新发现,人类祖先曾只剩下1280个繁殖个体,咋没因近亲繁殖灭绝?
如果以基因的传递程度,以及生存的区域情况来考量物种的成功与否,那么人类可能是地球上最成功的单一物种。
我们现在有超过80亿人口,生活在地球陆地的几乎所有环境中,甚至登上了月球,还在窥探火星,作为一个物种,我们绝对是了不起的。
然而,智人(我们)的演化并非一帆风顺,我们的谱系在历史上有过多次灭绝危机。
例如根据本周发表在《科学》杂志上的一项新研究发现,大约90万年前就可能发生过一次重大种群危机事件,当时人类祖先的人口锐减至只有1280只左右的繁殖个体,而且这次危机持续了11.7万年,在这段时间内人类祖先的种群数量一直处在极低水平。
很多人可能会好奇,当时人口只剩下怎么点点,怎么没有受到遗传多样性减少或者近亲繁殖的负面影响,从而走向灭绝呢?
在回答这个问题前,我们先来了解一下为什么科学家会确定90万年前人类祖先只剩下了1280个繁殖个体。
其实,科学家很早就发现,在更新世的这段时间内(90万年前前后),与其他化石记录相比,人类祖先的化石数量非常少,但一直也没有找到好的相关解释。
这次研究是通过基因组分析,确定人类祖先在这段危机时期经历了一次严重的人口瓶颈——当时根本没有多少个体能够有机会留下化石证据。
研究人员使用了一种名为 FitCoal的创新技术,与以往不同的是,这项技术并非依赖化石,而是利用3154个现代人的基因组序列来推断古代人类的基因多样性。
结果表明,在90万至80万年前,人类祖先的遗传多样性显著下降,而遗传多样性的丧失只有一个可能原因,那就是人口比例锐减。
通过公式计算远古祖先种群数量,图源:中国科学院
然后,他们再用一个新公式,计算古代人口数量,结果表明在这段时间内,人类祖先的人口维持在1280人左右。
该研究的研究人员还估算了在90万年前——也就是人口锐减之前的种群数量,大约维持在27000人左右。
根据国际自然保护联盟(IUCN)的标准,物种只有1280个繁殖个体的话,它将被归入“濒危”和“极度濒危”之间。
你可能想知道,到底是什么让人类祖先突然变成了濒危物种呢?研究人员给出的解释是:极端气的候变化可能是主要原因。
因为大约在同一时间,冰川事件导致气温剧烈波动,而这可能导致了严重的干旱事件,人类祖先赖以生存的食物——特别是动物资源因此灭绝,最终导致人口锐减至1280人左右。
这段基因极度收缩的时期对人类谱系产生了深远的影响,据估计,由于这一关键的种群瓶颈,现代人类目前遗传多样性的大约65.85%可能已经丢失。
那么,就像我们前面提到的,这么点点人口是怎么能存活下来的呢?缺少遗传多样性的它们又是如何应对持续11.7万年的恶劣条件呢?这么点点人难道不会因为近亲繁殖带来遗传病吗?
关于人类祖先如何在极端环境下存活下来需要更多的证据才能知道,但关于为什么没有受到近亲繁殖的影响,答案还是比较明确的,那就是1200多个的繁殖个体还是比较充足的。
澳洲的生态学家曾提出过一个模型,被称为50/500规则,也就是只要有50个繁殖个体就能避免近亲繁殖带来的危害,而只要500个繁殖个体就能消除遗传漂变(降低遗传多样性的因素)的影响。
但是,这项研究并没有确定当时这些人都生活在哪里,如果是彼此远离的话,那么近亲繁殖的风险依然会很高。
不过与很多人想得不一样,严重的近亲繁殖也不一定会使得一个物种灭绝,实际上在全球化的今天,有许多案例都是从极少数个体开始,最终演变成上亿数量的种群。
比如最为出名的是澳大利亚的兔子,早期欧洲殖民者为了满足自己得打猎需求,在澳大利亚的土地上放生了13只欧洲穴兔,结果这些兔子在种群峰值的时候达到惊人的100亿只,不知道澳大利亚其它所有哺乳动物加起来有没有这么多。
澳大利亚控制兔子数量已经不是什么新鲜事了,甚至投放了专门针对兔子的病毒,但是兔子至今还维持在上亿只的数量。
近亲繁殖对它们肯定没起作用,因为事实证明,它们的遗传多样性并不比欧洲穴兔差。
北美的欧洲椋鸟是另外一个例子,好吧,也是在欧洲人到达后,放生了几十只椋鸟,结果也变成了上亿只,对北美生态影响显著,和澳大利亚兔子如出一辙。
近亲繁殖肯定会导致后代患遗传病的可能性显著增加,从而降低它们生存的几率,但是一个物种是否能够成功生存下来取决于许多因素,比如生态中的竞争关系,物种自身的适应能力等等。
澳大利亚兔子能够从13只变成数亿只,最主要的原因被认为是它们到了澳大利亚之后没什么食草竞争者,同时他们生存能力也很强——靠超强的繁殖能力来能应对万变。
反观人类祖先,从直立行走开始,人类祖先其实就已经在它们的生态系统中有着绝对优势了。
直立之后,人类祖先更容易从低洼的树枝上采摘水果和其他食物;腾出手来搬运食物、工具或婴儿;看起来更大更吓人;视野更宽阔等等都是绝对的优势。
恐怖直立猿不是白叫的!
这样的一个物种估计即便存在比较严重的近亲繁殖,也有很大活下去的希望吧!
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