4.7万年前智人和尼安德特人疯狂杂交 科学家却发现Y染色体有点不对

尼安德特人是现代人类最著名的已灭绝近亲，他们过去生活在欧洲和亚洲的部分地区，大约在在4万年前前后消失。最近的一项研究指出，这种十分聪明的人类物种在大约4.7万年前，与现代智人（也就是我们）有过一次杂交热潮，以至于现代人类的DNA中包含了尼安德特人基因组的几乎所有片段。只有一条染色体除外，那就是Y染色体，尼安德特人的Y染色体在现代智人中完全找不到。那么，有趣的问题是，尼安德特人的 Y 染色体到底怎么了？

尼安德特人的基因组

大约76.5万至55万年前，尼安德特人和现代智人祖先在非洲各奔东西。当时，尼安德特人迁徙到欧洲，而现代智人的祖先则留在了原地。在13万到11万年前，现代智人的祖先第一次走出非洲，但这次迁徙以失败告终，并最终在近东地区逐渐消失。直到5 万至4万年前，现代智人再次迁徙到欧洲和亚洲。现代智人的重大转变被认为发生在7万年前前后——变得有别于其它人属物种，所以这次迁徙直接让尼安德特人消失在了历史舞台。

得益于保存完好的欧洲和亚洲尼安德特人骨骼和牙齿的DNA，科学家已经恢复了完整的男性和女性尼安德特人的基因组副本。不出所料，尼安德特人的基因组与我们非常相似，他们同样包含约20000多个基因，捆绑在23条染色体上。另一方面，他们也有22对常染色体——两个副本分别来自父母，还有一对性染色体，女性拥有两条X染色体，而男性则拥有一条X染色体和一条Y染色体。科学家有许多方法在智人的基因组中寻标记到尼安德特人的DNA序列片段，所以我们现在知道，除起源于非洲的人类谱系外，现在所有人的体内都包含有尼安德特人的基因。

其中，欧洲起源的人类谱系的基因组中包含了2%的尼安德特人基因系列，而亚洲和印度的谱系比例还会更高一点。

不过，尼安德特人的基因似乎正在被我们逐渐剔除，因为已知一些古代智人基因组中含有的尼安德特人 DNA 序列更多，有些达到6%左右。

也正因为我们知道什么基因来自尼安德特人，所以我们知道哪些特征是尼安德特人带给我们的。

其中包括红头发等外表特征，还有关节炎、狼疮等疾病都与尼安德特人的基因有关，当然他们的基因也带给了我们对许多疾病的抵抗力。

但是，所有这些基因都与Y染色体无关，目前没有发现现代智人携带尼安德特人Y染色体的任何部分。

Y染色体很难测序，因为它含有大量重复的“垃圾DNA”，因此尼安德特人的Y染色体基因组仅进行了部分测序。

科学家在已测序的尼安德特人Y染色体上发现了现代智人Y 染色体中几种相同基因的样本，但没有在现代智人的Y染色体上发现尼安德特人的部分。

值得一提的是，在现代人类中，一个名为SRY的Y染色体基因启动了男性的发育，SRY基因在所有猿类中都发挥着这一作用，或许也包括尼安德特人，但目前还没有发现尼安德特人的SRY基因。

尼安德特人的 Y 染色体怎么了？

其实，有许多原因都会导致尼安德特人的Y染色体在今天不出现在现代智人身体中。

有人认为，尼安德特人的Y 染色体从未出现在跨物种杂交中，因为只有现代智人的男性爱上（或者其它暴力手段）尼安德特女性，而没有尼安德特人男性爱上现代智人女性。

不过，这个想法很难与现代人类中没有尼安德特人线粒体DNA的痕迹(仅限于女性系)的发现相协调。

也有人认为，由于尼安德特人种群数量非常少，所以拥有有害基因积累的可能性非常高，所以尼安德特人的 Y 染色体在工作方面不如其竞争对手智人那么出色。

由于那些带有特别有用的基因的 Y 染色体（比如产生更多、更好或更快的精子）会迅速取代群体中的其他 Y 染色体，所以随着时间推移，尼安德特人的Y染色体基因组在现代智人中完全消失。

另外，考虑到人类的 Y 染色体总体上正在退化，所以也可能尼安德特人的 Y 染色体中 SRY 基因已经丢失，他们靠其它方式决定性别，所以他们的Y染色体远没有现代智人的有用，也就逐渐就消失了。

还有一种最有可能的原因，就是尼安德特人的Y染色体无法与现代人类其他染色体上的基因一起工作，导致带有Y染色体的混血不育。

狮虎兽

在物种杂交中，如果有一方不育、罕见或不健康，那么它基本都是具有不同性染色体的那一方。

这个被称为霍尔登法则，比如在哺乳动物中，雄性拥有XY染色体，那么雄性杂交后代不健康或不育的比例就更高；

而在鸟类中，雄性有ZZ染色体，雌性有ZW染色体，所以它们是雌性杂交后代不健康或不育的比例就更高。

霍尔登法则的具体原因还不是很明确，但是它确实普遍影响生物，例如你可能知道狮子和老虎杂交的狮虎兽，它们雌性有生育能力，但雄性都不育，就是这种情况。

携带尼安德特人Y染色体的混血不生儿子或者根本就不生孩子，那么Y染色体自然就会消失了。

尼安德特人到底如何灭绝的？

你会发现，无论出于哪种原因，碰到现代智人并与之杂交后，尼安德特人自己的繁育肯定出了巨大的问题。

他们要么因为可生育人口减少了——被现代智人占有，要么因为混血不育或者有害基因的存在被淘汰，总之碰到现代智人之后，他们种群肯定是萎缩了，这对于本身就人丁凋落的他们来说是雪上加霜。

每个人都想知道尼安德特人是如何灭绝的，其实现在有一个认可度较高的原因，那就是他们真的生育出现了问题。

尼安德特人和现代智人在欧洲共同生活了4000-10000年，2019年一项研究指出，这个重叠的时间要远长于现代智人通过战争或流行病等方式灭绝尼安德特人所需的时间。

这项研究还指出，只要生育率略有下降，那么随着时间推移，这种积累就会成为他们最终走向灭绝的重要因素。

其实，不仅现代智人通过这种“基因污染”的方式让尼安德特人最终灭亡，现在许多强势的入侵物种也都是这么做的。

我们知道入侵物种通常会和本土相同生态位上的物种存在资源的竞争，这通常被认为是本土物种灭绝的主要原因。

其实，对于许多物种来说，基因污染也是相当关键，甚至可能就是摧毁一个物种的最后一根稻草。

报道原文：https://theconversation.com/modern-human-dna-contains-bits-from-all-over-the-neanderthal-genome-except-the-y-chromosome-what-happened-230984

参考：

[1].https://doi.org/10.1126/science.zf18669

[2].https://doi.org/10.1371/journal.pone.0216742