穴居人②

　　远古人类掘穴而居，是为了躲避自然的严酷和猛兽的侵袭。
　　考古资料显示，目前在美洲、欧洲、亚洲等都发现过规模浩大的地下洞穴迷宫的遗迹，比较著名的有：美国中部马莫斯大洞穴系统、位于阿尔卑斯山的让波尔纳大洞穴、土耳其境内的安娜托利亚高原的大规模洞穴......
　　穴居人灭绝之谜
　　13000年前，北美洲穴居人灭绝，当时正在欧洲和亚洲形成的早期人类文明的发展停顿，猛犸和乳齿象等大型动物从地球上永远消失，地球从此进入长达1000年的冰冻期……科学界以前一直将上述大灭绝原因归结于气候剧变。
　　如今，科学家们终于找到真凶：证据显示，一颗彗星于1.3万年前在地球上空爆炸，爆炸产生的火球导致北半球多数地区陷入火海，使得北半球石器时代的早期文化几乎完全被摧毁。
　　科学家推断，这颗彗星是在撞上地球前在地球上空爆炸的。彗星直径为2至3公里，恰好在与地球碰撞之前出现分裂，继而发生一系列爆炸，每一次爆炸的威力均相当于一枚原子弹爆炸的威力。
　　爆炸造成的一系列严重后果包括：石器时代文化遭到毁坏；引发持续1000年的冰冻时期，严重扰乱了当时正在欧洲和亚洲形成的早期人类文明的发展；猛犸、乳齿象、剑齿虎、巨熊等大型陆地动物灭绝，美洲石器时代猎人--穴居人也没能幸存。
　　科学家提到彗星爆炸的证据，是他们已经在欧洲、加拿大和美国的26处地方，发现了一层钻石粉尘层，这是含碳彗星坠向地球后形成的遗迹
　　《自然》：DNA分析显示穴居人曾入中国
　　生物通报道：在最新一期的《自然》杂志上，来自德国莱比锡人类进化学马克斯-普朗克协会遗传学家斯万特·巴博对穴居人骨骼化石
　　进行DNA分析后指出，之前发现的穴居人的分布范围要比研究人员想象的更加广泛，他们向东方向延伸的更远。欧洲穴居人曾到达过俄罗斯西伯利亚地区，甚至可能进入了中国境内。这要比之前研究人员所预测的穴居人向东迁徙距离更远1200英里（2000公里）。
　　一直以来，研究人员认为穴居人在20万-3万年前广泛遍布于地中海地区。然而直到目前考古学家才相信穴居人向东部方向最远迁徙延伸至现今中亚地区的乌兹别克斯坦境内。
　　巴博和同事们使用新型DNA技术分析穴居人骨骼碎片的线粒体DNA（mtDNA），并与欧洲发现的穴居人骨骼线粒体DNA对比分析。
　　研究人员此前在西伯利亚南部阿尔泰山脉地区发现了一些远古人类的骨骼碎片，与欧洲所发现的穴居人骨骼化石进行对比，证实这些西伯利亚发现的骨骼碎片属于穴居人的，而并非现代人类。此外，巴博和同事们现能够证实在乌兹别克斯坦Teshik-Tash洞穴内发现的远古儿童骨骼碎片具有穴居人特征。
　　对西伯利亚穴居人骨骼碎片的碳元素测位显示，他们生活于3万至3.8万年前，这接近于穴居人从地球上灭绝的时期，从中可能说明当时的欧洲穴居人冒险向东迁徙寻找理想的生存环境。
　　伦敦国家历史博物馆古人类学家克里斯·斯特林格指出，在3.5 万-5万年前西伯利亚南部阿尔泰山脉地区的气候波动幅度比较大，其环境状况非常类似于现今非常寒冷的斯蒂皮苔原地带。这说明当时穴居人到达了适合生存的环境，但当该环境恶化变冷时，他们被迫撤离或者在该地区死亡。他还表示，当时欧洲穴居人向东迁徙抵达现今的西伯利亚地区，这个时候可能正值夏季，但到寒冷的冬季来临时穴居人才意识到这样的环境并不适合生存。
　　另一种可能性是穴居人在12.5万年前温暖的季节开始向东方向迁徙，那时里海正在逐渐缩小。这可能促使穴居人扩展进入中亚和西伯利亚南部地区。
　　2006年，美国能源部联合基因组研究所（Department of Energy Joint Genome Institute）和德国马克斯－普朗克协会进化人类学研究所（Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology）对穴居人化石进行测序的新闻铺天盖地，《华盛顿邮报》、《纽约时报》、BBC新闻、CNN、路透社、美联社争相报道。
　　这两支研究小组的实验着实具有轰动效应：他们对穴居人化石的一百万个碱基对进行了测序，再次证实穴居人与现代人类祖先早在45万年前即已分道扬镳，或者穴居人在进化过程中与现代人类祖先发生融合。测序结果刊登于本周Science、Nature。
　　突破性进展要归功于不断进步的测序技术和刚刚兴起的paleometagenomics 技术。以前研究人员收集遗传信息，首先要对化石中的DNA进行辛苦的提纯然后才能测序，以保证测序结果不含有细菌杂质DNA。现在，研究人员利用 paleometagenomics技术，可以将未纯化样本的DNA信息直接输入计算机中，计算机会自动清除外界DNA信息。
　　Edward Rubin为联合基因组研究所领导人，Svante Pauml;auml;bo为进化人类学研究所所长。两年前Edward Rubin联系Svante Pauml;auml;bo，希望利用paleometagenomics对穴居人DNA进行测序，于是Pauml;auml;bo将一距今3.8万年的化石样本的一部分送给Rubin，两支小组开始用不同的方法同时对此样本进行DNA测序。
　　Rubin实验室博士后James Noonan首先构建了一个穴居人DNA库：将穴居人DNA整合入细菌基因组中，产生足够实验检测的穴居人DNA。之后研究小组采用了一种崭新的平行技术 ——paleometagenomics。Paleometagenomics所使用的光脉冲（light pulses），一次能够读出序列上的几千个碱基对。利用计算机软件将这些序列片段与DNA库中的序列片段进行比对，依据穴居人与现代人类序列的相似性，找出穴居人的序列信息。
　　Pauml;auml;bo及其同事Ed Green也采用了Paleometagenomics技术，并用计算机软件筛选穴居人DNA，所不同的是没有使用细菌库（bacterial libraries），他们将穴居人DNA片段包被在微珠表面进行扩增，获得足够测序的DNA片段。
　　结果与预期一致，穴居人基因组和现代人类基因组的99.5％都是相同的。 Rubin小组推测穴居人与现代人类的最近共同祖先生活在距今70万年以前，而Green通过对一百万碱基对分析，认为是生活在大约46.5－56.9万年前。关于“是否杂交”，Rubin等没有找到答案，Pauml;auml;bo小组找到了答案：“我们的数据可以做出解释，基因是从现代人类流向穴居人，”这似乎可以理解为现代人类的父亲是现代人的真正祖先——智人，母亲是穴居人。
　　穴居人的基因组来自于自身，然而Pauml;auml;bo以及其他一些研究人员非要证实他们的测序结果是真实的，已经排除了DNA老化、测序错误或者操作过程中污染现代人DNA等原因。阿德莱德分子进化学家Alan Cooper说：“这是一个极好的素材，为鉴定人类特有的遗传变化开辟了一条新的道路。”