继承了高鼻子基因。这项研究的共同高级作者、伦敦大学学院的统计遗传学家Kaustubh Adhikari表示，更高的鼻子可能会让更多的冷空气在到达肺部之前在鼻子里加热到体温。

尼安德特人的DNA也可能帮助智人适应北纬地区昼夜长度的更大差异。

尼安德特人的基因会影响我们的生物钟，生物钟调节体温和新陈代谢等内部过程。例如，Capra及其同事发现，一些早起的人可以感谢尼安德特人的生物钟基因。

卡普拉说，这可能有助于我们的祖先适应远离赤道的较短冬季。

卡普拉说：“看起来，做一个早起的人并不是最重要的。”。他说：“这是一个信号，表明你的时钟本质上是多么灵活，以及它如何适应明暗周期随季节的变化。”。

某些尼安德特人的基因似乎在对抗核糖核酸病毒方面具有优势。（图片来源：Shutterstock）

许多被强烈保留的尼安德特人基因都与免疫功能有关。

当智人抵达欧洲时，尼安德特人已经花了数十万年的时间来对抗欧亚大陆特有的感染。通过与尼安德特人交配，现代人类立即获得了对抗感染的基因。

亚利桑那大学生态学和进化生物学助理教授David Enard在接受《现场科学》采访时表示：“那些已经适应了尼安德特人长期生活的病原体的尼安德特人DNA片段，尤其是免疫片段，在现代人类的自然选择下，频率开始上升。”。

尽管许多使古人类患病的祖先病原体已经随着时间的推移而消失，但一些帮助对抗它们的尼安德特人基因仍然可以对抗现代病原体。例如，Enard和一位同事2018年的一项研究表明，现代人类继承了尼安德特人的DNA，这有助于他们对抗核糖核酸病毒，如今核糖核酸病毒包括流感、艾滋病毒和丙型肝炎。

尼安德特人的DNA会使人们更有可能患上自身免疫性疾病“维京病”。（图片来源：iStock/Getty Images Plus）

一些曾经帮助过我们祖先的尼安德特人基因在现代世界可能是有害的。

在大多数情况下，尼安德特人的基因在大脑中没有强烈表达，这表明他们在进化过程中被强烈反对。尼安德特人的基因与抑郁症等情绪障碍以及使人们更容易对尼古丁上瘾的大脑信号通路有关。

甚至尼安德特人的免疫增强也可能有负面影响。2016年，科学家发现，启动免疫系统对抗病原体的尼安德特人基因也可能使人们容易患过敏性疾病。此外，尼安德特人的基因与甲状腺过度活跃引起的自身免疫性疾病（如格雷夫斯病）的更高风险有关；类风湿性关节炎会使关节发炎，甚至还有一根或多根手指弯曲或冻结的“维京病”。

一种尼安德特人基因变异可能使我们更有可能患上严重的新冠肺炎。在3号染色体上发现的这种变体在一半的南亚人和六分之一的欧洲人身上发现。但即使在那里，情况也很复杂，因为欧亚大陆和美洲多达一半的人携带的其他尼安德特人基因与严重新冠肺炎的风险降低有关。

Capra说：“不幸的是，没有什么疾病我们可以真正说出来，甚至没有什么特征，我们可以说，‘哦，你可以把这归咎于你的尼安德特人DNA。’”。

对于一些最大的健康疾病，如心脏病和癌症，情况尤其如此。在这些疾病中，数十或数百种基因以及无数的环境因素会影响你的患病风险。

那么，这些久违的人类的踪迹会在我们的基因组中停留多久呢？在数十万年的时间里，这些尼安德特人的片段中的一些将逐渐从我们的基因组中消失。Akey说，其他人将变得根深蒂固。

与此同时，关于尼安德特人是如何在我们身上留下印记的，还有很多需要了解。

Akey说：“能够利用CRISPR和基因编辑等新的基因组技术，将在理解尼安德特人序列如何影响人类特征和疾病的实际基础生物学方面发挥重要作用。”。

他说，破译这些基因的实际作用可能有助于开发针对某些疾病的治疗方法。

基因流动并不是单向的；科学家们还试图确定现代人类DNA可能如何影响尼安德特人，并将人工智能（AI）方法应用于古代基因组，以更详细地了解我们失散多年的表亲是什么样子的。

弄清楚尼安德特人DNA在我们基因组中的作用不仅有助于我们了解自己的健康状况。桑卡拉拉曼说，这些DNA片段可以为我们的独特之处提供线索。

桑卡拉拉曼说：“尼安德特人的DNA在我们历史上的一个重要时刻进入了我们的基因组。”当时我们的祖先正在进入新的环境。

“通过观察这些DNA片段的命运，”他说，“我们可以希望了解这段时间我们基因组中哪些功能重要的区域。”