摸骨、看相、寻找遗传密码……何以追溯人类祖先家谱?

栏目:资讯发布:2023-10-03浏览:2收藏

摸骨、看相、寻找遗传密码……何以追溯人类祖先家谱?,第1张

出品:科普中国

制作:栗静舒(中国科学院古脊椎动物与古人类研究所)

监制:中国科学院计算机网络信息中心

你的家里,是否有一本泛黄的家谱?里面记载的许多名字虽然陌生,但其承载的个体与你有着亲密的血缘关系。

普通人的家谱往前追溯三五辈,就往往让后人感到复杂难辨。那些古人类学家,纵跨百万年甚至更长时间尺度,横览扑朔迷离的亲缘关系,仅凭一些散落的残骸断骨,又如何编写人类祖先的"家谱"?

化石保存至今,往往被复杂的埋藏过程改造得支离破碎,所以研究者获取到的多是零星的人骨片段,诸如几颗牙齿(中学 历史 教科书开篇提到的元谋人,实际上就是根据两颗牙齿而命名的),胳膊或者大腿骨,脚趾头,手指头……对于化石的观察、种属与部位鉴定、测量与比较,是研究人类遗骸的第一步。

据说,古人类学家贾兰坡先生有个习惯,常常在兜里揣几块人类化石,反复地摸索与感受,以增进对古人类骨骼的了解。虽然现在的学者不再被允许将化石揣到兜里,但是识骨寻踪的基本功训练绝不可免。如果连人和动物化石都傻傻分不清,是大腿还是胳膊的问题也没弄明白,那么何谈下一步的研究。

当然,如果足够幸运地发掘出完整的遗骸,那么就可以轻松愉快地完成第一步了。可惜天公不作美,这种送分题出现的概率很低,不论是我们所知的北京猿人化石,还是人类的"老祖母"——南方古猿露西的化石,都是古人类学家们在长期野外调查与发掘中,找到碎片才拼出来的相对完整的遗骸。

有时候,仅仅找到头骨,也足以让古人类学家们欢呼雀跃,因为 头骨蕴含着其他部位难以比拟的丰富信息。 看面相就能找到很多信息:比如面相是像现代人类还是更像猿类,头骨是否浑圆,脑容量有多大,牙齿是否原始,等等。而高分辨率工业CT技术、3D复原、几何形态量化各个微小解剖部位等手段,使得古人类学者从头骨中获得了更多的形态数据。之后,通过对数据进行分析,就能绘制出人类祖先的系统发育树。

但是,通过这种方式绘制出的家谱,存在着显而易见的局限性。万一有些古人类,只是长得显老呢?

2015年,一个古人类研究团队宣布,在南非找到了当地最早的古人类——纳莱迪人(Homo naledi),因为纳莱迪人具有许多原始古人类特征,比如较小的脑容量与南方古猿的相当,研究者推测这些古人类的生活年代距今约300万年。

两年后,综合光释光、古地磁、铀系等多种测年法得出的年代数据,却让大家大吃一惊,距今300万年的纳莱迪人实际上只有约30万年的年龄(距今约335万至236万年)——纳莱迪人并不是南方古猿的竞争对手,而是尼安德特人的邻居。由此可见,仅仅根据面相判断发现的头骨是原始还是现代,是无法真正得知其所处的演化位置的。毕竟,长得显老,也不是纳莱迪人的错啊!

再比如在30万年前的非洲大陆,一些原始人类的头骨和早期现代人头骨的解剖学特征有一定的关联,可以说同时具备"原始"与"现代"的特征,而古人类学家也很难真正找到令人信服的、可以统一区分的标准。不仅如此,实际上在人类演化的各个阶段,比如处于直立人至智人阶段大多数古人类化石,都难以根据其骨骼形态特征而判断谁古老、谁年轻。

所以说,再高级的摸骨、看相,也是远不够的。

如上文所言,测年结果改变了纳莱迪人的演化位置,也正是因为年代不清楚的原因,导致学术界对很多标本的重要性都存有疑问。古人类学家高星曾说过, "年代的准确性,对研究不同地区的古人类间的演化过程、时序和迁移路线等方面,可以起到决定性的作用。"

但是,获取年代数据并不是一件简单的事情。在古人类研究中,能够获取到的年代一般分为 "绝对年代" "相对年代" 绝对年代一般指直接在化石上测得的年代。 但考虑到古人类化石的稀有性,很少会有学者慷慨地拿出标本让年代学家打洞磨粉(取样)。虽然舍不得人骨"套"不到信服的数据,但是目前大多数学者们仍会选择更为保守的"相对年代"。

相对年代的测定,包括对化石出土的层位,和化石一起出土的哺乳动物、文化遗物,化石中填充的沉积物等进行测年。 正是因为用来测年的对象不同,往往会出现一个遗址、多个年代数据结果。同时,由于测年技术的不断改进,很多古老的遗址,也常常出现出时而老、时而新的年代数据。

北京猿人遗址发现于1921年,算是最早发现于我国的古人类遗址,但直至今日,仍然不断地有新的年代数据刷新之前的记录。2009年《自然》杂志就曾以封面文章的形式,刊登了一个新的年代数据(距今约77万年,在此之前一般认为北京猿人遗址距今约50万年),将北京猿人置于"一个更冷的新年代",对北京猿人的耐寒能力提出了挑战。

同样在1921年,非洲首次出现了古人类的踪迹。一群矿工在赞比亚布罗肯山发现了一个原始的颅骨,后来被命名为卡布韦人。古人类学家根据其头骨以及后来发现的人类骨骼,将其归入海德堡人。而学术界认为,海德堡人可能是欧洲尼安德特人与非洲现代人最后的共同祖先。

近日,《自然》杂志的一篇文章,公布了最新的年代数据。不同于"变老"20万年的北京猿人,卡布韦人"年轻"了20万年(距今约324-274万年,在此之前一般认为距今约50万年)。

也就是说,以卡布韦人为代表的这一支海德堡人,曾与智人祖先、纳莱迪人、尼安德特人等,同时出现在非洲南部?那祖先这一假说,岂不不攻自破?卡布韦人,究竟是怎样的存在?

基因检测,可谓当今家喻户晓的亲子鉴定黑 科技 。 如果说近二十年来,是哪项研究彻底改写了许多古人类演化故事,非古DNA研究莫属。David Reich在《人类起源的故事》中,甚至将古DNA研究视作继碳十四测年之后的第二次考古学科学革命。似乎只要能提取到DNA信息,很多关于亲缘关系的问题就有了答案。

根据基因研究,学术界提出"非洲多地区起源说(African multiregionalism)",即在40万年—1万年间,由于气候原因,非洲大陆被分割成不同的生态区域,生活在不同区域的不同种群的人常常处于半隔离状态独立演化,并产生基因变异;但是隔一段时间,这些人群就会在交界点上发生基因交流,频繁的基因交流最终产生现代人类。2020年年初,有研究团队在现代西非人基因组中,发现平均有66%到7%的古老基因来自一种"幽灵"古人类群体,这个群体可能就是当初人群基因交流的证据。

而在关于卡布韦人的研究文章中,研究者也不免猜测,和智人祖先、尼安德特人、纳莱迪人等古老人群生活在同时代的卡布韦人,也许就属于这样的"幽灵人群"。

不过, 古DNA信息极容易被降解,如果降解到一定程度,再先进的DNA测序手段也无法检测。 距今约700—900万年左右,人与猿就走到了揖别的岔路口,但是迄今为止人类最古老DNA证据,也不超过40万年。

2019年,《自然》发表一篇题为《DNA,请挪步:轮到古蛋白登场揭示人类史了》的报道,似乎带给了学术界新的希望。

同样保存了遗传密码的古蛋白质,似乎比古DNA更加稳定,能够保存的时间更久,留下来的概率也更大。古生物学家们甚至在距今13亿年前的始孔子鸟羽毛化石中,发现了保存至今的角蛋白。难怪有些乐观的学者们认为,未来,古蛋白质组学有希望解锁整棵人类演化树。

从利用古蛋白在骨骼碎片中寻找人类骨骼、鉴定人类遗骸性别,到仅仅凭借蛋白质序列,就鉴定出夏河丹尼索瓦人,再到从距今180万年格鲁尼亚的德马尼西人遗骸中提取到古蛋白序列,看起来,古蛋白质研究确实势不可挡。

2020年4月,《自然》再次发表了参与夏河丹尼索瓦人鉴定工作的Frido Welker及其团队的研究成果,此次被研究的先驱人(Homo antecessor),一般被认为是最早到达欧洲西部人科成员。根据曾经对骨骼、牙齿形态的研究,研究者认为先驱人既与尼安德特人有相似点,同时具有部分早期现代人的特征,这导致无法判断先驱人与直立人、尼安德特人以及早期现代人的关系。

而在新的研究中,研究者不但在牙齿中提取到了古蛋白组信息,并且将蛋白质序列与来自格鲁吉亚的直立人、现代人的同类蛋白质进行比较,进而将先驱人放置到人类演化树上相应的位置,即先驱人是后来中晚更新世的古人类——包括现代人、尼安德特人和丹尼索沃人——的一个关系亲密的姐妹谱系。

但是不置可否的是, 古蛋白研究和测年技术、古DNA研究面临同样的问题,那就是对标本的破坏性。 同时,蛋白种类繁多,序列及其结构较DNA也更为复杂,所以在实际操作中仍然困难重重。例如,蛋白质不能够像核酸序列一样扩增,故检测灵敏度有限,对样本中蛋白含量要求较高。此外,对于降解较为严重的样本,很难得到完整的肽段信息用于测序。

不过,我们也看到,化石本身并不具有智慧,只有靠着一代代学者对这些牙齿和碎骨进行多学科分析、多角度 探索 ,我们距离人类祖先图谱的完成、距离人类演化的真相才能越来越近吧。

参考文献:

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遗传图谱是一种研究基因或遗传标记在染色体上的相对位置的方法,标记间的距离通常用减数分裂中的交换频率来表示,单位为厘摩(cM),每单位定义为百分之一的交换率。

遗传图谱通常用两点测交、三点测交及家谱分析等技术研究,通过数理统计可展示基因在染色体上的相对位置,从而预测物种的发病率,基因的交换频率等,对遗传学的发展具有重大意义。

A、为什么要修谱 家谱在当代,尤其对于历史考古,人类基因研究,遗传病医学研究都是很重要的。作为重要的史料来源,它与国家正史(如史记、汉书、三国志等),地方志(或某某县志),并成为三大史料来源之一。所以修家谱也不像某些人宣称的那样是搞封建迷信,家谱也是很重要的。我国的某些有历史价值的家谱,至今还被美国、英国、日本等国掠劫并在他们的博物馆里收藏。 家谱--又称族谱、家乘、祖谱等。一种以表谱形式,记载一个以血缘关系为主体的家族世系繁衍和重要人物事迹的特殊图书体裁。 家谱是中国特有的文化遗产,是中华民族的三大文献(国史、地志、族谱)之一,属珍贵的人文资料,对于历史学、民俗学、人口学、社会学和经济学的深入研究,均有其不可替代的独特功能和作用。 家谱的内容一般分为二大部分:第一部分是世系图,既某人的世系所承,属于何代、其父何人;第二部分是家谱正文,是按世系图中所列各人的先后次序编定的,分别介绍各人的字号、父讳、行次、时代、职官、封爵、享年、卒日、谥号、姻配等。B、修谱的作用 一、寻根、留本。古人云:“谱谍身之本也。”意思是谱能告诉你,你是谁,你是从哪里来的,长辈叫什么。

二、清缘、备查。古人云:“子孙不知姓氏所从来,以昧昭穆之序者,禽兽不如也。”意思是说,姓氏是一种血缘关系的标志,人兽之别,就在于人们对于有血缘关系的本族人,有一种生生相息的寻根意识,使这个家族有强大的凝聚力和生命力。

三、增知、育人。古人云:“养不教,父之过。”几十年来由于对自己子女缺乏家族观念的教育,导致现在有很多后人缺乏家族观念和宗族意识,不关心也不过问本家族的发展历史。

四、血肉联情。俗话说:“亲不亲,故乡情。”“多个朋友多条路。”在大流通的社会中,在国际一体化世代里,人们不可能禁锢封闭。要走出家门,还要走出国门,这是今后子代裔孙必行之路,通过联宗族谱,本族同一血脉的宗族同胞更进一步加深了解和往来。 五、承前启后。这里有双重含义,一是上对祖先,二是下对后代,先人千心万苦创业,育人,为本家族为社会创下了丰功伟绩,不能从我们这一代或下一代丢掉,必须通过修谱,为祖先竖碑立传,把他们的育人和创业精神,一代一代的传承下去,作为永久的纪念,这是我们这一代或后一代人神圣的不可推卸的历史使命。 C、立谱的意义

家谱又称宗谱、族谱或谱牒,是以记载一个血缘家族的世系与事迹为主要内容的史类文献。我国历史上家谱的出现至少可追溯到先秦时代,明清时期私修家谱更是成为一项全民性的文化活动。家有谱、州有志、国有史,家谱与方志、国史并列成为祖国三大历史文献。家谱有一定的编写体例,主要记述家族的历史沿革、世系繁衍、人口变迁、居地迁徙、婚姻状况,家族成员在科贡、官封名谥等政治生活中的地位、作用和事迹(包括著述),家族的经济情况和兴衰变化,以及家族的丧葬、祀典、族规家法等,因此,家谱是一种能够比较真实反映历史面貌、时代精神、社会风尚的载籍,历代学者都把谱系之学看作是一门重要的学问,是史学的组成部分。

你得有一个基因。很多时候不是研究一个基因,而是研究一个现象,然后发现是由某个基因介导的。这类研究是这样,先有一个模式生物,比如小鼠,果蝇,斑马鱼,线虫。然后关注一个我们感兴趣的表型,比如说眼睛的发育。然后对所研究的模式生物进行遗传诱变,比如用X-ray照射果蝇,然后看后代里有没有眼睛不正常的,有的话就挑出来。然后各种遗传学操作,做genemapping去找到底哪个基因坏了导致的眼睛不正常。最后找到了,然后将其克隆出来,比对小鼠和人类的基因组有没有同源的基因,找到同源的基因。然后可能会在小鼠里敲除这个基因,然后看小鼠是不是也眼睛发育有问题。最后可以到人群里去找眼睛有遗传病的人,测序看他的基因组里的这个基因是不是也突变了。这样就可以确定这个基因的功能。所以一般是先有表型再去找基因,也就是所谓的正向遗传学。当然你也可以用反向遗传学,挨个敲掉基因看有没有你要的表型。因为科学家一般只关注自己感兴趣的基因,所以不会出现你说的那种情况,就是不会追着一个基因非要知道它的功能,而是有目的地找他所关心的基因。另一方面,当然也可以直接在人里做研究,这就是所谓的人类遗传学。还是用眼睛做例子,你可以反过来直接在人群里找那种有家族式眼睛缺陷的人,建立家谱,然后测序他们的基因组。现在常有的是连锁分析或者基因组关联分析,也就是GWAS,目的就是看看到底哪个或者哪些突变与感兴趣的表型有联系,比如这里就是到底是哪个突变导致的眼睛缺陷。然后在小鼠里或者果蝇里定向敲除这些基因,看看他们是不是眼睛也有问题。所以你会发现,基因的功能是通过没有它发生了什么这个逻辑来反推他原来的功能的,而不是你想象的那样像追犯人那样看它到底做了什么。这也是遗传学的真谛所在。

 家谱拼音

 注音: jia pu

 家谱解释

 意思:封建家族记载本族世系和重要人物事迹的书。

 家谱造句

 1、沿着你自己的作家家谱向上攀登。

 2、这是他们的住处,他们都有家谱。

 3、但是,如果有一天两个孩子想把他们自己作为兄妹放在家谱图上会怎样呢?

 4、但是,随着家庭的组成发生变化,谁能在家谱图上获得一个分支的概念也发生了变化。

 5、这时,姐妹俩开始思考:这个小姑娘在家谱图上应该放在那个位置?

 6、我已经开始填写我的家谱,并且加上了几个电子邮件地址。

 7、对有些孩子来说,要解释他们的家谱是不友好的。

 8、但是除了我们家人以外,其他人都对家谱十分着迷。

 9、当你添加一位亲属的时候,还有个添加电子邮件的功能,可以把这份家谱邮寄给他们。

 10、研究人员对所研究的鸟类的家谱进行分析后发现一个关键的相似点。

 11、你肯定有点奇怪,我干嘛要搞一个什么家谱。

 12、理想状况下,这份家谱需要包括至少三代人,并包含你每一个亲戚所患癌症的类别和你进行诊断时的年龄。

 13、直到这时,我才告诉丽莎,我只见过一名家族成员对家谱感兴趣:我的表姐卡萝尔。

 14、她认为,有了测序器和完整家谱,这个过去要花大约17年才能完成的任务,现在只需几个月就可以完成。

 15、家谱可以追溯到上世纪的1978年,研究人员每年都要选定一个主题来给他们起名字,由此区分新出生的小猴子就容易了。

 16、但就算如此,我也不会在乎我的家谱。

 17、如果你决定进行一次基因风险测试,一名遗传病顾问或其它接受过乳腺癌遗传病学培训的健康专家将会帮助你建立一份家谱关系图。

 18、科恩女士说:“如果你要在课堂上教家谱图,你必须准备好有关代理父母,捐精者和同性父母一类问题的谈话。”

 19、里斯饲养的青铜色火鸡是有家谱的。

 20、对图坦卡蒙和另外的11个木乃伊的DNA分析,了解了图坦卡蒙的血统些,它帮助研究人员建立了跨越五代的图坦卡蒙家谱。

 21、许多家庭被类似的问题困扰,今天的家谱图开始变得看着像是个缠绕的森林。

 22、我的家谱得从一棵树算起,一棵生长在加利福尼亚北部和俄勒冈州的挺拔的雪松。

 23、如果你的就医史比较体面,他们会给你打电话问询,这时你就得准备为你家谱上的不寻常健康状况或死亡作出解释了。

 24、该书从普京在列宁格勒(今圣彼得堡)出生一直讲到他成为一名前苏联克格勃,并详细列出了普京的家谱,最早可以追溯到18世纪初,其中用了一整章的篇幅讲述了普京祖先的故事。

 25、当亚达薛西王年间,同我从巴比伦上来的人,他们的族长和他们的家谱记在下面。

 26、从家谱入手是一个良好的开端。

 27、当看到家谱上的亲戚逐渐伸展开去,这是件很酷的事情。

 28、研究还指出,根据家谱如何能判断下一个孩子是男是女。

摸骨、看相、寻找遗传密码……何以追溯人类祖先家谱?

出品:科普中国 制作:栗静舒(中国科学院古脊椎动物与古人类研究所) 监制:中国科学院计算机网络信息中心 ...
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