4.7万年前智人和尼安德特人疯狂杂交 科学家却发现Y染色体有点不对

4.7万年前智人和尼安德特人疯狂杂交 科学家却发现Y染色体有点不对 只有一条染色体除外，那就是Y染色体，尼安德特人的Y染色体在现代智人中完全找不到。那么，有趣的问题是，尼安德特人的 Y 染色体到底怎么了？尼安德特人的基因组大约76.5万至55万年前，尼安德特人和现代智人祖先在非洲各奔东西。当时，尼安德特人迁徙到欧洲，而现代智人的祖先则留在了原地。在13万到11万年前，现代智人的祖先第一次走出非洲，但这次迁徙以失败告终，并最终在近东地区逐渐消失。直到5 万至4万年前，现代智人再次迁徙到欧洲和亚洲。现代智人的重大转变被认为发生在7万年前前后变得有别于其它人属物种，所以这次迁徙直接让尼安德特人消失在了历史舞台。得益于保存完好的欧洲和亚洲尼安德特人骨骼和牙齿的DNA，科学家已经恢复了完整的男性和女性尼安德特人的基因组副本。不出所料，尼安德特人的基因组与我们非常相似，他们同样包含约20000多个基因，捆绑在23条染色体上。另一方面，他们也有22对常染色体两个副本分别来自父母，还有一对性染色体，女性拥有两条X染色体，而男性则拥有一条X染色体和一条Y染色体。科学家有许多方法在智人的基因组中寻标记到尼安德特人的DNA序列片段，所以我们现在知道，除起源于非洲的人类谱系外，现在所有人的体内都包含有尼安德特人的基因。其中，欧洲起源的人类谱系的基因组中包含了2%的尼安德特人基因系列，而亚洲和印度的谱系比例还会更高一点。不过，尼安德特人的基因似乎正在被我们逐渐剔除，因为已知一些古代智人基因组中含有的尼安德特人 DNA 序列更多，有些达到6%左右。也正因为我们知道什么基因来自尼安德特人，所以我们知道哪些特征是尼安德特人带给我们的。其中包括红头发等外表特征，还有关节炎、狼疮等疾病都与尼安德特人的基因有关，当然他们的基因也带给了我们对许多疾病的抵抗力。但是，所有这些基因都与Y染色体无关，目前没有发现现代智人携带尼安德特人Y染色体的任何部分。Y染色体很难测序，因为它含有大量重复的“垃圾DNA”，因此尼安德特人的Y染色体基因组仅进行了部分测序。科学家在已测序的尼安德特人Y染色体上发现了现代智人Y 染色体中几种相同基因的样本，但没有在现代智人的Y染色体上发现尼安德特人的部分。值得一提的是，在现代人类中，一个名为SRY的Y染色体基因启动了男性的发育，SRY基因在所有猿类中都发挥着这一作用，或许也包括尼安德特人，但目前还没有发现尼安德特人的SRY基因。尼安德特人的 Y 染色体怎么了？其实，有许多原因都会导致尼安德特人的Y染色体在今天不出现在现代智人身体中。有人认为，尼安德特人的Y 染色体从未出现在跨物种杂交中，因为只有现代智人的男性爱上（或者其它暴力手段）尼安德特女性，而没有尼安德特人男性爱上现代智人女性。不过，这个想法很难与现代人类中没有尼安德特人线粒体DNA的痕迹(仅限于女性系)的发现相协调。也有人认为，由于尼安德特人种群数量非常少，所以拥有有害基因积累的可能性非常高，所以尼安德特人的 Y 染色体在工作方面不如其竞争对手智人那么出色。由于那些带有特别有用的基因的 Y 染色体（比如产生更多、更好或更快的精子）会迅速取代群体中的其他 Y 染色体，所以随着时间推移，尼安德特人的Y染色体基因组在现代智人中完全消失。另外，考虑到人类的 Y 染色体总体上正在退化，所以也可能尼安德特人的 Y 染色体中 SRY 基因已经丢失，他们靠其它方式决定性别，所以他们的Y染色体远没有现代智人的有用，也就逐渐就消失了。还有一种最有可能的原因，就是尼安德特人的Y染色体无法与现代人类其他染色体上的基因一起工作，导致带有Y染色体的混血不育。狮虎兽在物种杂交中，如果有一方不育、罕见或不健康，那么它基本都是具有不同性染色体的那一方。这个被称为霍尔登法则，比如在哺乳动物中，雄性拥有XY染色体，那么雄性杂交后代不健康或不育的比例就更高；而在鸟类中，雄性有ZZ染色体，雌性有ZW染色体，所以它们是雌性杂交后代不健康或不育的比例就更高。霍尔登法则的具体原因还不是很明确，但是它确实普遍影响生物，例如你可能知道狮子和老虎杂交的狮虎兽，它们雌性有生育能力，但雄性都不育，就是这种情况。携带尼安德特人Y染色体的混血不生儿子或者根本就不生孩子，那么Y染色体自然就会消失了。尼安德特人到底如何灭绝的？你会发现，无论出于哪种原因，碰到现代智人并与之杂交后，尼安德特人自己的繁育肯定出了巨大的问题。他们要么因为可生育人口减少了被现代智人占有，要么因为混血不育或者有害基因的存在被淘汰，总之碰到现代智人之后，他们种群肯定是萎缩了，这对于本身就人丁凋落的他们来说是雪上加霜。每个人都想知道尼安德特人是如何灭绝的，其实现在有一个认可度较高的原因，那就是他们真的生育出现了问题。尼安德特人和现代智人在欧洲共同生活了4000-10000年，2019年一项研究指出，这个重叠的时间要远长于现代智人通过战争或流行病等方式灭绝尼安德特人所需的时间。这项研究还指出，只要生育率略有下降，那么随着时间推移，这种积累就会成为他们最终走向灭绝的重要因素。其实，不仅现代智人通过这种“基因污染”的方式让尼安德特人最终灭亡，现在许多强势的入侵物种也都是这么做的。我们知道入侵物种通常会和本土相同生态位上的物种存在资源的竞争，这通常被认为是本土物种灭绝的主要原因。其实，对于许多物种来说，基因污染也是相当关键，甚至可能就是摧毁一个物种的最后一根稻草。报道原文： ... PC版： 手机版：

古代DNA讲述了人类与尼安德特人共存的新故事

古代DNA讲述了人类与尼安德特人共存的新故事 拉尼斯新发掘的人骨碎片。资料来源：Tim Schüler, TLDA研究结果表明，德国拉尼斯附近的遗址以其薄片细密的叶形石器刀片而闻名，是欧洲中北部和西北部已确认的最古老的现代人类石器时代文化遗址之一。智人和尼安德特人并存的证据与基因组证据一致，即这两个物种偶尔会杂交。这也让人们更加怀疑，大约 5 万年前现代人入侵欧洲和亚洲，帮助将占据该地区 50 多万年的尼安德特人赶尽杀绝。最近发表在《自然》（Nature）和《自然生态与进化》（Nature Ecology and Evolution）杂志上的三篇论文详细介绍了基因分析以及拉尼斯遗址的考古学和同位素分析以及放射性碳测年。拉尼斯 LRJ 出土的石器。1) LRJ 特有的部分双面叶片尖；2) 在拉尼斯，LRJ 还包含制作精细的双面叶片尖。资料来源：约瑟芬-舒伯特，伯格-拉尼斯博物馆拉尼斯的石片被称为叶片点，与在摩拉维亚、波兰、德国和英国的几个遗址中发现的石器相似。这些石器被认为是由同一文化生产的，该文化被称为林孔比亚-拉尼斯-杰尔兹马诺维亚（LRJ）文化或技术复合体。根据以前的年代测定，拉尼斯遗址距今已有 4 万年或更早的历史，但由于没有可辨认的骨骼来表明是谁制造了这些工具，因此尚不清楚它们是尼安德特人还是智人的产物。《自然》论文的四位第一作者之一、加州大学伯克利分校米勒研究员埃莱娜-扎瓦拉（Elena Zavala）说："新的发现证明，智人制造了这种技术，而且智人在这个时期，也就是距今4.5万年前，就在这么遥远的北方。因此，这些是欧洲最早的智人之一。"2018 年，扎瓦拉还是莱比锡马克斯-普朗克进化人类学研究所（MPI-EVA）的一名博士生，当时她刚开始参与该项目，该项目是由该研究所前所长、巴黎法兰西学院教授让-雅克-胡布林（Jean-Jacque Hublin）牵头的一项重要工作。"拉尼斯洞穴遗址为智人在欧洲高纬度地区的首次扩散提供了证据。事实证明，被认为是尼安德特人制作的石器实际上是早期智人工具包的一部分，"Hublin说。"这从根本上改变了我们以前对这一时期的认识：早在尼安德特人在欧洲西南部消失之前，智人就已经到达了欧洲西北部。拉尼斯城堡下的 Ilsenhöhle 洞穴遗址。图片来源：Tim Schüler, TLDA扎瓦拉对2016年至2022年期间在拉尼斯进行的新的和更深入的发掘以及20世纪30年代早期发掘的人骨碎片进行了遗传分析。由于古人类骨骼中的DNA非常零碎，她采用特殊技术对DNA进行了分离和测序，所有DNA都是线粒体DNA（mtDNA），只从母体遗传。"我们确认这些骨骼片段属于智人。有趣的是，有几个片段共享相同的线粒体DNA序列甚至是来自不同发掘地的片段。这表明这些片段属于同一个人或他们的母系亲属，从而将这些新发现与几十年前的发现联系起来。"骨碎片最初是由另一位第一作者多萝西娅-米洛波塔米塔基（Dorothea Mylopotamitaki）通过分析骨蛋白质（这一领域被称为古蛋白质组学）确定为人类的，多萝西娅-米洛波塔米塔基是法兰西学院（Collège de France）的一名博士生，曾就读于 MPI-EVA。在拉尼斯挖掘 8 米深的 LRJ 层是一项后勤挑战，需要精心制作脚手架来支撑坑道。图片来源：马塞尔-魏斯通过将拉尼斯人的线粒体DNA序列与从欧洲其他旧石器时代遗址的人类遗骸中获得的mtDNA序列进行比较，扎瓦拉构建出了欧洲早期智人的家谱。在 13 个拉尼斯基因片段中，除了一个片段外，其他片段都非常相似，而且令人惊讶的是，它们都与在捷克共和国兹拉蒂克恩（Zlatý kůň）洞穴中发现的距今 4.3 万年的女性头骨中的 mtDNA 相似。唯一突出的是与来自意大利的一个个体的组合。"这就提出了一些问题：这是一个单一的人群吗？两者之间有什么关系？扎瓦拉说。"但对于线粒体 DNA 来说，这只是历史的一面。这只是母系的一面。我们需要有核 DNA 才能开始研究这个问题。"扎瓦拉擅长分析长埋骨、骨器和沉积物中的 DNA。她对拉尼斯发掘地各层沉积物的研究发现了大量哺乳动物的DNA，但没有发现类人猿的DNA。结合对骨骼碎片的形态学、同位素和蛋白质组分析，这些分析描绘出了当时的环境以及数千年来洞穴中人类和动物的饮食情况。例如，驯鹿、穴熊、毛犀牛和马骨的存在，表明了典型的草原苔原寒冷的气候条件，类似于今天西伯利亚和斯堪的纳维亚北部的条件，以及人类以大型陆生动物为食的饮食习惯。研究人员得出结论，该洞穴主要被冬眠的穴熊和穴居的鬣狗使用，人类只是偶尔出现。发表在《自然-生态学与进化》（Nature Ecology and Evolution）上的一篇论文指出："这种较低密度的考古特征与其他林孔-拉尼西亚-杰兹曼诺维期遗址相吻合，最好的解释是，先驱智人的小规模流动群体进行了短期的权宜访问。"对来自拉尼斯的 1000 多块动物骨骼的分析表明，早期智人不仅处理鹿的尸体，还处理包括狼在内的食肉动物的尸体。资料来源：Geoff M.史密斯西班牙拉古纳大学博士后莎拉-佩德扎尼（Sarah Pederzani）说："这表明，即使是这些早期散布在欧亚大陆的智人群体，也已经具备了一定的适应能力，能够适应如此严酷的气候条件，直到最近，人们还认为对寒冷气候条件的适应能力要到几千年后才会出现，因此这是一个令人着迷和惊讶的结果。"她领导了对该遗址的古气候研究。拉尼斯遗址名为伊尔森霍勒（Ilsenhöhle），位于一座城堡的基座上，最初主要是在 1932 年至 1938 年期间发掘的。在这里发现的树叶点最终被归类为旧石器时代中期的最后几年距今约 30 万年到 3 万年之间，或者旧石器时代上期的开始，距今约 5 万年。由于拉尼斯遗址对于了解 LRJ 技术复合体以及欧洲中部与尼安德特人相关的旧石器时代中晚期向现代人旧石器时代上期的过渡非常重要，因此 Hublin 和他的团队决定使用现代考古工具重新发掘该遗址。新的发掘工作一直延伸到地表下约 8 米的基岩处，其中包括移除一块可能是从洞顶掉落的岩石，这块岩石阻碍了之前的发掘工作。在这里，Hublin 的团队发现了与 LRJ 技术复合体一致的燧石工具碎片和石英岩薄片。随后对数千枚回收的骨片进行的蛋白质组分析证实，其中四枚骨片来自类人猿。在 20 世纪 30 年代的发掘中发现的骨片中，有 9 片来自类人猿。扎瓦拉的 DNA 分析证实，所有 13 块骨头碎片都来自智人。研究小组还对遗址各层的人类和动物骨骼进行了放射性碳测年，以重建遗址的年代学，重点是表面有人类改造痕迹的骨骼，这将它们的年代与洞穴中的人类存在联系起来。"我们发现，两次发掘采集的智人骨骼的放射性碳年代与新发掘的 LRJ 地层中的改良动物骨骼的放射性碳年代非常一致，这使得人类遗骸与 LRJ 地层之间的联系非常紧密。证据表明，早在47500年前，智人就已经零星地占据了该遗址，"另一位第一作者、前马克斯-普朗克研究员、现伦敦弗朗西斯-克里克研究所欧洲分子生物学组织（EMBO）博士后研究员海伦-费弗拉斯（Helen Fewlass）说。德国魏玛图林根州历史遗迹和考古保护局的蒂姆-许勒补充说："拉尼斯伊尔森霍勒的研究结果从根本上改变了我们对阿尔卑斯山以北欧洲年代学和定居史的看法。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

来自远古的DNA可以帮助了解关于“我们是谁”的信息

来自远古的DNA可以帮助了解关于“我们是谁”的信息 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（IVPP）的傅巧梅和安德鲁-贝内特（E. Andrew Bennett）在《细胞》杂志创刊50周年纪念特刊上撰写评论文章，探讨了古基因组学对我们理解现代人类进化的贡献。鉴于她通过分析古人类和早期现代人基因组在人类进化领域做出的众多贡献，《细胞》杂志邀请傅教授撰写评论文章，回顾我们从古DNA中了解到的现代人身份进化的情况。这篇名为《古代基因组与现代人类的进化之路》的文章发表于2024年2月29日。探寻人类起源人类起源的故事在世界各地的信仰体系中扮演着核心角色，这证明了人类对自身起源之谜的持久迷恋。考古学和古人类学的发现有助于描述现代人类的最早形态，以及人类有别于其他生物的最初行为。20 多年前，第一个人类基因组的测序将比较基因组学的力量带到了有关人类与类人猿差异的问题上。但是，现代人类与黑猩猩我们在世的近亲相距大约 600 万年的进化过程，使得这种方法无法用于时间上更接近现代人类特征出现的研究。同样，"千人基因组计划"让我们得以了解现代人基因多样性的广度，但混杂现象和对史前人群基因结构的不完全了解，限制了我们仅利用现代基因组对更深层次事件的探索。最近获得的早期现代人基因组数据以及尼安德特人和丹尼索瓦人的古基因组数据，为我们提供了更好地追踪现代人起源的基因变化的手段。现代人类史前史中提高了整体人口适应性的事件，反过来又支持了全球现代人类人口的进一步生存和扩张。资料来源：IVPP在评论中，作者回顾了我们目前基于古人类学和考古学领域对现代人类形态和行为进化的理解。随后，他们总结了古基因组学对我们理解"作为人类"的贡献。傅巧梅和贝内特决定将这些贡献分为两种不同的方法：一种是直接方法，即试图根据现代人和古人类基因组序列的直接比较来确定现代人特有的基因变化；另一种是更间接的方法，即研究人员试图根据古代 DNA 来重建古人类和早期现代人的生活史。他们的文章指出，这两种研究方法都有能力探索新出现的现代人类种群的不同方面；然而，每种方法都有其特定的一系列复杂问题需要克服。从理论上讲，基于序列的方法可以确定所有现代人所共有的、区别于尼安德特人和丹尼索瓦人的基因变化，但由于我们对古人类和早期现代人种群的基因多样性了解不全面，这种方法的实用性目前受到了限制。例如，对非洲不同地区的现代基因组进行的扩大测序发现，以前只在古人类基因组中发现的一些等位基因也存在于现代人群中。人口研究与遗传多样性与此相反，间接方法试图破译古代基因组中留下的信号，这些信号可以帮助我们更好地了解过去的行为和种群特征，如种群规模、家庭结构和交配方式，以及对不断变化的气候、当地病原体和生活方式创新的适应。这些用以前的方法无法获得的细节为我们了解人类起源增添了新的维度。作者回顾了几项研究，得出结论认为，尽管目前可用的数据很少，但早期现代人与古人类之间的一些差异已经显现出来。虽然早期现代人和尼安德特人似乎都实行女性外婚制，即从亲缘关系较近的群体之外选择女性配偶，但早期现代人似乎比他们的古人类保持了更大的遗传多样性，他们的直系祖先之间的亲缘关系更远。虽然还没有找到单一的遗传原因来解释为什么现代人种群扩大，而古人种群收缩和消失，但傅和贝内特讨论了属于一个更大、联系更紧密的种群网络如何会产生几种个体健康优势。这些种群层面的优势在种群生物学中被称为"阿利效应"（Allee effects），可以提高资源开发、防御和配偶选择等活动的成功率，可能足以解释早期现代人和古人类种群的不同结果。评论还指出，尽管取得了这一成功，但许多基因组多样性也在这一过程中消失了，古代 DNA 研究发现了过去几个不同的现代人类种群，但这些种群在今天的人类中没有留下任何后裔。古代基因数据还有助于描述人类适应当地环境的起源，例如在上一个冰河时期出现在东亚北部的 EDAR 变异，或者可能是从丹尼索瓦人那里引入的 EPAS1 等位基因，它有助于在高海拔地区生存。类似的适应当地饮食和病原体的情况也有记载，还有适应新创新的情况，如牛驯化后乳糖酶的持续存在。现代人类离开非洲后，其流动性和适应性不断增强，这确保了仍有许多古老的基因组数据有待发现和研究。通过将古 DNA 的最新发现与古人类学和考古学的最新发现结合起来，傅巧梅和贝内特的评论拓展并更新了对人类起源的讨论。编译自//scitechdaily ... PC版： 手机版：

聪明的尼安德特人将胶水作为史前工具包的一部分

聪明的尼安德特人将胶水作为史前工具包的一部分 一组研究人员在柏林史前和早期历史博物馆检查了自 20 世纪 60 年代以来就被包裹起来并基本被遗忘的石器，然后得出了这一发现。由于这些石器保存完好，研究人员在对它们进行检查时发现了沥青的痕迹。沥青是一种用于制作沥青的粘性物质。它可以从原油中提取，但也可以在地下自然生成。沥青残留物的位置使研究人员相信，这种物质形成了一个把手，使工具更容易握住和使用。纽约大学人类起源研究中心副教授拉杜-约维塔（Radu Iovita）说："这些工具显示出两种微观磨损：一种是锋利边缘上的典型抛光，一般是由于加工其他材料造成的。另一种是分布在推测的手持部分各处的明亮抛光，但其他地方没有，我们将其解释为工具在握柄内移动时赭石磨蚀的结果"。伊奥维塔是详细描述这一发现的研究报告的合著者，该报告已发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上。为了更容易使用沥青，研究人员还发现，这些工具的创造者必须将沥青与赭石（一种天然颜料）混合在一起。他们通过自己调制的沥青/赭石混合物，找到了赭石和沥青的准确混合比例，这种混合比例恰好可以制作出可以粘住石头碎片而不粘住人的手柄。换句话说，它们是完美的把手。研究人员说，尼安德特人得出这种混合物并将其应用于工具，这表明尼安德特人具有高水平的认知推理能力。伊奥维塔说："这些保存完好的工具展示了一种与非洲早期现代人制造的工具大体相似的技术解决方案，但确切的配方反映了尼安德特人的'自旋'，即为手持工具制作手柄。"聪明，还是不聪明？研究人员在论文中称，"多组分工具中使用的古代粘合剂可能是我们研究早期人类文化进化和认知过程的最佳物证之一"，但我们几年前曾报道过一项研究，该研究对尼安德特人使用粘合剂的情况提出了一些质疑。这项由纽约大学和图宾根大学的研究人员进行的研究指出，尼安德特人从树上获取焦油相对容易，他们在一些工具上使用了焦油。这与早先的观点形成了鲜明对比，早先的观点认为获取树焦油是一个复杂的过程，涉及到更高的推理能力。由同一研究机构的一些研究人员进行的新研究似乎有点反其道而行之，认为找到合适的赭石/沥青混合物确实表明我们的远古表亲具有一定程度的智慧。这项研究的主要作者、图宾根大学的帕特里克-施密特（Patrick Schmidt）说："复合粘合剂被认为是现代认知过程的最初表现形式之一，而这种认知过程至今仍然活跃。"施密特补充说，无论这一发现对尼安德特人有何启示，它都有助于研究人员继续将我们的物种与他们的物种进行比较。他总结说："我们的研究表明，非洲的早期智人和欧洲的尼安德特人有着相似的思维模式。他们的粘合技术对于我们理解人类进化具有同样的意义。" ... PC版： 手机版：

研究人员破译了阿拉比卡咖啡的基因组 追溯其无人参与的60多万年杂交史

研究人员破译了阿拉比卡咖啡的基因组 追溯其无人参与的60多万年杂交史 他们的研究结果发表在4月15日的《自然-遗传学》（Nature Genetics）杂志上，结果表明阿拉比卡咖啡是60多万年前在埃塞俄比亚的森林中通过其他两个咖啡物种之间的自然杂交发展起来的。研究发现，阿拉比卡咖啡的种群数量在数千年的地球冷热交替过程中此消彼长，最终在埃塞俄比亚和也门种植，然后传播到全球各地。该研究的共同通讯作者维克多-阿尔伯特（Victor Albert）博士是哥伦比亚大学文理学院生物科学系的帝国创新教授，他说："我们利用现今存活植物的基因组信息回溯历史，尽可能准确地描绘出阿拉比卡的悠久历史，并确定现代栽培品种之间的关系。"星巴克和Tim Hortons等咖啡巨头专门使用阿拉比卡咖啡豆来冲泡他们每天供应的数百万杯咖啡，并以此作为卖点，这种咖啡豆要价较高的部分原因是由于近亲繁殖的历史和种群规模较小导致遗传多样性较低，阿拉比卡咖啡豆容易受到许多病虫害的影响，只能在世界上病原体威胁较低、气候条件较为有利的少数几个地方种植。因此，详细了解当代品种的起源和育种历史，对于开发更能适应气候变化的阿拉比卡新品种至关重要。研究小组利用尖端的DNA测序技术和先进的数据科学完成了新的参考基因组测序，并从中测序出 39 个阿拉比卡品种，甚至还测序出瑞典博物学家卡尔-林奈（Carl Linnaeus）用来命名该物种的 18 世纪标本。参考基因组现在可在一个公开的数字数据库中查阅。这项研究的共同负责人之一、雀巢研究公司基因组学资深专家帕特里克-德斯孔布斯（Patrick Descombes）说："虽然确实存在其他公开的阿拉比卡咖啡参考文献，但我们团队的工作质量极高。我们采用了最先进的基因组学方法包括长、短线程高通量DNA测序创建了迄今为止最先进、最完整、最连续的阿拉比卡参考基因组。"人类最喜爱的咖啡实际上是在没有人类帮助的情况下进化而来的阿拉比卡咖啡约占世界咖啡产品总量的 60%，它的种子帮助数百万人开始一天的工作或熬夜。然而，最初创造阿拉比卡咖啡的杂交是在没有人类干预的情况下完成的。阿拉比卡咖啡是由Coffea canephora和Coffea eugenioides自然杂交形成的，它从每个亲本中获得了两套染色体。科学家们很难确定这种异源多倍体化事件发生的确切时间和地点，估计时间从 1 万年前到 100 万年前不等。为了找到最初事件的证据，哥伦比亚大学的研究人员和他们的合作伙伴通过计算建模程序运行了各种阿拉比卡基因组，以寻找物种基础的特征。模型显示，在阿拉比卡的历史上出现过三次种群瓶颈，最早的一次发生在大约 2.9 万代人（或 61 万年前）。研究人员说，这表明阿拉比卡是在此之前的某个时间形成的，即 61 万年到 100 万年前。艾伯特说："换句话说，产生阿拉比卡咖啡的杂交并非人类所为。很明显，这种多倍体事件发生在现代人类和咖啡种植之前。"长期以来，人们一直认为咖啡植物是在埃塞俄比亚发展起来的，但研究小组在从非洲东南部延伸到亚洲的大裂谷周围收集的咖啡品种却显示出明显的地理分野。所研究的野生品种全部来自西部，而栽培品种则全部来自最靠近分隔非洲和也门的曼德海峡的东部。这与咖啡种植主要始于 15 世纪左右的也门的证据相吻合。印度僧侣巴巴-布丹（Baba Budan）据说在 1600 年左右从也门偷运出了传说中的"七粒种子"，从而培育出了印度阿拉比卡（Arabica）栽培品种，为今天咖啡的全球推广奠定了基础。Descombes说："看起来也门咖啡的多样性可能是目前所有主要品种的创始者。咖啡并不是像玉米或小麦那样经过大量杂交培育出新品种的作物。人们主要是选择自己喜欢的品种，然后种植。因此，我们今天拥有的品种可能已经存在了很长时间。"气候如何影响阿拉比卡的数量由于对人类起源的研究，东非的地理气候历史有据可查，因此研究人员可以将气候事件与野生和栽培阿拉比卡种群如何随时间波动进行对比。模型显示，在距今 2-10 万年前，该地区的人口数量曾长期处于较低水平，这与据信该地区在距今 4-7 万年前遭受的长期干旱和较冷气候大致吻合。然后，在大约 6-15000 年前的非洲湿润时期，人口数量有所增加，当时的生长条件可能更有利。在同一时期，大约 3 万年前，野生品种和人类最终栽培的品种相互分离。新加坡南洋理工大学助理教授 Jarkko Salojärvi 是这项研究的另一位共同通讯作者，他说："它们偶尔还会相互杂交繁殖，但很可能在非洲湿润期结束以及大约 8000 到 9000 年前海平面上升导致海峡变宽时停止了繁殖。"遗传多样性低威胁阿拉伯咖啡据估计，栽培阿拉比卡咖啡的有效种群数量仅为 10000 至 50000 个个体。遗传多样性低意味着它可能会像单一种植的卡文迪许香蕉一样，被病原体（如咖啡叶锈病）彻底消灭，而咖啡叶锈病每年会造成 10 亿至 20 亿美元的损失。参考基因组能够进一步揭示一个阿拉比卡品种品系是如何获得对该疾病的强大抵抗力的。帝汶咖啡是阿拉比卡咖啡和其亲本之一的卡内普霍亚咖啡在东南亚自发杂交形成的品种。该品种比阿拉比卡更抗病，也被称为罗布斯塔，主要用于速溶咖啡。因此，当罗布斯塔在帝汶岛与阿拉比卡杂交时，它也带来了一些病原体防御基因。阿尔伯特还在 2014 年共同领导了罗布斯塔基因组的测序工作，他与合作者目前的工作还展示了罗布斯塔基因组的高度改进版本，以及阿拉比卡的另一个祖先物种Coffea eugenioides 的新序列。育种者曾试图通过杂交来提高病原体的防御能力，而新的阿拉比卡参考基因组使本研究人员能够确定一个新的区域，其中蕴藏着RPP8 抗性基因家族的成员以及抗性基因的一般调控因子CPR1。Salojärvi说："这些结果为提高阿拉比卡的抗病原体能力提供了一个新的目标基因座。"基因组研究还提供了其他新发现，比如哪些野生品种最接近现代种植的阿拉比卡咖啡。他们还发现，源自印度或斯里兰卡的荷兰早期栽培品种"Typica"很可能是法国人主要栽培的波旁品种的母本。这一工作与重建一个非常重要家族的家谱并无二致。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：