来自美国、意大利和中国的科学家团队可能终于解释了非洲和欧亚大陆化石记录中存在的巨大空白。根据8月31日发表在《科学》杂志上的一项研究中的模型，人类祖先的种群在80万至90万年前急剧下降。他们估计，在这个早更新世和中更新世之间的过渡时期，只有1280个繁殖个体存活。根据这项研究，在这个持续约11.7万年的祖先瓶颈期开始时，约有98.7%的祖先种群消失了。
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在晚更新世时期，现代人类开始扩散到非洲大陆以外，而尼安德特人等其他人种开始灭绝。澳大利亚大陆和美洲也首次出现了人类，并且气候普遍寒冷。这个时期以其巨大的冰盖和冰川而闻名，这些冰盖和冰川遍布全球，塑造了我们今天在地球上看到的许多地貌。
在这项研究中，研究小组使用了一种名为“快速无穷时间汇聚过程”（FitCoal）的新方法，以分析来自3154人的现代人类基因组序列，从而推断古代人口信息。
“FitCoal即使只有少数序列也能检测到古代的严重瓶颈，这是一个突破，”研究合著者、德克萨斯大学健康科学中心休斯顿分校的理论群体遗传学家Yun-Xin FU在声明中说道。
FitCoal帮助研究小组利用来自10个非洲和40个非非洲种群的当前基因组序列，计算出这种古代生命和遗传多样性的丧失情况。
“早石器时代晚期的这一瓶颈在时间上可以解释非洲和欧亚大陆化石记录中的空白，”研究合著者、罗马大学人类学家Giorgio Manzi在声明中说道。“这恰好与这个提出的人类化石证据大量丢失的时期相吻合。”
导致人口下降的一些潜在原因主要与极端气候有关。气温变化、持续的严重干旱以及猛犸象、乳齿象和巨懒等动物的灭绝可能导致食物来源枯竭。根据这项研究，由于这次瓶颈事件，估计当前遗传多样性的65.85%可能已经丢失。遗传多样性的丧失延长了能够成功繁殖的人类数量极少的时期，对该物种构成了重大威胁。
然而，这次瓶颈事件也可能促成了一个物种形成事件，即一个谱系产生了两个或两个以上的物种。在这个物种形成事件中，两条祖先染色体可能融合形成现在现代人类的2号染色体。2号染色体是第二大的人类染色体，跨越约2.43亿个DNA碱基对。理解这个分裂有助于研究小组确定丹尼索瓦人、尼安德特人和智人（现代人类）的最后共同祖先。
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“这一新发现开启了人类进化研究的新领域，因为它引发了许多问题，例如这些人生活在哪里，他们如何克服了灾难性的气候变化，以及瓶颈期间的自然选择是否加速了人类大脑的进化，”合著者、华东师范大学进化与功能基因组学专家Yi-Hsuan PAN在声明中说道。
在未来的研究中，研究人员可以继续寻找答案，解释在气候逆境下，如此小的种群是如何得以生存的。学会控制火以及开始变得更适宜人类生存的气候变化，可能促成了大约81.3万年前人类种群的快速增长。
“这些发现仅仅是个开始，”研究合著者、上海营养与健康研究所理论群体遗传学家兼计算生物学家LI Haipeng在声明中说道。“未来利用这些知识的目标是描绘出早更新世到中更新世过渡时期人类进化的更完整图景，这将继续解开早期人类祖先和进化的奥秘。”
