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史前美洲人中復雜的遠古DNA 以環境為基的變化

現在的科學家對來自久遠時間的DNA進行綜合研究時,發現一些很復雜的結果。曾經人類在美洲定居的情況是非常復雜的,這都是通過測試基因得出了強有力證據。

具體討論這個問題,就要說到其首批定居者的人群動態與通用的人口模型和散播模式有顯著不同。

盡管人們對人類最初遷徙進入北美和南美的時間和數目給予了很多關注,但他們對人群此后在整個美洲大陸的擴張則關注較少。先前的基因組研究提出,首批美洲人是在近2萬5000年前與他們的西伯利亞及東亞的祖先分道揚鑣,并隨之在大約1萬年后分成不同的北美和南美人群。然而,據作者披露,首批美洲人的擴展仍然是一個有爭議的話題,僅從對當今人口的分析是難以理解的。Victor Moreno-Mayar和同事對跨越南北美洲(從阿拉斯加至巴塔哥尼亞)的15個遠古美洲人(他們中的6個距今超過1萬年的時間)的基因組進行了測序。這些結果揭示了美洲人口擴張和多元化的復雜畫面。據Moreno-Mayar等人披露,人群在整個美洲呈快速但不規則的輻射擴散,他們經多樣化后成為不同的人群,其中有些人群是先前未知的,他們僅見于遺傳記錄。有趣的是,作者發現在晚更新世(距今約1萬1700年)存在的一個只在南美洲顯現的具澳大拉西亞人血統的人群,以及一個較后的與中美洲人相關的向北美和南美的擴張。盡管這項研究的結果填補了我們對早期美洲人了解的某些空白,但作者指出,人類在美洲的定居可能更為復雜,這可從發現的未知人群得到證明。

在另一項發表于《科學-進展》的研究中,John Lindo和同事發現,對高海拔安第斯極端苛刻環境(歐洲人在這些地區接觸了首批定居者)的基因和文化適應是一個復雜但相對快速的過程;這項研究聚焦于南美安第斯人的史前基因史??脊抛C據提示,人類對安第斯高地的首次永久性占領始于向上追蹤距今1.2萬年前。由于生活在高海拔地區的壓力(如寒冷的氣溫、氧氣含量低及紫外線的強輻射),對人類基因和社會過程的選擇壓力可能導致了他們獨特的生物學和社會學的適應性變化。然而,盡管安第斯被廣泛視作研究人類對高海拔環境發生適應性變化的天然實驗室,但人們并不能很好地理解安第斯高原人口的遺傳學。為探索安第斯高原人的人口歷史,John Lindo和同事編纂了古代人口基因組的時序,它們來自考古發現的跨越3個不同文化階段(距今6800-1400年)的人類遺骸。接著,這些基因序列被用來與來自低地和高地史前和現代南美人群的基因序列以及古代美洲其它地方土著人的基因序列進行了比較。Lindo等人的分析揭示了有關安第斯人史前基因的幾個重大發現。據作者披露,在距今9200至8200年前,人們永久性地定居于安第斯高原,這一日期要比僅用現代基因組數據的研究所報告的時間更接近現在。此外,結果表明,人類的基因特性會因為環境壓力因素而改變。令人意外的是,與適應缺氧相關的基因并不屬于那些最強的正向選擇信號。相反,與血液和心臟相關的基因修飾則顯示了最強的正向選擇信號,這證實了先前的假設,即土著安第斯人可能是通過對心血管基因的修飾來適應高海拔變化的。最強的選擇信號與淀粉消化有關,這可能代表了對農業依賴的一種適應性反應,因為以含淀粉的土豆和玉米為基礎的飲食是該地區幾千年來的特征。此外,通過確認與抗病能力(這些疾病可能是由首批來此的歐洲人帶來的)直接相關基因的正向選擇,Lindo等人還證明了與歐洲人的接觸是如何在過去的500年中對安第斯人的基因發生影響的。

這些研究很顯然地說明了史前美洲人基因變化是隨著環境而變化,哪怕微小,也在漫長的時間線上逐漸累積了迥異于其他地域的基因變化。到了如此,全世界各個地區的基因區別也有了可追溯的科學論調……

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