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深度长文:尼安德特人和智人之间为什么没有生殖隔离?

 kibcat 2022-01-23

本文三部分,先确认交流,然后说一下为什么

智人和尼安德特人之间必然产生了基因交流

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(当尼人遇到人类)

————现代人体内的确含有其他古人类DNA————

今天人类体内大概都存在2%左右的尼安德特组分,没有基因交流,是不可能的。

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(尼安德特人复原)

今年年初,nature有一篇关于人类起源的综述,写得很好

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

不仅如此,文章还认为,最初智人体内含有的尼安德特人成分可能高达10%

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

事实上,不仅是尼安德特人,还有丹尼索瓦人也一样有贡献,比如美拉尼西亚人有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。

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(丹尼索瓦人示意图)

———其实分开已经很久了———

但是这些古人类,的确和我们有点远了。

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上图比较形象地描述了这几种人类的分开时间。

我用红色框标注的是古人类 尼安德特人,丹尼索瓦人,以及未知的人族成分。他们和我们分开的时间在40万年以上(图中甚至是60万年)

所以,这就尴尬了。

智人( Homo Sapiens )和尼安德特人( Homo neanderthalensis )到底是什么关系呢?

尽管我们对尼人做了不少研究,比如测了基因组,建立数据库等

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然而,目前还是有多种看法。

有人认为二者是亚种关系,就像秦岭大熊猫和四川大熊猫一样,比如严博就是持有这种观点。

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而相当一部分人还是坚持认为尼安德特人就是一个物种,而非亚种

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Neanderthals and modern humans belong to the same genus (Homoand 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)

(简译,尼人和现代人属于人属,基因证据表明他们是独立物种)

——————生殖隔离是否是亚种的唯一标准——————

定义亚种的时候,有生殖隔离这一项。然而生殖隔离并不等于不能生育。

若隔离发生在受精以前,就称为受精前的生殖隔离,其中包括地理隔离、生态隔离、季节隔离、生理隔离、形态隔离和行为隔离等;若隔离发生在受精以后,就称为受精后的生殖隔离,其中包括杂种不活、杂种不育和杂种衰败等。

很多亚种的隔离只是地理隔离,一旦他们聚到一起,能啪也能生。

这时候,问题来了,生殖隔离是否是亚种唯一的标准?甚至,是否存在中间物种?

事实上,自然界中,的确这么神奇,所以生物专治各种不服。

有一个内容,叫做中间形态(intermediate form) ,从这个名字大家就应该能看出,这意味着这是一个过渡的状态。

自然界中,物种的产生是逐步发生的,那么,可能就是存在一种,即将成为新物种,但是还没有形成的物种。

2014年 nature review genetics上的一篇综述 Seehausen-Genomics and the origin of species

文章就阐述了这种中间形态的存在。

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ab两图是两种建立生殖隔离的机制。在同一张图里,左侧是尚未分化的群体,右侧是彻底分化完成的群体,而中间那个就是过渡状态。同一幅图中,左边是尚未开始分化的群体,右边是分化完成的两个物种,中间是物种形成的具体过程。图下面的拉丁文部分是一些物种的名字

换句话说,生物中,真真实实地存在这种过渡形态。

最为典型的就是环形种 (ring species) 的存在Ring species - Wikipedia

所谓的环形种(ring species):凡是地域相邻的两个群体之间都可以杂交,而不相邻的则不能杂交,而且有一对称为“终点”的不能杂交的这么一系列群体 / 物种。

比如鸥鸟就是这种

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下图是7种鸥鸟,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。结果到了1和7,连他妈都不认识了……

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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.)

—————结论—————

从上面论述,我们可以看出

1,现代智人和尼安德特人其实分开了很久(几十万年以上),分别分布于非洲大陆和欧亚大陆,如下图所示,这是真真实实的生殖隔离中的地理隔离

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2,基因层面上,二者的差异到separate species

3,尼安德特本身又可以和现代人产生基因交流

所以,我认为智人和尼安德特人之间的关系应该是这样子:

【高于亚种,低于种】,可能就是一种介于亚种和物种之间的过渡形态。

ps:物种用生殖隔离来定义,虽然简单粗暴,但是往往实施困难,而且存在很多问题,随着遗传学发展,必然会出现新的分类法。

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