生殖隔離是區分兩個物種的方法之一，即兩種動物可以雜交，但通常不會產生可育的後代。不過，當涉及到已滅絕物種時，這一概念就變得複雜的多。事實上，現代人類DNA所“講述”的故事，就模糊了此界限。因為我們的DAN中存留有其它原始人類物種——如4萬年前與現代人類共存的尼安德特人和丹尼索瓦人的遺傳片段，說明我們的祖先曾與他們發生過雜交。
近日，通過結合深度學習算法和統計方法，進化生物學研究所(IBE)、基因組調控中心(CRG)的國家基因分析中心(CNAG-CRG)和塔爾圖大學基因組研究所(Institute of Genomics at the University of Tartu)的研究人員在亞洲個體的基因組中鑑定出了另一種新的原始人物種曾在數萬年前與其祖先雜交的痕跡。
“大約8萬年前,人類開始走出非洲。其中已經包含現代人類的一部分人群離開非洲大陸,遷移至其他大陸並最終形成了如今的人口分佈格局。”IBE的首席研究員和UPF的部門主管Jaume Bertranpetit解釋道，“我們知道，從那時起，現代人類曾與除非洲以外的所有大陸上的尼安德特人雜交，並曾與大洋洲可能還有東南亞的丹尼索瓦人雜交。但與第三種已滅絕原始人類物種雜交的證據尚未得到任何肯定。”
迄今為止，現代人類存在第三個祖先還只是一個理論。該理論可以解釋當前人類基因組中一些片段的起源(參與這項研究的團隊的一部分已經在之前的研究中提出了已滅絕的原始人類的存在)。不過，深度學習技術使得從DNA到祖先人口統計的轉變成為了可能。
“在人類進化研究過程中，研究人員不得不面對的問題是：他們所分析的人口模型比迄今所考慮的其他任何模型都要複雜得多，而且沒有可用的統計工具來分析它們。”CNAG-CRG的首席研究員Òscar Lao說，“我們利用深度學習的特性，讓算法學會使用通過數十萬次模擬獲得的基因組數據來預測人類的人口特徵。每當進行模擬時，我們都是在沿著人類歷史上可能的道路前進。在所有的模擬中，深度學習讓我們能夠觀察到是什麼讓祖先的謎題組合在一起。”
深度研究分析顯示，這個已滅絕的新的原始人物種是尼安德特人和丹尼索瓦人的雜交後代，他們曾與非洲以外的亞洲現代人的祖先雜交。據此可以解釋，去年夏天在丹尼索瓦洞穴中發現的混血兒——尼安德特人母親和丹尼索瓦人父親的後代——不是一個孤立的例子，而是一個更普遍的基因滲入過程的一部分。由此，該研究鞏固了第三種原始人類物種或種群與現代人類共存並與之交配的假設。“我們的理論與最近在德尼索瓦發現的雜交標本一致，儘管我們還不能排除其他可能性。”塔爾圖大學的研究員、IBE的前研究員Mayukh Mondal說。
這項發表在《自然通訊》雜誌上的研究首次利用了深度學習技術來解釋人類進化，為其在生物學、基因組學和進化的其他問題上的應用鋪平了道路。
編譯：Max 審稿：西莫 責編：張夢
原文鏈接：https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190116122650.htm
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