在人類漫長的進化史詩中,智人與尼安德特人宛如兩顆曾交相輝映的星辰,各自在歷史的天空中閃耀著獨特的光芒。當現代科學以基因測序之筆,勾勒出人類祖先遷徙與融合的巨集大圖景時,一個令人矚目的現象浮出水面:智人和尼安德特人之間,竟沒有生殖隔離。這一發現,宛如一把神秘的鑰匙,悄然開啟了通往遠古人類演化奧秘的大門,吸引著無數科研工作者投身其中,探尋其中潛藏的深邃緣由。智人和尼人是兩個不同的物種,為何沒有生殖隔離?他們的後代也是可育的,這是為什麼?
01,當智人遇到尼人或者其他人...
今天人類體內大概都存在2%左右的尼安德特組分,沒有基因交流,是不可能的。
不僅如此,文章還認為,最初智人體內含有的尼安德特人成分可能高達10%
the proportion of Neanderthal DNA in humans might originally have been as high as 10%
事實上,不僅是尼安德特人,還有丹尼索瓦人也一樣有貢獻,比如美拉尼西亞人有3-6%
Similar to Neanderthals, Denisovans interbred with anatomically modern humans. About 3–6% of the genome of some groups of people, including Melanesians in Oceania, can be traced to a Denisovan-like ancestor。
(丹尼索瓦人示意圖)
02,為什麼沒有生殖隔離?
但是這些古人類,的確和我們有點遠了,其實他們分開已經很久了
上圖比較形象的描述了這幾種人類的分開時間。我用紅色框標註的是古人類 尼安德特人,丹尼索瓦人,以及未知的人族成分。他們和我們分開的時間在40超過 10,000 年(圖中甚至是60萬)
所以,這就尷尬了。智人( Homo Sapiens )和尼安德特人( Homo neanderthalensis )到底是什麼關係呢?儘管我們對尼人做了不少研究,比如測了基因組,建立資料庫等
然而,目前還是有多種看法。有人認為二者是亞種關係,就像秦嶺大熊貓和四川大熊貓一樣,比如嚴博就是持有這種觀點。
而相當一部分人還是堅持認為尼安德特人就是一個物種,而非亞種
Neanderthals and modern humans belong to the same genus (Homo) and inhabited the same geographic areas in Asia for 30,000–50,000 years; genetic evidence indicate while they may have interbred with non-African modern humans, they are separate branches of the human family tree (separate species)
(簡譯,尼人和現代人屬於人屬,基因證據表明他們是獨立物種)
03,生殖隔離是否是亞種的唯一標準?
定義亞種的時候,有生殖隔離這一項。然而生殖隔離並不等於不能生。
若隔離發生在受精以前,就稱為受精前的生殖隔離,其中包括地理隔離、生態隔離、季節隔離、生理隔離、形態隔離和行為隔離等;若隔離發生在受精以後,就稱為受精后的生殖隔離,其中包括雜種不活、雜種不育和雜種衰敗等。
很多亞種的隔離只是地理隔離,一旦他們聚到一起,能啪也能生。這時候,問題來了,生殖隔離是否是亞種唯一的標準?甚至,是否存在中間物種?事實上,自然界中,的確這麼神奇,所以生物專治各種不服。
有一個內容,叫做中間形態(intermediate form) ,從這個名字大家就應該能看出,這意味著這是一個過渡的狀態。自然界中,物種的產生是逐步發生的,那麼,可能就是存在一種,即將成為新物種,但是還沒有形成的物種。
2014年 nature review genetics上的一篇綜述 Seehausen-Genomics and the origin of species 。文章就闡述了這種中間形態的存在。
ab兩圖是兩種建立生殖隔離的機制。在同一張圖裡,左側是尚未分化的群體,右側是徹底分化完成的群體,而中間那個就是過渡狀態。 同一幅圖中,左邊是尚未開始分化的群體,右邊是分化完成的兩個物種,中間是物種形成的具體過程。 圖下面的拉丁文部分是一些物種名字。換句話,生物中,真真實實的存在這種過渡形態。
04,中間形態的案例
最為典型的就是環形種 (ring species) 的存在Ring species - Wikipedia
所謂的環形種(ring species):凡是地域相鄰的兩個群體之間都可以雜交,而不相鄰的則不能雜交,而且有一對稱為“終點”的不能雜交的這麼一系列群體 / 物種。
比如鷗鳥就是這種
下圖是7種鷗鳥,1和2可啪,2和3可啪,但是1和 3就不行了,1和4更不行等等。結果到了1和7,連都不認識了……
(The Larus gulls interbreed in a ring around the arctic. 1: L. fuscus, 2: Siberian population of Larus fuscus, 3: L. heuglini, 4: L. vegae birulai, 5: L. vegae, 6: L. smithsonianus, 7: L. argentatus.)
05,結論
從上面論述,我們可看出。
1,現代智人和尼安德特人其實分開了很久(幾十萬年以上),分別分佈於非洲大陸和歐亞大陸,如下圖所示,這是真真實實的生殖隔離中的地理隔離
2,基因層面上,二者的差異到separate species
3,尼安德特本身又可以和現代人產生基因交流。
所以,我認為智人和尼安德特人之間的關係應該是這樣子:【高於亞種,低於種】,可能就是一種介於亞種和物種之間的過渡形態。
ps:物種用生殖隔離來定義,雖然簡單粗暴,但是往往實施困難,而且存在很多問題,隨著遺傳學發展,必然會出現新的分類法。
附上部分參考文獻
中間形態的綜述
Seehausen O, Butlin R K, Keller I, et al. Genomics and the origin of species[J]. Nature Reviews Genetics, 2014, 15(3): 176-192.
今年的人類學綜述
Nielsen R, Akey J M, Jakobsson M, et al. Tracing the peopling of the world through genomics[J]. Nature, 2017, 541(7637): 302-310.