人类从何而来，如何演化成现在这个样子，吸引了一代又一代的学者关注。西元 1856 年首度为人知悉的尼安德塔人（Neanderthals），尽管开始时没引起太大重视，却揭示了今日众所皆知的事实：我们智人并非独一无二，史前时代还有其他“人类”存在。
古代 DNA，看似矛盾的发现
已经灭亡的古代人种中，最早被发现的尼安德塔人，DNA 也是最早被定序成功的。1997 年发表在《Cell》期刊的划时代论文，比较尼安德塔人与智人的粒线体 DNA，得知尼安德塔人的变异落在智人族群以外，提供了“尼安德塔人不算是智人”遗传学上的证据。[1]
随着古代 DNA 研究的发展，如今尼安德塔人已有十余个完整的粒线体 DNA 发表，并且全都自成一群。而取得尼安德塔人的细胞核基因组之外，科学家还透过定序化石中的 DNA，意外发现另一种古代人种：丹尼索瓦人（Denisovans）；据细胞核基因组判断，他们更接近尼安德塔人，和我们较为疏远。[2][3]
暂且不管丹尼索瓦人，只看尼安德塔人与智人，估计两者粒线体分家的年代大概距今 40 万年；然而，细胞核基因组分家的年代，却是更早以前的 55 到 77 万年前。为什么同样一个人，两种独立遗传的基因物质，在历史上的分家时间点却不一致？[4]
假说：巨大又微小的遗传交流
尼安德塔人与智人，除了粒线体与细胞核 DNA 分家时间不一致外，还有一点令人困惑。住在西班牙胡瑟裂谷（Sima de los Huesos），距今 43 万年的早期尼安德塔人，古遗传学家克服万难取得他们的 DNA 后（目前已知最古老的人类 DNA），惊觉其粒线体与丹尼索瓦人相似，可是细胞核 DNA 却较为接近尼安德塔人。[5]
换个说法，早期尼安德塔人的粒线体，比较接近丹尼索瓦人，可是晚期的尼安德塔人却更像智人；加上之前得知，粒线体与细胞核 DNA 分家时间不一致；可见古代人类之间，势必发生过数次遗传交流，才造成我们如今在线索有限下，看似矛盾的状况。
瞎子摸象的遗传学家提出好几种假说，试图解决以上矛盾。其中一种是，细胞核基因组反映的是主要源流，而 3 种古代人类大分家以后，尼安德塔人又经历过小规模的基因流动；其造成影响是，巨大到让所有尼安德塔族群的粒线体被更换为新版，却又微小到不太影响细胞核基因组。
尼安德塔人族群，比本来以为的更庞大
来推敲以上假说中，事情何时发生。它不能超过智人与后世尼安德塔人粒线体分家的时间点，也就是 40 多万年前；但又要发生在所有尼安德塔人粒线体尚未分化前，因为后世所有尼安德塔人全都带有新版的粒线体，无一例外。近期发表的论文，替此一假说提供了有用的线索。[6]
新论文的样本来自德国 Hohlenstein–Stadel （以下简称 HST）遗址，是于 1937 年出土的大腿骨，所以是个老样本的新应用。古遗传学家从中获得完整的粒线体 DNA，确认它属于尼安德塔人，却跟已知的其他同类都有最大的差异。
理论上，若族群愈大，族群内就愈有机会累积更多遗传上的变异；因此比较个体之间的差异程度，若是愈大，或许能反映族群个体数目也愈多。
根据以上原理，之前认为（尚未离开非洲前的）智人族群远大于丹尼索瓦人，丹尼索瓦人又比尼安德塔人多一点。然而加上新的样本比较后，结果相当令人惊讶，尼安德塔人的族群，竟然其实跟智人差不多大！意谓过往由于取样侷限，太过低估尼安德塔人的人口。
神秘混血事件，不晚于 27 万年前
用分子演化学的方法，估计各样本本身的岁数。论文指出，出土于阿尔泰山遗址（就是出土过丹尼索瓦人的同一处）的尼安德塔人是最古早的，距今达 13 万年，而新定序，德国的 HST 则是 12.4 万年。
将已知的尼安德塔样本摆在一起画出演化树，并估计分家年代，论文发现尽管 HST 与阿尔泰的尼安德塔人，几乎生存在同一时期，他们却可以视为 2 个分化已久的支系：HST 自成一支，阿尔泰和其他尼安德塔人则属另外一支。两者共同祖先能追溯到 27 万年前（介于距今 21.9 到 31.6 万年之间），这也就是上述提及的假说中，尼安德塔人与未知人种上演遗传交流，最晚可能发生的年代。
此次研究虽然表面上只获得一个新的尼安德塔粒线体 DNA，却带来不成比例的关键新知：一、尼安德塔人族群，其实曾经与智人差不多大。二、带来新版粒线体的神秘混血事件，取平均值的话，发生在 27 到 40 万年前之间，将统计误差考虑进去，则是介于 22 到 47 万年前。
问题：是谁？何地？怎么会？
仍有许多未解之谜等待探索，比方说，带来新版粒线体的是什么人？尼安德塔人在哪里碰上他们？混血后又要怎么达成“改变粒线体达 100%，影响基因组却逼近 0%”的反差？
以上问题目前仍没有答案。将粒线体传给尼安德塔人的神秘人，与智人分家 40 万年，意即他们还不是智人，却是智人所属演化分支中的某一成员；考量到考古证据，或许是原本住在非洲，海德堡人旗下的某个族群。
尼安德塔人没有到过非洲，表示双方碰面的地点在非洲之外的某处，这不见得是欧洲，像是中东、高加索等地都有机会。另外由于混血最迟可能发生在 27 万年前，神秘人或许也是在离开非洲一段时间后，才碰上尼安德塔人。
至于混血后，源自粒线体和细胞核 DNA 命运的极端反差，目前资讯少到连推论都太过冒险。假如该假说为真，如此罕见的案例，别说人类演化，即使摆在整个演化领域下看都很值得重视。乐观的想，古代遗传学研究进展飞快，也许不久以后，我们就能得知答案。
文 / 寒波
延伸阅读：延伸阅读：基因也环保 ?! 长链非编码 RNA 的诞生参考文献：
1. Krings, M., Stone, A., Schmitz, R. W., Krainitzki, H., Stoneking, M., & Pääbo, S. (1997). Neandertal DNA sequences and the origin of modern humans. Cell, 90(1), 19-30.Reich, D., Green, R. E., Kircher, M., Krause, J., Patterson, N., Durand, E. Y., … & Pääbo, S. (2010). Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia. Nature, 468(7327), 1053-1060.
2. 丹尼索瓦人（上）：尼安德塔人的神秘近亲
3. Prüfer, K., Racimo, F., Patterson, N., Jay, F., Sankararaman, S., Sawyer, S., … & Li, H. (2014). The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains. Nature, 505(7481), 43-49.
4. Meyer, M., Arsuaga, J. L., de Filippo, C., Nagel, S., Aximu-Petri, A., Nickel, B., … & Viola, B. (2016). Nuclear DNA sequences from the Middle Pleistocene Sima de los Huesos hominins. Nature, 531(7595), 504-507.
5. Posth, C., Wißing, C., Kitagawa, K., Pagani, L., van Holstein, L., Racimo, F., … & Krause, J. (2017). Deeply divergent archaic mitochondrial genome provides lower time boundary for African gene flow into Neanderthals. Nature communications, 8.
（作者部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名的粉丝团《同名的粉丝团》，欢迎参观、拍打、与喂食）
