人类祖先是通过混合和匹配等位基因形成的

　　最近的两项研究揭示了混合如何塑造了现代人的祖先。

　　

人类历史的进程以迁移、隔离和混合的复杂模式为特征，混合指的是来自不同种群的个体之间的基因流动。混合导致遗传谱系的混合，导致种群内遗传多样性的增加。除了现代人之间的混血外，古人类还与其他古人类群体，如尼安德特人和丹尼索瓦人进行了繁殖。这导致来自这些古老血统的DNA片段在一个被称为基因渗入的过程中传递给现代人。最近发表在《基因组生物学与进化》杂志上的两项研究考察了世界上两个不同地区(非洲和美洲)的混合模式，揭示了这一过程如何塑造了现代人类的基因组。

非洲是人类的诞生地，是人类起源和多样化的地方。正因为如此，非洲拥有最高水平的人类遗传多样性和人口结构，非非洲人口在很大程度上代表了非洲大陆遗传变异的一个子集。非洲人的基因组包含多个祖先的混合物，每个祖先都经历了不同的进化历史。在“非洲人口的进化遗传学和混合”这篇文章中，来自佐治亚理工学院和南非医学精确研究所的研究人员回顾了多重人口事件是如何随着时间的推移塑造了非洲基因组的(pfeneni, et al. 2023)。该报告的作者之一约瑟夫·拉钦斯(Joseph Lachance)表示:“最引人注目的是人类人口历史的复杂性，尤其是在非洲。有很多例子表明，人口分化之后是二次接触，其遗产写在我们的基因组中。”

例如，来自已不复存在的古人类“幽灵”种群的古代渗透贡献了当今Khoe-San、Mbuti和西非人口祖先的大约4-6%。最近发生在过去一万年的人口统计事件也同样导致了现代人之间的混合，包括不同的说点击语的Khoe-San人群之间的基因流动，从非洲东部到南部的游牧文化传播，以及说班图语的人在非洲大陆的迁徙。

重要的是，生物医学研究往往未能捕捉到这种多样性，从而对具有非洲血统的人的健康和疾病产生影响。更好地了解遗传结构可以帮助预测人群中的疾病风险，甚至为个体患者的临床决策提供信息。这类信息对于公平的生物医学研究至关重要，这使得该研究的作者呼吁对非洲的遗传变异进行更多符合伦理的研究。“目前的一个关键点是非洲基因数据的相对缺乏，”Lachance说。“大多数基因组研究都集中在欧亚人群上，这种限制可能会加剧现有的健康不平等。”

更好地理解非洲基因组遗传结构的一个途径是研究古代DNA:“展望未来，对古代DNA的分析有望变得更加普遍。未来的研究也可能集中在非洲的精细人口结构上。然而，后勤和财政障碍仍然存在。显然需要在非洲建立研究能力的资助机制。”

最近在GBE上发表的第二篇文章题为“现代混合对人类种群中古人类祖先的影响”，重点关注美洲的混合(Witt等人，2023)，这些地区是近代人类殖民的地方。第一批进入美洲大陆的人是从西伯利亚移民来的美洲原住民。由于欧洲殖民和跨大西洋奴隶贸易，随后欧洲人和非洲人的移民导致了来自不同大陆祖先的混合人口。

在这项研究中，来自布朗大学、墨西哥国立大学Autónoma和加州大学默塞德分校的研究人员分析了现代人类之间的基因流动是如何在混合基因组中重新分配古代祖先的。他们使用了来自1000个基因组计划的数据，这些数据来自几个混合人群，包括来自麦德林的哥伦比亚人，来自洛杉矶的墨西哥血统的人，来自利马的秘鲁人，以及来自波多黎各的波多黎各人。这些基因组与尼安德特人和丹尼索瓦人的高覆盖率基因组进行了比较。尼安德特人和丹尼索瓦人是大约50万年前与现代人分离的古人类，在欧亚大陆与人类交配，然后在大约4万年前灭绝。

该研究的作者之一、来自布朗大学的凯尔西·威特(Kelsey Witt)表示，与同质人群相比，对这些混合人群的研究相对不足。“在这样的研究中，混合人群被排除在外是很常见的，因为多重祖先来源会使这些问题更难回答。对于这项工作，我们想把重点放在混合人群上，以确定我们可以从他们身上学到什么，以及混合人群是否可以提供有关促成他们的所有祖先来源的信息。”

研究发现，来自尼安德特人和丹尼索瓦人的基因渗入量与每个人群中美洲原住民或欧洲原住民的数量成正比。尽管在这些混合基因组中，欧洲人和美洲土著的基因束中有大约相同比例的尼安德特人变体，但丹尼索瓦人变体主要是在美洲土著的基因束中发现的。这反映了美洲原住民和亚洲人口之间的共同祖先，他们也有更高水平的丹尼索瓦人的渗入。

此外，通过寻找在美洲混血人群中出现频率高而在东亚人群中出现频率低的古老等位基因，该研究的作者确定了几个基因作为适应性渗入的候选基因。这些基因与多种途径相关，包括免疫、代谢和大脑发育。这些发现对这些混合人群中的个体健康有潜在的影响。“我们在文献中看到了许多基因不匹配的例子，”威特说，“一些变异在过去的某个时候是适应性的，但在现在的环境中，它们对健康产生了负面影响。此外，在混合种群中，不同种群特有的遗传变异在同一个体中出现时，可能会以意想不到的(有时是负面的)方式相互作用。我们的研究表明，一些古老的变异是特定于某些祖先来源的，而不是其他祖先。”

和Lachance一样，Witt也知道需要更多的研究来继续理清这种混合物对现代人的影响。威特指出:“在很多方面，研究美洲的混合种群是很简单的，因为我们对基因流动事件的时间和数量有很好的了解。”“我想把这项工作应用到其他混合种群中，在这些种群中，我们可能不知道什么时候发生了混合，也不知道哪些种群对混合做出了贡献，或者在贡献种群关系更密切的情况下。”我认为这些案件的答案可能不那么明确，但它们可能有助于更好地理解最近的混合事件。”

这些研究表明，在非洲和美洲，混合在塑造人类进化方面发挥了重要作用。混合不仅重新洗刷了种群内部和种群之间的遗传变异，而且还引入了可能具有适应潜力的新变异源。通过将混合种群的基因组与其祖先群体的基因组以及与古人类的基因组进行比较，这些研究揭示了等位基因的混合和匹配如何塑造了我们物种的进化。