如果以基因的傳遞程度,以及生存的區(qū)域情況來考量物種的成功與否,那么人類可能是地球上最成功的單一物種。
我們現(xiàn)在有超過80億人口,生活在地球陸地的幾乎所有環(huán)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)的演化并非一帆風(fēng)順,我們的譜系在歷史上有過多次滅絕危機。
例如根據(jù)本周發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項新研究發(fā)現(xiàn),大約90萬年前就可能發(fā)生過一次重大種群危機事件,當(dāng)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(xù)了11.7萬年,在這段時間內(nèi)人類祖先的種群數(shù)量一直處在極低水平。
很多人可能會好奇,當(dāng)時人口只剩下怎么點點,怎么沒有受到遺傳多樣性減少或者近親繁殖的負(fù)面影響,從而走向滅絕呢?
在回答這個問題前,我們先來了解一下為什么科學(xué)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(xué)家很早就發(fā)現(xiàn),在更新世的這段時間內(nèi)(90萬年前前后),與其他化石記錄相比,人類祖先的化石數(shù)量非常少,但一直也沒有找到好的相關(guān)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(jīng)歷了一次嚴(yán)重的人口瓶頸——當(dāng)時根本沒有多少個體能夠有機會留下化石證據(jù)。
研究人員使用了一種名為 FitCoal的創(chuàng)新技術(shù),與以往不同的是,這項技術(shù)并非依賴化石,而是利用3154個現(xiàn)代人的基因組序列來推斷古代人類的基因多樣性。
結(jié)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。
通過公式計算遠(yuǎn)古祖先種群數(shù)量,圖源:中國科學(xué)院
然后,他們再用一個新公式,計算古代人口數(shù)量,結(jié)果表明在這段時間內(nèi),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(shù)量,大約維持在27000人左右。
根據(jù)國際自然保護聯(lián)盟(IUCN)的標(biāo)準(zhǔn),物種只有1280個繁殖個體的話,它將被歸入“瀕危”和“極度瀕危”之間。
你可能想知道,到底是什么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(dǎo)致氣溫劇烈波動,而這可能導(dǎo)致了嚴(yán)重的干旱事件,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(dǎo)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(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,據(jù)估計,由于這一關(guān)鍵的種群瓶頸,現(xiàn)代人類目前遺傳多樣性的大約65.85%可能已經(jīng)丟失。
那么,就像我們前面提到的,這么點點人口是怎么能存活下來的呢?缺少遺傳多樣性的它們又是如何應(yīng)對持續(xù)11.7萬年的惡劣條件呢?這么點點人難道不會因為近親繁殖帶來遺傳病嗎?
關(guān)于人類祖先如何在極端環(huán)境下存活下來需要更多的證據(jù)才能知道,但關(guān)于為什么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(tài)學(xué)家曾提出過一個模型,被稱為50/500規(guī)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,這項研究并沒有確定當(dāng)時這些人都生活在哪里,如果是彼此遠(yuǎn)離的話,那么近親繁殖的風(fēng)險依然會很高。
不過與很多人想得不一樣,嚴(yán)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(shù)個體開始,最終演變成上億數(shù)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(jié)果這些兔子在種群峰值的時候達到驚人的100億只,不知道澳大利亞其它所有哺乳動物加起來有沒有這么多。
澳大利亞控制兔子數(shù)量已經(jīng)不是什么新鮮事了,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只的數(shù)量。
近親繁殖對它們肯定沒起作用,因為事實證明,它們的遺傳多樣性并不比歐洲穴兔差。
北美的歐洲椋鳥是另外一個例子,好吧,也是在歐洲人到達后,放生了幾十只椋鳥,結(jié)果也變成了上億只,對北美生態(tài)影響顯著,和澳大利亞兔子如出一轍。
近親繁殖肯定會導(dǎo)致后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于許多因素,比如生態(tài)中的競爭關(guān)系,物種自身的適應(yīng)能力等等。
澳大利亞兔子能夠從13只變成數(shù)億只,最主要的原因被認(rèn)為是它們到了澳大利亞之后沒什么食草競爭者,同時他們生存能力也很強——靠超強的繁殖能力來能應(yīng)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(jīng)在它們的生態(tài)系統(tǒng)中有著絕對優(yōu)勢了。
直立之后,人類祖先更容易從低洼的樹枝上采摘水果和其他食物;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(yōu)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(yán)重的近親繁殖,也有很大活下去的希望吧!