由1300万人组成的巨型家谱
研究人员在Geni公共系谱网站上筛选了8600万人的资料,他们对过去500年人类迁徙和婚姻选择的变化感兴趣。
通过许多对家族历史好奇的系谱学家的辛勤工作,该研究的资深作者、哥伦比亚大学计算机科学家亚尼夫·埃尔里奇在一份声明中说:“我们众包了一棵巨大的家谱,并由此产生了一些独特的东西。”。Erlich还是MyHeritage的首席科学官,MyHeritage是一家拥有Geni的家谱和DNA测试公司,Geni是该研究所用数据的托管平台。[数字遗传学-10个诱人的故事]
萌芽树下载了8600万份资料后,研究人员利用数学图论对资料的准确性进行了整理和复核。除了较小的族谱外,他们还将1300万人口中的巨大一个,通过血统和婚姻联系在一起,平均跨越11代。研究人员指出,如果这些数据再追溯65代,研究人员就可以确定这一群体的共同祖先,并完成这棵树。
以确认Geni数据代表了美国的一般人口,研究人员将Geni数据与大约80个样本进行了比较,从1985年到2010年,佛蒙特州公开提供了000份死亡证明。总的来说,这两个数据集具有高度相似的社会人口统计学特征,这意味着Geni制作的家谱很好地代表了美国的人们,研究人员说,
这棵树,据我所知,是迄今为止最大的一组家谱,“Mark stonking,德国莱比锡马克斯普朗克进化人类学研究所的一位生物人类学教授没有参与这项研究,他在一封电子邮件中告诉《生活科学》。Stoneking补充道,这项研究显示了“利用个人祖先数据获取各种新奇信息的能力,[这些信息]以前没有人真正想到过。”新创建的家族树显示,随着时代的变化,人们寻找婚姻伴侣的距离也在变化。1750年以前,美国大多数人娶了一个住在自己出生地6英里(10公里)以内的人。但是200年后,1950年出生的人倾向于走得更远,去寻找那个完美的人——研究人员发现,平均来说,他们与一个住在距离配偶双方出生地60英里(100公里)的人结婚。
“找到你生命中的爱变得更加困难,厄里奇开玩笑说:
而且,1650年到1850年间,四表亲结婚是很普遍的。如今,在美国,人们在文化上忌讳与你有如此密切关系的人结婚,这也许可以解释为什么今天与第七个表亲结婚更为普遍,研究人员说,
家族树也揭示了一个奇怪的小道消息:从1800年到1850年,研究人员发现,尽管人们为了寻找伴侣而比平时走得更远——平均距离近12英里(19公里)——但他们还是更可能与第四个或更亲近的人结婚,而不是与更遥远的亲戚结婚。这揭穿了这样一个观点:当人们走得更远时,他们会对与他们关系不大的人说“我愿意”。来自世界各地的10个婚礼传统
相反,很可能是社会规范的改变促使人们停止与近亲结婚。
“我们假设19世纪交通运输的变化不是血缘关系下降的主要原因,”研究人员在研究报告中写道相反,我们的研究结果表明,文化因素的改变在最近西方社会夫妻遗传相关性的降低中扮演了更重要的角色。
此外,研究人员发现,在过去300年中,北美和欧洲的女性比男性更倾向于移民。然而,当人们迁移的时候,他们走得更远,研究人员发现,平均来说,与女性相比,
研究人员用图论清理和整理了这6000人的家谱。这棵树跨越七代,显示出遗传联系(绿色)和婚姻(红色)。(哥伦比亚大学)寿命解码
研究人员对基因如何影响寿命进行了更深入的研究。他们分析了300万名出生于1600年至1910年之间、年龄超过30岁的亲戚的数据。这组数据不包括双胞胎,也不包括死于美国内战、第一次世界大战和第二次世界大战或自然灾害的人。
基因占寿命变异的16%,研究人员在将每个人的寿命与其亲属的寿命进行比较后得知,以及这些亲属之间的分离程度。研究人员说,这是先前估计的最低值,一般在15%到30%之间。
和的发现表明,拥有长寿基因的人可能比没有这些基因的人平均多活5年。但是,“这不算多,”厄里奇说以前的研究表明,吸烟会使你的生命减少10年。这意味着一些生命选择可能比遗传学重要得多。
1300万人的家谱可在FamiLinxorg上进行学术研究,FamiLinxorg是由Erlich和他的同事创建的一个网站。FamiLinx上的数据是匿名的(尽管,在2014年,Erlich指出,根据之前的《生活科学》(Live Science)报道,在匿名的个人资料中识别人物并不困难),但人们可以查看Geni,看看是否有家庭成员将其添加到网站中。研究人员说,如果你在Geni上找到自己,你很有可能登上这棵巨大的家谱。
这项研究今天(3月1日)在线发表在《科学》杂志上。
是关于生命科学的原始文章。
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" 和 "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。
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答案:C
科学家绘制基因图谱,其目的之一是治疗遗传疾病。与此规律相似的是C项,犯罪学家研究作案动机,其目的之一是预防犯罪。注意,题干中的目的是阻止一种坏的事物,与之相符的只有C项。
由1300万人组成的巨型家谱
本文2023-10-22 13:31:42发表“资讯”栏目。
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