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評「人類一度幾乎滅絕」的研究
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胡卜凱
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胡卜凱

最近看到一則與直覺不合的「科學研究報導」(請見本欄第23兩篇文章)

兩位「評論者」的意見雖然客氣和含蓄(2篇文中標題為PROVOCATIVESTUDY一節)但可以看出來兩人對此「研究」的結論並不以為然

我不是相關領域的專業人士然沒有置喙資格。直覺上,我認為「研究」的結論不合常識有違常理。從門外漢的角度看,我相信幾位研究者可能在某些參數或周邊條件的設定上搞了烏龍

在此存檔備查我會追蹤「研究」的後續報導;六個月內我也會不定期搜尋關鍵詞。畢竟其結論的確相當勁爆

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新發現,人類祖先曾只剩下1280個繁殖個體,咋沒因近親繁殖滅絕? -- 怪羅科普
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胡卜凱
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胡卜凱

怪羅科普09/03/23

如果以基因的傳遞程度,以及生存的區域情況來考量物種的成功與否,那麼人類可能是地球上最成功的單一物種。

我們現在有超過80億人口,生活在地球陸地的幾乎所有環境中,甚至登上了月球,還在窺探火星,作為一個物種,我們絕對是了不起的。

然而,智人(我們)的演化並非一帆風順,我們的譜系在歷史上有過多次滅絕危機。

例如根據本周發表在《科學》雜誌上的一項新研究發現,大約90萬年前就可能發生過一次重大種群危機事件,當時人類祖先的人口銳減至只有1280只左右的繁殖個體,而且這次危機持續了11.7萬年,在這段時間內人類祖先的種群數量一直處在極低水準。

很多人可能會好奇,當時人口只剩下怎麼點點,怎麼沒有受到遺傳多樣性減少或者近親繁殖的負面影響,從而走向滅絕呢?

在回答這個問題前,我們先來瞭解一下為什麼科學家會確定90萬年前人類祖先只剩下了1280個繁殖個體。

其實,科學家很早就發現,在更新世的這段時間內(90萬年前前後),與其他化石記錄相比,人類祖先的化石數量非常少,但一直也沒有找到好的相關解釋。

這次研究是通過基因組分析,確定人類祖先在這段危機時期經歷了一次嚴重的人口瓶頸——當時根本沒有多少個體能夠有機會留下化石證據。

研究人員使用了一種名為 FitCoal的創新技術,與以往不同的是,這項技術並非依賴化石,而是利用3154個現代人的基因組序列來推斷古代人類的基因多樣性

結果表明,在90萬至80萬年前,人類祖先的遺傳多樣性顯著下降,而遺傳多樣性的喪失只有一個可能原因,那就是人口比例銳減。

然後,他們再用一個新公式,計算古代人口數量,結果表明在這段時間內,人類祖先的人口維持在1280人左右。

該研究的研究人員還估算了在90萬年前——也就是人口銳減之前的種群數量,大約維持在27000人左右。

根據國際自然保護聯盟(IUCN)的標準,物種只有1280個繁殖個體的話,它將被歸入瀕危極度瀕危之間。

你可能想知道,到底是什麼讓人類祖先突然變成了瀕危物種呢?研究人員給出的解釋是:極端氣的候變化可能是主要原因。

因為大約在同一時間,冰川事件導致氣溫劇烈波動,而這可能導致了嚴重的乾旱事件,人類祖先賴以生存的食物——特別是動物資源因此滅絕,最終導致人口銳減至1280人左右。

這段基因極度收縮的時期對人類譜系產生了深遠的影響,據估計,由於這一關鍵的種群瓶頸,現代人類目前遺傳多樣性的大約65.85%可能已經丟失。

那麼,就像我們前面提到的,這麼點點人口是怎麼能存活下來的呢?缺少遺傳多樣性的它們又是如何應對持續11.7萬年的惡劣條件呢?這麼點點人難道不會因為近親繁殖帶來遺傳病嗎?

關於人類祖先如何在極端環境下存活下來需要更多的證據才能知道,但關於為什麼沒有受到近親繁殖的影響,答案還是比較明確的,那就是1200多個的繁殖個體還是比較充足的

澳洲的生態學家曾提出過一個模型,被稱為50/500規則,也就是只要有50個繁殖個體就能避免近親繁殖帶來的危害,而只要500個繁殖個體就能消除遺傳漂變(降低遺傳多樣性的因素)的影響。

但是,這項研究並沒有確定當時這些人都生活在哪裡,如果是彼此遠離的話,那麼近親繁殖的風險依然會很高。

不過與很多人想得不一樣,嚴重的近親繁殖也不一定會使得一個物種滅絕,實際上在全球化的今天,有許多案例都是從極少數個體開始,最終演變成上億數量的種群。

比如最為出名的是澳大利亞的兔子,早期歐洲殖民者為了滿足自己得打獵需求,在澳大利亞的土地上放生了13只歐洲穴兔,結果這些兔子在種群峰值的時候達到驚人的100億隻,不知道澳大利亞其它所有哺乳動物加起來有沒有這麼多。

澳大利亞控制兔子數量已經不是什麼新鮮事了,甚至投放了專門針對兔子的病毒,但是兔子至今還維持在上億隻的數量。

近親繁殖對它們肯定沒起作用,因為事實證明,它們的遺傳多樣性並不比歐洲穴兔差。

北美的歐洲椋鳥是另外一個例子,好吧,也是在歐洲人到達後,放生了幾十隻椋鳥,結果也變成了上億隻,對北美生態影響顯著,和澳大利亞兔子如出一轍。

近親繁殖肯定會導致後代患遺傳病的可能性顯著增加,從而降低它們生存的幾率,但是一個物種是否能夠成功生存下來取決於許多因素,比如生態中的競爭關係,物種自身的適應能力等等

澳大利亞兔子能夠從13只變成數億隻,最主要的原因被認為是它們到了澳大利亞之後沒什麼食草競爭者,同時他們生存能力也很強——靠超強的繁殖能力來能應對萬變。

反觀人類祖先,從直立行走開始,人類祖先其實就已經在它們的生態系統中有著絕對優勢了。

直立之後,人類祖先更容易從低窪的樹枝上採摘水果和其他食物;騰出手來搬運食物、工具或嬰兒;看起來更大更嚇人;視野更寬闊等等都是絕對的優勢。

恐怖直立猿不是白叫的!

這樣的一個物種估計即便存在比較嚴重的近親繁殖,也有很大活下去的希望吧!

參考:

1. 
https://www.zmescience.com/science/human-ancestors-almost-extinct/
2.  https://doi.org/10.1126/science.abq7487



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人類一度幾乎滅絕 ---- Katie Hunt
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胡卜凱

Scientists say they have pinpointed the moment humanity almost went extinct

Katie Hunt, CNN, 09/06/23

Ancient humanity was almost wiped out about 900,000 years ago when the global population dwindled to around 1,280 reproducing individuals, according to a new study. What’s more, the population of early human ancestors stayed this small for about 117,000 years.

The analysis, published Aug. 31 in the journal Science, is based on a new computer model developed by a group of scientists based in China, Italy and the United States.

The statistical method used genetic information from 3,154 present-day human genomes.

Around 98.7% of human ancestors were lost, according to the study. The researchers argue that the population crash correlates with a gap in the fossil record, possibly leading to the emergence of a new hominin species that was a common ancestor of modern humans, or Homo sapiens, and Neanderthals.

“The novel finding opens a new field in human evolution because it evokes many questions, such as the places where these individuals lived, how they overcame the catastrophic climate changes, and whether natural selection during the bottleneck has accelerated the evolution of human brain,” said senior author Yi-Hsuan Pan, an evolutionary and functional genomicist at East China Normal University, in a statement.

The population bottleneck coincided with dramatic changes in climate during what’s known as the mid-Pleistocene transition, the research team suggested. Glacial periods became longer and more intense, leading to a drop in temperature and very dry climatic conditions.

Moreover, the scientists suggested that the control of fire, as well as the climate shifting to be more hospitable for human life, could have contributed to a later rapid population increase around 813,000 years ago.

The earliest evidence of the use of fire to cook food dates from 780,000 years ago in what is now modern-day Israel, the authors noted.

While ancient DNA has revolutionized our understanding about past populations, the oldest DNA from a human species dates to around 400,000 years ago.

The computer model uses the vast amount of information contained in modern human genomes about genetic variation over time to infer the size of populations at specific points in the past. The team used genetic sequences from 10 African and 40 non-African populations.

‘PROVOCATIVE’ STUDY

In a commentary on the analysis published in the same journal, Nick Ashton, curator of the Paleolithic collections at the British Museum, and Chris Stringer, research leader in human evolution at the Natural History Museum in London, described the study as “provocative.”

The two researchers, who were not involved in the study, said it brought “the vulnerability of early human populations into focus.”

However, Ashton and Stringer said that the fossil record, while sparse, did show that early human species lived in and outside Africa about 813,000 to 930,000 years ago — during the period of proposed population collapse, with fossils from that era found in what’s now China, Kenya, Ethiopia, Italy, Spain and the United Kingdom.

“Whatever caused the proposed bottleneck may have been limited in its effects on human populations outside the Homo sapiens lineage or its effects were short-lived,” the two researchers said in the commentary.

“The proposed bottleneck needs to be tested against human and archaeological evidence,” they added.

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