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如今，地球上沒有一個地方能夠逃脫人類的影響。從被開墾成農(nóng)場的熱帶雨林，到充滿微塑料的深海，再到氣候變化所帶來的影響，都留下了人類活動的痕跡。去年11月，全球人口數(shù)量達到了80億。
盡管現(xiàn)代人類無處不在，但科學家最新的研究表明，現(xiàn)代人的祖先——智人曾經(jīng)差點因為氣候變化而滅絕。
中國的研究人員發(fā)現(xiàn)的證據(jù)表明，在93萬年前，智人經(jīng)歷了一次大規(guī)模的人口減少。研究人員表示，當時的劇烈氣候變化是主要原因。
研究人員表示，在那個瓶頸期，智人的數(shù)量一直很低，一度只有不到1280個能夠繁殖的個體。這種情況持續(xù)了約10萬年，直到種群數(shù)量開始回升。
這項新研究發(fā)表在本周四的《科學》雜志上。科學家們寫道：“在瓶頸期初期，約98.7%的人類祖先都消失了，因此我們的祖先面臨種群滅絕的威脅。”
該研究提出了一種可能性，即氣候變化導致的瓶頸期導致早期人類分成了兩個進化譜系，其中一個產(chǎn)生了尼安德特人，另一個則產(chǎn)生了現(xiàn)代人類。
然而，其他專家表示對研究人員在研究中使用的新穎統(tǒng)計方法持懷疑態(tài)度。德國萊比錫馬克斯·普朗克進化人類學研究所的人口遺傳學家斯蒂芬·希菲爾斯(Stephan Schiffels)表示：“這有點像只根據(jù)岸邊的漣漪來推斷落在大湖中央的石頭大小。”
多年來，科學家們一直通過分析現(xiàn)代人類的基因來重建人類的歷史。這些研究利用了生物學中的一個基本事實：每個嬰兒在出生時都帶有幾十個基因突變，其中一些突變可以遺傳上萬年甚至上百萬年。
通過比較人類DNA中的遺傳變異，科學家可以追溯人類祖先生活在世界不同地區(qū)、遷徙或相互交流的古代人種。他們甚至可以推斷出歷史上不同時期的人口規(guī)模。
隨著DNA測序技術(shù)的不斷發(fā)展，這些研究變得更加復雜多樣。如今，科學家們可以比較來自不同種群的整個基因組。
人類基因組中有超過30億個DNA遺傳信息，每個信息都有上萬年甚至上百萬年的歷史，形成了一個關(guān)于人類進化史的龐大數(shù)據(jù)庫。為了解讀這段進化史，研究人員現(xiàn)在使用強大的計算機進行大量計算，以建立更真實的人類進化模型。
中國科學院上海分院進化基因組學課題組組長李海鵬和他的團隊花了十幾年時間開發(fā)了一種重建人類進化史的方法。
他們將這種新方法命名為快速極小時間溯祖(FitCoal，F(xiàn)ast infinite - minimal Time Coalescent)。FitCoal能夠?qū)v史分割成更短的時間段，以月為單位創(chuàng)建有百萬年歷史的人類進化模型。
李海鵬說：“這是我們開發(fā)的一種工具，用來了解從人類到植物等不同生物群體的進化歷史。”
起初，李海鵬和他的團隊使用這種工具研究果蠅等動物。當人類自身的基因測序數(shù)據(jù)變得豐富時，他們轉(zhuǎn)向了人類進化史的研究，分析了3154人的基因組，涉及全球50個現(xiàn)代人類種群。
為了找到最能合理解釋當今人類基因多樣性的模型，研究人員探索了各種模型，最終得出了一個場景，其中包括93萬年前人類祖先幾乎滅絕的事件。
“我們意識到，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了人類進化史上的一些重大事件，” 中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所博士畢業(yè)生、紐約西奈山伊坎醫(yī)學院計算生物學家、研究論文的作者之一胡王杰說。
科學家們得出結(jié)論，在瓶頸期到來之前，人類祖先的種群中大約有98000個能夠繁衍的個體。然后這個數(shù)字急劇減少到不到1280人，持續(xù)了11.7萬年，然后種群數(shù)量才開始回升。
發(fā)表在《科學》雜志上的研究論文認為，這個瓶頸期與迄今為止所發(fā)現(xiàn)的人類祖先化石記錄相吻合。
大約700萬年前，在非洲大陸上，人類祖先與其他類人猿在進化中分離。大約一百萬年前，人類祖先在非洲進化成高大的智人。隨后，這些早期人類中的一部分遷徙到歐洲和亞洲，進化成尼安德特人和丹尼索瓦人。
人類祖先在非洲大陸繼續(xù)進化，成為現(xiàn)代人類。
然而，在幾十年的考古工作中，發(fā)現(xiàn)的95萬到65萬年前非洲古人類遺骸化石相對較少。胡王杰表示，新研究提供了一種可能的解釋，即由于人口數(shù)量太少，所以留下的遺骸數(shù)量較少。
加州大學戴維斯分校的遺傳學家布倫納·海恩(Brenna Henn)沒有參與這項新研究，她表示瓶頸期是“一種合理的解釋”。但她補充說，當今人類基因多樣性可能源于不同的進化歷史。
例如，人類可能分化成不同的種群，然后又重新聚集在一起。海恩說：“測試其他模型可能更有效。”
參與這項新研究的科學家們認為，全球氣候變化導致了93萬年前的人口銳減。他們指出，地質(zhì)調(diào)查的證據(jù)表明，在他們提出的瓶頸期前后，地球變得更冷更干燥。這些情況可能使人類祖先更難以找到食物。
然而，大英博物館的考古學家尼克·阿什頓(Nick Ashton)指出，在非洲以外的地方發(fā)現(xiàn)了許多可以追溯到瓶頸期的古代人類近親的遺骸。
阿什頓認為，如果一場全球性的災難導致非洲人口銳減，那么世界其他地方的人類近親也會變得更少。
他說：“非洲和歐亞大陸的遺骸數(shù)量可以追溯到這個時期，這表明所謂的瓶頸期理論只影響到可能是現(xiàn)代人類祖先的有限種群。”
李海鵬的研究團隊強調(diào)了一個事實，即在人口銳減的瓶頸期之后，現(xiàn)代人類似乎與尼安德特人和丹尼索瓦人分離開來。他們推測這兩件事之間可能存在關(guān)聯(lián)。
研究人員指出，大多數(shù)類人猿有24對染色體，而人類由于兩組基因的融合，只有23對染色體。科學家們認為，在人類祖先經(jīng)歷人口銳減之后，某些人類祖先可能已經(jīng)攜帶著一組融合的染色體，并在這個小種群中逐漸傳播開來。
研究論文的作者之一、山東第一醫(yī)科大學的生物信息學研究員郝子謙說：“所有擁有24對染色體的人類都滅絕了，只有擁有23對染色體的少數(shù)人群幸存下來，并代代相傳。”
然而，希菲爾斯對瓶頸期的說法表示懷疑：“這個發(fā)現(xiàn)確實非常令人驚訝。我認為，證據(jù)越充分，這種令人驚訝的說法就越可信。”
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