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从泥土中提取出古人类DNA
发布时间:2017-06-19

在西班牙“埋骨地道”遗址,研究者从这里的沉积物中提取到了尼安德特人的DNA。

  不需要古人类骸骨,研究人员就从尘土中识别出了古DNA。这项创举打开了一扇探索过去的新窗户。

  骨骼和牙齿不再是我们了解已经灭绝的人类近亲的唯一方式了。在没有明显可辨遗骸的情况下,研究人员首次从古人类居住过的洞穴尘土中,获取了他们的DNA。这项技术为探索史前史带来了一个新方法。

  德国马克斯·普朗克演化人类学研究所遗传学家维维亚娜·斯隆和分子生物学家马提亚·迈耶带领的一支团队,通过从欧洲和亚洲一些洞穴中搜集的沉积物,完成了对尼安德特人和另一个人族类群———丹尼索瓦人的线粒体基因组测序,并在 《科学》 杂志上发表了他们的研究成果。

  澳大利亚科廷大学的演化生物学家迈克尔·邦斯对此评论道:“从尘土中就能提取出大量古人类DNA,这件事非常激动人心。”

  斯隆和迈耶并非解码远古尘土的第一人。为了研究史前环境中的动植物,丹麦自然博物馆的古遗传学家埃斯克·维勒斯列夫早在2003年就开创了这一方法。通过这项技术,他和他的团队向世人表明,格陵兰曾经森林密布。但斯隆和迈耶是最先在古人类 DNA领域应用这项技术的人。

  从尘土中“钓取”DNA

  从尘土中分离出远古人类的遗传物质并不容易。相较于动植物、真菌和微生物,土壤中能找到的古人类DNA极其稀少。此外,样本里掺杂进来自人类挖掘者的 DNA,也是常有的事。

  为提高成功率,斯隆和迈耶的团队决定从曾经发现过尼安德特人或丹尼索瓦人遗骸或工具的遗址采集沉积物。他们勘察了7个洞穴,其中有2个在西伯利亚南部地区。

  团队运用了“钓出”线粒体DNA的技术来分析沉积物样本,这是由于哺乳动物线粒体DNA在细胞中的含量要比核 DNA更丰富。研究者只分析了那些多见于古DNA化学损伤的短序列,以确保他们检验的不是来自现代的遗传物质。

  团队从其中4个遗址中取得了9个远古人族个体的线粒体基因组,完整程度各有不同。尼安德特人的 DNA在所有4个洞穴中都存在,但是丹尼索瓦人的序列只出现在了西伯利亚南部的1个洞穴里,这也是这个神秘种群被首次发现的地方。

  确定年代是个难题

  确定这些古人类生活的年代是个棘手的问题。粘附于尘土上的 DNA会被水流带走,尔后渗入遗址的土壤之中,最后出现在含有更为古老的物质的地层里,这就有可能会让测定其年代的努力付诸东流。因此,研究人员试图证明他们获取的 DNA 尚未移位到更古老的地层中。在西伯利亚的Chagyrskaya 洞,研究人员在含有动物骨骼和石器工具的地质层中,发现了大量动物DNA,而在没有任何人类或其它动物存在迹象的较古老的地层中则一无所获。他们提出,这意味着古人类DNA可能还没有在地质层之间发生移动。

  但英国华威大学的演化遗传学家罗宾·阿勒比对这种说法并不信服。他认为,研究者之所以能从一些遗址找到大量DNA,正是因为许多不同物质已经发生混合,并沉积在某一地层。他表示,“你可以通过尘土来鉴定古人类的存在,但要测定他们的年代,仍然是个问题。”

  DNA的确切来源也仍不明朗。斯隆认为,体液、粪便、毛发和骨骼都有一定可能性。无论来源是什么,能从土壤中找出古人类 DNA 意味着,对那些存在远古人居住过的迹象、但却找不到明显遗骸的考古遗址,现在可以通过基因手段进行勘探了。举例来说,斯隆的团队就从采自比利时Trou Al’Wesse 洞的土壤中,鉴定出了尼安德特人的DNA。之前,考古学家曾在那里发现过很可能出自尼安德特人之手的工具,但从未发掘到过骸骨。
【来源】文汇报