一个5.5万年前的胎儿遗骸，揭示了尼安德特人衰落的真相

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地球是一个奇迹

文化｜德国

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这具仅存12块碎骨的罕见尼安德特人胎儿遗骸，其古DNA为研究更早的演化分支提供了重要线索，也帮助研究人员追溯到尼安德特人灭绝前发生的一次大规模种群崩溃事件。｜国家地理图片集

1968至1970年间，在德国南部一座村庄上方的塞瑟费尔斯岩洞（Sesselfelsgrotte）岩棚遗址中，出土了十余块微小的古人类骨骼碎片。

这些骨骼在博物馆的藏品堆中被尘封了数十年，直到20世纪90年代才被科学家重新检视研究。

这批遗骸包含股骨与腓骨残片、一块颅顶骨以及数根肋骨，均未发育完全；每块骨骼仅数厘米长，即便与人类最幼小的孩童骨骼相比，也要小巧许多。

2006年，德国一名科学家正式公布了这批骨骼的归属：它们属于一具约5.5万年前、即将足月分娩的尼安德特人胎儿。

 葡萄阿尔加维大学（University of the Algarve）的考古学家与地球科学家、国家地理探险家阿尔维塞·巴比耶里（Alvise Barbieri）表示：“尼安德特人幼体的骨骼遗骸，无论是出生前的胎儿，还是刚出生的婴儿，都极度罕见。据我所知，目前仅有另一具出土于法国的同类标本被系统研究过。”

如今，巴比耶里及其团队从这具尼安德特人胎儿骨骼中成功提取出古DNA，并完成了线粒体基因组测序。

分析结果显示，该胎儿隶属于尼安德特人家族谱系中一个更为古老的分支，而非最终称霸欧洲、并在约4万年前走向灭绝的晚期支系。

这份珍贵的胎儿古DNA为研究人员勾勒古老支系的全貌提供了关键线索，也让他们得以精准定位一次严重的种群崩溃事件——此次事件导致尼安德特人的遗传多样性大幅缩减，而这一过程发生在其整体灭绝数万年前。

除了这具胎儿的线粒体基因组外，研究团队还对出土于欧洲多地的9具尼安德特人遗骸进行了线粒体基因组测序，这些遗骸分别发现于比利时、法国、德国和塞尔维亚的多个遗址。

研究人员将这10组全新的尼安德特人线粒体基因组与49组已知的基因组数据整合分析后，确认以该胎儿为代表的早期尼安德特人支系，与晚期尼安德特人支系存在显著的遗传差异。

这一关键发现，让研究人员得以推算出：尼安德特人约在6.5万年前遭遇了一次遗传瓶颈，即种群数量急剧萎缩，进而导致遗传多样性大量流失。

这项新研究为此次遗传瓶颈的发生时间，提供了目前最精准的估算值。

研究人员认为，这一事件的发生时期，恰逢冰河时代欧洲的巨大冰盖将尼安德特人逼退至法国西南部的相对无冰区域——这片被科学家称作冰川避难所（glacial refugium）的地带，成为了尼安德特人最后的生存庇护所。

该研究表明，冰盖逐渐消退后，尼安德特人的种群数量得以回升，并重新扩散至欧洲各地，但此时其种群内部的遗传相似度已达到极高水平。

最终，尼安德特人在4.5万至4.2万年前经历了最后一次种群崩溃，不久后便彻底灭绝（期间部分尼安德特人与智人发生了基因交流）。

研究人员推测，其最终灭绝或许与气候变化密切相关，这场气候变迁导致尼安德特人的狩猎和觅食领地不断缩小。

未参与该研究的普林斯顿大学（Princeton University）遗传学家约书亚·阿基（Joshua Akey）指出，晚期尼安德特人所呈现出的极高遗传相似度，是一个令人瞩目的现象。

阿基称：“种群规模的快速缩减，意味着尼安德特人在最终灭绝来临前，早已面临着严峻的种群生存压力。” 

尼安德特人的种群瓶颈危机

尽管科学家们早已推测尼安德特人曾经历过遗传瓶颈，但这项新研究是首次为这一事件提出具体的时间节点。

而得益于这具胎儿及其他尼安德特人样本的线粒体基因组数据，研究人员如今得以锁定该事件的发生时间。

未参与该研究的威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin-Madison）古人类学家约翰·霍克斯（John Hawks）表示，虽然具体的发生时间仍存在学术争议，但“这一核心观点有充分的证据支撑”。

他进一步解释：“晚期欧洲的尼安德特人，部分源自6.5万年后一个规模极小的奠基种群。”未参与该研究的纽约州立大学布法罗分校（SUNY Buffalo）遗传学家查里克莱娅·卡拉乔吉奥（Charikleia Karageorgiou）认为，“晚期尼安德特人支系仅存有限的遗传多样性”这一发现，“极具研究价值与探索意义”。 

她表示，只有对更多个体的基因组完成测序，科学家才能更全面地还原尼安德特人的演化历程：“在我看来，这正是当前该领域最令人期待的研究前沿。”

一块拥有5.5万年历史的尼安德特人胎儿肋骨。

一段尼安德特人胎儿的股骨。

尼安德特人胎儿样本的深度解析

从5.5万年前的骨骼中提取有效的古DNA本就难度极大，而巴比耶里团队在从胎儿样本中提取古DNA时，还面临着额外的挑战。

通常情况下，科学家会从牙齿样本中提取古DNA，因为牙釉质层能够为DNA提供良好的保护；但胎儿并无牙齿，且这批遗骸也未保留完整的颌骨。

内耳的岩骨（petrous bones）一般是古DNA的天然富集部位，然而该样本中并未发现这类骨骼。

巴比耶里强调，胎儿的骨骼样本中，仅有不到万分之一的材料能提取出可用于分析的有效古DNA。

其含量极低，因此仅能完成线粒体DNA的测序——这种DNA存在于细胞的线粒体中，仅通过母系遗传——却无法获取完整基因组所需的、更全面的细胞核DNA。

巴比耶里解释道：“由于古DNA的整体保存状况极差，我们无法提取出细胞核古DNA，不过未来的采样技术或许能实现这一目标。”他推测，这具尼安德特人胎儿可能在其母亲死亡时一同被掩埋，但母亲的遗骸至今仍未被发现。 

除了古基因分析外，巴比耶里团队还对这具胎儿化石进行了显微CT扫描和解剖学研究，相关研究成果的部分细节，已撰写成未经同行评审的论文，于2月末上传至预印本平台bioRxiv。

巴比耶里表示，在这项预印本研究中，团队以发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）的研究结论为基础，进一步探究了尼安德特人产前发育的新细节，包括胎儿期的骨骼发育规律。

这一研究也让他们得以将尼安德特人胎儿与现代人类胎儿进行系统对比。

两项研究共同揭示了尼安德特人的全新特征，以及它们与现代人类的异同之处。目前，科学家尚未完全厘清约4万年前尼安德特人最终灭绝的所有诱因，但这些最新研究为解开这一谜题提供了关键的线索。