除了左鎮人,還有哪些古代人們在台灣生活過? - 泛科學

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目前台灣原住民的祖先,大概在6000年前跨海移民台灣,然而更久以前的1到7萬年前這段期間,台灣與東亞大陸直接相連,有不少動物穿梭兩岸[4]。

智人至少在8萬年前已經抵達東亞 ... 0 1 0 文字 分享 友善列印 繁| 简 0 1 0 專欄 文明足跡 遠古生物 除了左鎮人,還有哪些古代人們在台灣生活過? 寒波 ・2015/12/31 ・3313字 ・閱讀時間約6分鐘 ・SR值519 ・六年級 +追蹤 相關標籤: 亮島人(1) 出台灣說(3) 南島語族(18) 古代DNA(43) 大坌坑文化(3) 澎湖原人(1) 熱門標籤: 量子力學(47) CT值(8) 後遺症(3) 快篩(7) 時間(37) 宇宙(82) 國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!! 取自這裡 長久以來,大家對最早的台灣人印象,大概就是「兩、三萬年前」的左鎮人,不過最新同位素定年結果卻顯示,最古老的左鎮人樣本距今只有3000年[1]。

不是左鎮人,那麼台灣地區最古老的人究竟是何時何人,媒體列出的候選人:「澎湖原人」、「亮島人」、「大坌坑文化人」又是誰[2]? 澎湖原人:不是智人的奇特古人種 智人起源於非洲,再散佈到世界,然而智人並不是最早離開非洲的,早在100多萬年前,往東的直立人(Homoerectus)已經來到東亞最東邊,相關化石中最知名的是東亞北方的北京人,以及南方的爪哇人。

直立人或任何古代人種(archaicHomo)有沒有到過台灣?台灣現在是個島,但冰河時期海平面降低之際,會與東亞大陸相連,因此古代人種有機會直接走來台灣。

最近這個可能性,由不是在本島陸上找到,而是在澎湖海底撈到的澎湖原人證實[3]。

考量澎湖海底曾是陸地的時期,與參考也在當地撈到的動物化石,估計澎湖原人生存的年代不會超過45萬年,較可能是1到7萬年,或13到19萬年間,這兩個海水退潮,讓這些沒穿褲子的人可以行走的時期(為什麼台灣媒體普遍報導是19到45萬年前,不得而知)。

澎湖原人化石形態具備直立人的特徵,不過整體看來比距今70到120萬年的爪哇人,以及40到75萬年前的北京人更原始(primitive),但年代竟然更近代。

澎湖原人化石面面觀,它保留了半截下顎與數棵牙齒。

(取自ref3) 澎湖原人人類演化上意義在於,地理上它是最東的古代人種(再往前走,就是沒加蓋的太平洋,不可能更東),延伸了古代人種的分佈範圍;另外形態看似更原始,與周圍直立人明顯不同,年代卻十分接近現在,意謂可能有一枝不同於直立人的古老人種,與直立人長期在東亞共存。

澎湖原人怎麼來的?這問題沒有答案,但依舊能確定,澎湖原人與後來抵達的智人沒有直接關係,只是遠房表親。

舊石器時代:不知何許人也 目前台灣原住民的祖先,大概在6000年前跨海移民台灣,然而更久以前的1到7萬年前這段期間,台灣與東亞大陸直接相連,有不少動物穿梭兩岸[4]。

智人至少在8萬年前已經抵達東亞,4萬多年前登陸澳洲,這些以採集狩獵為生的早期智人族群,在南島語族的祖先之前,有沒有到過台灣? 從澎湖海溝中打撈獲得的古菱齒象化石,骨架復原圖。

(取自ref4) 應該有,代表性的證據是長濱文化,沒有發現人類遺骸,但有人生活過的跡象,雖說確切年代不明,卻可以肯定比南島語族更早,至少超過15000年[5]。

這批台灣智人界最早的居民,有人懷疑過是左鎮人,不過既然最老的左鎮人只有3000年,那麼顯然另有其人。

另外,澎湖海底也曾直接打撈到萬年以上的智人遺骸。

也許這些最早踏上台灣的智人,還曾見過澎湖原人? 亮島人:尚未成為南島語族的大陸居民 亮島人生活在8000多年前,與台灣原住民關係密切,不過地理上亮島位於馬祖旁邊,其實算是東亞大陸邊緣。

從古至今的人代代相傳,遺傳上逐漸累積差異,科學家把粒線體DNA上的一系列變異,定義為各種單倍群(haplogroup),同一個單倍群之下,再細分為衍生的單倍型(haplotype),以此追蹤親緣上的先後次序。

亮島人最關鍵的價值,在於他整套粒線體DNA都被定序成功[6]。

亮島人粒線體的單倍群是E,E旗下還有一大堆衍生出來的單倍型,在目前所有屬於南島語系的族群,也就是「南島語族」中都存在,除了玻里尼西亞例外;有意思的是,亮島人在地理上其實更接近中國,然而現在全中國族群中,卻完全沒有E;相對的,E本身是從M9這個單倍群演變而來,但M9儘管普遍見於中國沿岸,卻在台灣原住民中完全不存在。

單倍群E1在各地南島語族中,各自所占比例。

重點是,除了玻里尼西亞以外,到處都有。

(取自ref6) 用分子演化估計E誕生的時間,大概介於8000到10000多年前,換句話說,所有從E衍生而來的粒線體單倍型,至少都出現在萬年以內。

另外台灣原住民與漢人在遺傳上分開的時間,也與E誕生的時間幾乎一致。

因此亮島人的發現強烈支持南島語系的「出台灣說」,也就是南島語系發源於數千年前的台灣,再從台灣擴散到各地。

大坌坑文化:南島語族在台灣的奠基與擴張 南島語族的祖先來到台灣時,從亞洲大陸帶來一些農作物,將農業引進台灣,讓台灣步入新石器時代,並奠定未來南島語族的農業基礎。

大坌坑文化是台灣最老的新石器文化,距今約4200到6000年,相關遺址分佈遍及台灣南北[7]。

除了出現台灣最早的陶器與農耕記錄外,語言學估計如今超過1200種語言的南島語系,最初誕生在5200年前,第一次分化發生在4200年前,這段期間差不多就是大坌坑文化的時期。

位於台南,屬於大坌坑文化的南關里東遺址中,出土台灣最早的稻米。

(取自這裡) 由目前資訊推論,現在的台灣原住民與漢人,大概是在一萬多年前分化。

原住民祖先那時住在中國東南沿海附近,生活到6000年前左右[8],帶著農作物渡海向台灣移民,取代或融合了原本的居民,之後兩岸間陸續有文化交流,遺傳上卻相對獨立。

這些移民的後代在台灣島上,發展出大坌坑文化與最初的南島語,部分人在4000多年前又從南台灣出海,把語言與生產技術(例如構樹[9][10][11])帶出台灣,幾千年來多次與當地族群混血及遷徙,最終形成如今跨越印度洋與太平洋,龐大的南島語族;另一方面,當初留在台灣的人,則形成我們所知的台灣原住民,後來遇見再度由亞洲大陸渡海來台的漢人。

由目前資訊推論,早期南島語族進入與離開台灣的路徑:(1)尚未來台前,處於福建沿海一帶(2)跨海來到北台灣(3)迅速在西岸由北往南遷徙、擴張,出現大坌坑文化,發展源自亞洲大陸的農業(4)一群人從南台灣出海,前進菲律賓。

(取自ref6) 最早的台灣人是…… 在認識澎湖原人、亮島人、與大坌坑文化人之後,終於可以讓我們回到最初的問題,台灣最早的人是誰? 不知道讀者覺得如何,不過個人認為,比起這種百萬小學堂般的問題,也許更值得探討的是這些曾出現在台灣的古代人,在人類歷史舞台上的角色為何,以及他們對台灣的意義。

這些問題沒有,也不該有標準答案,只應取決於每個人看待事情的觀點。

參考文獻: 大翻案!左鎮人距今3千非2萬年可能改寫台灣史前史 左鎮人「出局」誰才是最早台灣人? Chang,C.H.,Kaifu,Y.,Takai,M.,Kono,R.T.,Grün,R.,Matsu’ura,S.,…&Lin,L.K.(2015).ThefirstarchaicHomofromTaiwan.Naturecommunications,6. 潛進歷史–水下考古:水下考古與臺灣陸橋動物群 淺談臺東舊石器時代晚期長濱文化 Ko,A.M.S.,Chen,C.Y.,Fu,Q.,Delfin,F.,Li,M.,Chiu,H.L.,…&Ko,Y.C.(2014).EarlyAustronesians:intoandoutofTaiwan.TheAmericanJournalofHumanGenetics,94(3),426-436. Hung,H.C.,&Carson,M.T.(2014).Foragers,fishersandfarmers:originsoftheTaiwaneseNeolithic.Antiquity,88(342),1115-1131. Bellwood,P.(1978).Man’sConquestofthePacific:ThePrehistoryofSoutheastAsiaandOceania(NewYork:OxfordUniv.Press). Chang,C.S.,Liu,H.L.,Moncada,X.,Seelenfreund,A.,Seelenfreund,D.,&Chung,K.F.(2015).AholisticpictureofAustronesianmigrationsrevealedbyphylogeographyofPacificpapermulberry.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,112(44),13537-13542. 民俗植物訴說的「出臺灣說」?台灣是太平洋構樹的原鄉 你有想過構樹如何證明出臺灣說嗎? 本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其facebook同名專頁。

發表意見 文章難易度 剛好 太難 所有討論 0 登入與大家一起討論 寒波 173篇文章 ・ 620位粉絲 +追蹤 生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。

部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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最近十年古代DNA研究大行其道,光是發表於Cell、Nature、Science的論文就多到要辛苦讀完,加上其他期刊更是眼花撩亂。

「古代遺傳學」的衝擊毋庸置疑,開創者帕波(SvantePääbo)足以名列歷史偉人;然而,得知2022年諾貝爾生理或醫學獎由他一人獨得,還是令人吃驚——諾貝爾獎竟然會頒給人類演化學家? 諾貝爾獎有物理獎、有化學獎,但是沒有生物學獎,而是「生理或醫學獎」。

帕波獲獎的理由是:「發現滅絕人類的基因組以及研究人類演化」。

乍看和生理或醫學沒有關係,深入思考……好像還真的沒有什麼關係。

偷用強者我朋友的感想:「應該就是選厲害的。

第一個和生理或醫學無關的生理或醫學獎得主,聽起來滿屌的」。

帕波直接的貢獻非常明確,在他的努力下,重現消失數萬年的尼安德塔人(Neanderthal)基因組。

他為什麼想要這樣做,過程中經歷什麼困難,發現又有什麼意義呢? 喜愛古埃及的演化遺傳學家 帕波公元1955年在瑞典出生,獲獎時67歲。

他從小對古埃及有興趣,大學時選擇醫學仍不忘古埃及,但是一生都在追求新奇的帕波,嫌埃及研究的步調太慢,後來走上科學研究之路。

1980年代初博士班時期,他使用當時最高端的分子生物學手段探討免疫學,成果發表於Cell等頂尖期刊,可謂免疫學界的頂級新秀。

然而,他始終無法忘情逝去的世界。

1984年美國的科學家獲得斑驢的DNA片段,轟動一時。

斑驢已經滅絕一百年,能夠由其遺骸取得古代DNA,令博士生帕波大為震撼。

他很快決定結合自己的專業與興趣,嘗試由古埃及木乃伊取得DNA,並且獨立將結果發表於Nature期刊。

古代DNA。

圖/取自參考資料1 博士畢業後,帕波義無反顧地轉換領域,遠渡美國追隨加州柏克萊大學的威爾森(AllanWilson)。

威爾森在1970年代便開始探討分子演化,後來又根據不同人類族群間粒線體DNA的差異,估計非洲以外的人群,分家只有幾萬年,支持智人出非洲說。

帕波正式投入相關研究後意識到,從古代樣本取樣DNA的汙染問題相當嚴重。

這邊「汙染」的意思是,並非抓到樣本內真正的古代DNA目標,而是周圍環境、實驗操作者等來源的DNA;包括他自己之前的木乃伊DNA,很可能也不是真正的古代DNA。

另一大問題是,生物去世後DNA便會開始崩潰,經歷成千上萬年後,樣本中即使仍有少量遺傳物質殘存,含量也相當有限。

帕波投入不少心血改善問題。

例如那時新發明的PCR能精確並大量複製DNA,他馬上用於自己的題目(更早前是利用細菌,細菌繁殖時順便生產DNA)。

多年嘗試後,他決定放棄埃及木乃伊(埃及木乃伊的基因組在2017年成功),改以遺傳與智人差異較大的尼安德塔人為研究對象。

取得數萬年前尼安德塔人的DNA 根據現有的證據,尼安德塔人是距今約4萬到40多萬年前的古人類。

確認為尼安德塔人的第一件化石,於1856年在德國的尼安德谷發現,並以此得名(之前2次更早出土化石卻都沒有意識到)。

這是我們所知第一種,不是智人的古代人類(hominin)。

延伸閱讀:直布羅陀,第二位尼安德塔人Forbes’Quarry的DNA 對於古人類化石,一百多年來都是由考古與型態分析。

帕波帶著遺傳學工具投入,不但增進考古和古人類學的知識,也拓展了遺傳學的領域。

他後來前往德國的慕尼黑大學,幾年後又被挖角到馬克斯普朗克研究所,領導萊比錫新成立的人類演化部門,多年來培養出整個世代的科學家,也改變我們對人類演化的認知。

不同個體的粒線體DNA之間差異,智人與黑猩猩最多,智人與智人最少,智人與尼安德塔人介於期間。

圖/取自參考資料2 帕波在1996年首度取得尼安德塔人的DNA片段,來自粒線體。

他為了確認結果,邀請一位美國小女生重複實驗,驗證無誤,她就是後來也成為一方之霸的史東(AnneStone)。

比較這段長度105個核苷酸的片段,尼安德塔人與智人間的差異,明顯超過智人與智人。

然而,粒線體只有16500個核苷酸,絕大部分遺傳訊息其實藏在細胞核的染色體中。

想認識尼安德塔人的遺傳全貌,非得重現細胞核的基因組。

可是一個細胞內有數百套粒線體,只有2套基因組,因此粒線體DNA的含量為細胞核數百倍;而且染色體合計超過30億個核苷酸,數量無比龐大。

可以說,細胞核基因組可供取材的DNA量少,需要復原的訊息又多,比粒線體更難好幾個次元。

方法學與時俱進:從PCR到次世代定序 一開始,帕波與合作者使用PCR,但是帕波知道這是死路一條。

取樣DNA會破壞材料,尼安德塔人的化石有限;PCR一次又只能復原幾百核苷酸,要完成30億的目標遙遙無期。

帕波持續努力克服難關。

2000年人類基因組首度問世,採取「霰彈槍」定序法,大幅提升效率;也就是將DNA序列都打碎,一次定序一大堆片段,再由電腦程式拼湊。

帕波因此和454生命科學公司合作,改用新的次世代定序法,偵測化石中的古代DNA。

2006年發表的論文可謂里程碑,報告次世代定序得知的100萬個尼安德塔人核苷酸,足以進行一些基因體學的分析。

帕波當時在美國的合作者魯賓(EdwardRubin)持續使用PCR,雙方分歧愈來愈大,終於分道揚鑣。

所以很可惜地,2010年尼安德塔人基因組論文發表時,魯賓沒有參與到最後。

這是人類史上第一次,取得滅絕生物大致完整的基因組,也是帕波獲頒諾貝爾獎的直接理由。

帕波戰隊。

圖/取自 TheNeandertalGenomeProject 鐵證:尼安德塔人與智人有過遺傳交流 這份拼湊多位尼安德塔人的基因組,儘管品質不佳,卻足以解答一個問題:尼安德塔人與智人有過混血嗎?答案是有,卻和本來想的不一樣。

尼安德塔人沒有長居非洲,主要住在歐洲、西南亞、中亞,也就是歐亞大陸的西部。

假如與智人有過混血,歐洲人應該最明顯。

結果並非如此。

帕波的組隊能力無與倫比,他廣邀各領域的菁英參與計畫,不只取得DNA資料,也陸續研發許多分析資料的手法,其中以哈佛大學的瑞克(DavidReich)最出名。

分析得知,非洲以外,歐洲、東亞、大洋洲的人,基因組都有1%到4%能追溯到尼安德塔人(後來修正為2%左右)。

所以雙方傳承至今的混血,發生在智人離開非洲以後,又向各地分家以前;並非尼安德塔人主要活動的歐洲。

首度由DNA定義古代新人類:丹尼索瓦人 復原古代基因組的工作相當困難,不過引進次世代定序後,從不可能的任務降級為難題,尼安德塔人重出江湖變成時間問題。

出乎意料,同樣在2010年,帕波戰隊又發表另外2篇論文,描述一種前所未知的古人類:丹尼索瓦人(Denisovan)。

不是藉由化石,而是首度由DNA得知新的古代人種。

根據細胞核基因組,尼安德塔人、丹尼索瓦人的親戚關係最近,智人比較遠,三群人類間有過多次遺傳交流。

圖/取自參考資料1 丹尼索瓦人得名於出土化石的遺址(地名來自古時候當地隱士的名字),位於西伯利亞南部的阿爾泰地區,算是中亞。

帕波對這兒並不陌生,之前俄羅斯科學家在這裡發現過尼安德塔人化石,而且由於乾燥與寒冷,預計化石中的古代DNA保存狀況應該不錯。

帕波戰隊對丹尼索瓦洞穴中的一件小指碎骨定序,首先拼裝出粒線體,驚訝地察覺到這不是智人,卻也不是尼安德塔人,接下來的細胞核基因組重複證實此事。

它們變成前後2篇論文,帕波出名的不喜歡物種爭論,不使用學名,所以直稱其為「丹尼索瓦人」。

還有幾顆丹尼索瓦洞穴出土的牙齒也尋獲粒線體,而且這些臼齒特別大,型態前所未見。

奇妙的是,丹尼索瓦人粒線體、基因組的遺傳史不一樣;和智人、尼安德塔人相比,尼安德塔人的粒線體比較接近智人,細胞核基因組卻比較接近丹尼索瓦人。

這反映古代人類群體間的遺傳交流相當複雜,不只是智人、尼安德塔人,也不只有過一次。

後來又在丹尼索瓦洞穴發現一位爸爸是丹尼索瓦人、媽媽是尼安德塔人的混血少女,更是支持不同人群遺傳交流的直接證據。

延伸閱讀:首度發現!媽媽是尼安德塔人、爸爸是丹尼索瓦人的混血中二少女 遠觀丹尼索瓦洞穴。

圖/取自論文〈AgeestimatesforhomininfossilsandtheonsetoftheUpperPalaeolithicatDenisovaCave〉的Supplementaryinformation 回溯分歧又交織的人類演化史 重現第一個尼安德塔人基因組後,帕波戰隊持續改進定序與分析的技術,也獲得更多樣本,深入不同族群的分家年代、彼此間的混血比例等問題,新知識不斷推陳出新。

丹尼索瓦人方面,如今仍無法確認他們的活動範圍,不過很可能是歐亞大陸偏東部的廣大地區。

一如尼安德塔人,丹尼索瓦人也與智人有過遺傳交流。

最初估計某些大洋洲人配備4%到6%的丹尼索瓦人血緣,後來修正為2%左右(不同方法估計的結果不一樣,總之和尼安德塔血緣差不多)。

不同智人具備丹尼索瓦DNA的比例差異頗大,某些大洋洲人之外,東亞族群也具備些許,歐亞大陸西部的人卻幾乎沒有。

到帕波獲得諾貝爾獎為止,古代DNA最早的紀錄是超過一百萬年的西伯利亞古代象。

圖/最早古代DNA,超過一百萬年的西伯利亞象 至今年代最古早的人類DNA,來自西班牙的胡瑟裂谷(SimadelosHuesos),距今43萬年左右(最早的是超過一百萬年的古代象,由受到帕波啟發的其餘團隊發表)。

根據DNA特徵,胡瑟裂谷人的細胞核基因組更接近尼安德塔人,可以視作初期的尼安德塔人族群。

然而,他們的粒線體卻更像丹尼索瓦人。

帕波開發的研究方法,不只針對消逝的智人近親,也能用於古代智人與其他生物,累積一批數萬年前智人的基因組。

釐清近期的混血事件外,還能探討不同人群當初分家的時期。

估計尼安德塔人、丹尼索瓦人約在40多萬年前分家,他們和智人的共同祖先,又能追溯到距今50到80萬年的範圍。

智人何以為智人?遠古血脈的傳承,磨合,新適應 消逝幾萬年的尼安德塔人、丹尼索瓦人,皆為智人的極近親。

由於數萬年前的遺傳交流,仍有一部分近親血脈流傳於智人的體內。

這些血脈經過數萬年,早已融入成為我們的一部分。

人,人,人,人呀。

圖/取自參考資料2 智人的某些基因與基因調控,受到遠古混血影響。

最出名的案例,莫過於青藏高原族群(圖博人或藏人)的EPAS1基因繼承自丹尼索瓦人,比智人版本的基因更有利於適應缺氧。

另外也觀察到許多案例,與免疫、代謝等功能有關。

近年COVID-19(武漢肺炎、新冠肺炎)席捲世界,觀察到感染者的症狀輕重受到遺傳差異影響;其中至少兩處DNA片段,一處會增加、另一處降低住院的機率,都可以追溯到尼安德塔人的遠古混血。

非洲外每個人都有1%到2%血緣來自尼安德塔人,不同人遺傳到的片段不一樣。

將不同智人個體的片段拼起來,大概能湊出40%尼安德塔人基因組(不同算法有不同結果),也就是說,當初進入智人族群的尼安德塔DNA變異,不少已經失傳。

失傳可能是機率問題,某一段DNA剛好沒有智人繼承。

但是也可能是由於尼安德塔DNA變異,對智人有害或是遺傳不相容,而被天擇淘汰。

遺傳重組之故,智人基因組上每個位置,繼承到尼安德塔變異的機率應該差不多;可是相比於體染色體,X染色體的比例卻明顯偏低;這意謂智人的X染色體,不適合換上尼安德塔版本。

延伸閱讀:追溯丹尼索瓦人與尼安德塔人,在智人族群留下的遺傳線索 例如2022年發表的論文,比較TKTL1基因上的差異對智人、尼安德塔人神經發育的影響。

圖/取自〈HumanTKTL1impliesgreaterneurogenesisinfrontalneocortexofmodernhumansthanNeanderthals〉 智人之所以異於非人者幾希?藉由比較智人的極近親尼安德塔人,能深入思考這個大哉問。

是哪些遺傳改變讓智人誕生,後來又衍生出什麼不可取代的遺傳特色?另一方面也能反思,某些我們以為專屬智人的特色,其實並非智人的專利。

分析遺傳序列,畢竟只是鍵盤辦案,一向雄心壯志的帕波,當然想要更進一步解答疑惑。

比方說,尼安德塔人、智人間某處DNA差異對神經發育有什麼影響?體外培養細胞、模擬器官發育的新穎技術,如今也被帕波引進人類演化學的領域。

延伸閱讀:短篇比起智人,尼安德塔人痛覺可能更敏感? 瑞典與愛沙尼亞之子,德國製造,替人類做出卓越貢獻的人 回顧完帕波到得獎時的精彩成就,他的工作與生理或醫學有哪些關係,各位讀者可以自行判斷。

我還是覺得沒什麼直接關係,如遠古混血影響病毒感染的重症機率這種事,那些DNA變異最初是否源自尼安德塔人,其實無關緊要。

不過多少還是有些影響,像是為了研究古代基因組而研發出的基因體學分析方法,應該也能用於生醫領域。

《尋找失落的基因組》台灣翻譯本。

帕波2014年時發表回憶錄《尋找失落的基因組》,自爆許多內幕。

台灣的翻譯出過兩版,可惜目前絕版了。

我在2015年、2019年各寫過一篇介紹。

書中有許多值得玩味之處,不同讀者會看到不同重點,有興趣可以找來閱讀,看看有什麼啟發。

延伸閱讀:《尼安德塔人:尋找失落的基因組》-科學界30年第一手內幕揭秘延伸閱讀:請給我一些錢、機器,跟尼安德塔人骨頭-《尋找失落的基因組》+《每個人的短歷史》  主題是諾貝爾獎就不能不提,帕波得獎也讓諾貝爾新添一組父子檔,他的爸爸伯格斯特龍(SuneKarlBergström)是1982年生理或醫學獎得主。

為什麼父子不同姓?因為他是隨母姓的私生子,父子間非常不熟。

他的媽媽卡琳.帕波(KarinPääbo)是愛沙尼亞移民瑞典的化學家,2007年去世前曾在訪問提及,她兒子在13、14歲時從埃及旅遊回來,對科學產生興趣。

帕波獲頒諾貝爾獎後受訪提到,可惜媽媽已經去世,無法與她分享榮耀。

移民異國討生活的單親媽媽,能夠養育出得到諾貝爾獎的兒子,也可謂偉大成就。

人類演化的議題弘大淵博,但是究其根本,依然要回歸到一代一代的傳承。

每個人都無比渺小,卻也是全人類中的一份子,親身參與其中。

諾貝爾生理或醫學獎2022年的頒獎選擇,乍看突兀,仔細思索卻頗有深意。

帕波的研究也許很不生理或醫學,卻再度強化諾貝爾奬設立的精神:「獎勵替人類做出卓越貢獻的人」。

帕波得獎後接受電話訪問: 延伸閱讀 請給我一些錢、機器,跟尼安德塔人骨頭-《尋找失落的基因組》+《每個人的短歷史》 《尼安德塔人:尋找失落的基因組》-科學界30年第一手內幕揭秘不用觀落陰,DNA帶你重回人類大歷史現場——古代DNA追追追(上)啊~追著你的人、追著你從哪來、追著你的發展歷史——古代DNA追追追(下)想重現侏儸紀公園?先征服古代DNA的種種難題!人類祖源懶人包人類古代DNA懶人包,2021年克羅馬儂人是什麼人?尼安德塔人跟智人是不是同種?直布羅陀,第二位尼安德塔人Forbes’Quarry的DNA住在中亞Chagyrskaya的尼安德塔人,人口未滿60沒有化石沒關係,從泥土也能取得尼安德塔人DNA!首度發現!媽媽是尼安德塔人、爸爸是丹尼索瓦人的混血中二少女丹尼索瓦人(上):尼安德塔人的神秘近親丹尼索瓦人(中):他們仍活在我們體內丹尼索瓦人(下):翻轉人類演化學的古人種丹尼索瓦人小指不像尼安德塔人,比較像是智人20萬年前丹尼索瓦人,溫暖氣候的優秀獵人丹尼索瓦洞穴泥土中的DNA,丹尼索瓦人,尼安德塔人,智人沒有化石,也能用表觀遺傳學重建丹尼索瓦人的長相?43萬年前胡瑟裂谷化石,DNA更接近尼安德塔人智人與尼安德塔人10萬年前有過混血尼安德塔人原本的Y染色體,被智人流取代最初移民歐洲的智人,與尼安德塔人情慾交流,但是後來滅團超過4.5萬年捷克金馬小姐,最古早已知智人DNA尼安德塔人與穿越時代的腸道菌!與古代人共生,是怎樣的微生物?我們都有尼安德塔人的血統,但你知道你有多尼安德塔嗎?與尼安德塔人和丹尼索瓦人,都混血過的美拉尼西亞人遠古情慾流動,美拉尼西亞人收到的遺傳利益追溯丹尼索瓦人與尼安德塔人,在智人族群留下的遺傳線索滅亡萬年的尼安德塔人,他們的DNA仍影響著現代人?冰島族群研究,尼安德塔DNA對現代人影響可能很小很小巴瑤人x脾臟x基因變異:讓真人版水行俠潛水很久的秘密是?源自尼安德塔人的DNA,讓WARS嚴重機率增加?源自尼安德塔人的基因,讓WARS重症機率降低短篇比起智人,尼安德塔人痛覺可能更敏感?人類的下個階段,從「神獸」開發潛能到「神人」?——《再.創世》專題 參考資料 Pressrelease:TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine2022.NobelPrize.org.NobelPrizeOutreachAB2022.Wed.5Oct2022.Advancedinformation.NobelPrize.org.NobelPrizeOutreachAB2022.Wed.5Oct2022.GeneticistwhounmaskedlivesofancienthumanswinsmedicineNobelAncientDNApioneerSvantePääbowinsNobelPrizeinPhysiologyorMedicineNature論文蒐集「NobelPrizeinPhysiologyorMedicine2022」EstoniandescendantSvantePääboawardedNobelprize 本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook同名專頁。

發表意見 所有討論 1 登入與大家一起討論 #1 狐禪 2022/10/07 回覆 最主要的問題在於,這些無法驗證的核酸序列,其中又有些不一致之處,結果能稱之為科學嗎? 寒波 173篇文章 ・ 620位粉絲 +追蹤 生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。

部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

TRENDING 熱門討論 即時 熱門 【2022年諾貝爾生理或醫學奬】復現尼安德塔人消逝的DNA,也映襯我們何以為人 1 12小時前 使用「藍碳」捕捉二氧化碳的速度比森林快四倍!這個方法可行嗎?——《圖解全球碳年鑑》 2 2天前 公投第20案【藻礁公投】模擬器 1 3天前 人人都是拷貝貓──暴力影片造就模倣犯? 1 5天前 鑑識故事系列:被植入的性侵記憶 5 2022/09/18 宇宙到底從哪來?從量子力學和相對論來看「宇宙起源」,解釋完全不一樣!——《宇宙大哉問》 2 2022/09/28 【2022年搞笑諾貝爾藝術史獎】浣腸也搞儀式感!藥理學家的馬雅考古 2 2022/09/27 熱帶雨林如何自食其力?——《熱帶雨林:多樣、美麗而稀少的熱帶生命》 2 2022/09/19 RELATED 相關文章 2021年《Science》年度十大科學突破 15萬年前住在哈爾濱的「龍人」到底是誰?真的是丹尼索瓦人嗎? 人類的下個階段,從「神獸」開發潛能到「神人」?——《再.創世》專題 從石器時代走到AI時代,人類準備好面對「人工生命」了嗎?——《再.創世》專題 尼安德塔人與穿越時代的腸道菌!與古代人共生,是怎樣的微生物? 1 1 1 文字 分享 友善列印 1 1 1 歐洲人克服乳糖不耐,少拉肚子就是達爾文贏家? 寒波 ・2022/09/16 ・3812字 ・閱讀時間約7分鐘 +追蹤 相關標籤: lactasepersistence(2) UKBiobank(1) 中東(7) 乳糖(5) 乳糖不耐(3) 乳糖不耐症(3) 乳糖酶(3) 乳糖酶持續性(1) 乳製品(8) 傳染病(30) 古代DNA(43) 基因調控(5) 天擇(30) 寄生蟲(36) 拉肚子(1) 新石器時代(14) 歐洲(23) 演化(327) 畜牧(17) 維生素D(9) 考古(66) 腸道菌(25) 腹瀉(13) 英國生物樣本庫(1) 遊牧(3) 遺傳適應(5) 陶器(5) 飢荒(1) 馴化動物(4) 熱門標籤: 量子力學(47) CT值(8) 後遺症(3) 快篩(7) 時間(37) 宇宙(82) 牛奶、羊奶等生乳中含有乳糖(lactose),可以被乳糖酶(lactase)分解。

但是小朋友長大以後,乳糖酶基因便不再表現,失去消化乳糖的能力。

幾千年前,世界各地卻出現多款基因突變,讓人能一輩子保有乳糖酶。

2022年一項針對歐洲的研究提出觀點:這項能力之所以受到天擇喜好,是因為能避免拉肚子!? 人類如今也發明去除乳糖的牛奶。

圖/被拍電影耽誤的置入性行銷之神──MichaelBay麥可貝 史上最強遺傳適應,演化過程出乎意料? 人類原本和眾多哺乳動物一樣,小時候依賴母乳餵食,長大後不再喝奶,乳糖酶也失去作用。

但是隨著人類馴化牛、羊等動物,即使是成年人也常有機會吃奶。

另一方面,由於乳糖酶基因外頭的調控位置突變,使得許多歐洲、非洲人的酵素在成年後可以持續作用,稱為乳糖酶持續性(lactasepersistence,簡稱LP,也就是乳糖耐受),而且同樣效果的不同突變,至少獨立誕生過5次。

具有某方面優點,使得存在感增加的DNA變異,稱作遺傳適應(geneticadaptation)。

已知的人類案例非常多,天擇的影響力有強有弱,LP算是受到最強烈天擇力量的基因之一。

由此推敲,當人類開始養牛、養羊,又吃奶以後,同時衍生LP應該是順理成章的事?然而,一系列考古學、遺傳學、古代遺傳學的探索,卻徹底打破上述看似合理的推論。

首先,考古學調查發現人類在中東馴化牛、羊,吃奶的歷史至少有9000年,接著距今7000年前已經引進歐洲多處。

再來,由遺骸中直接取得古代DNA得知,LP遺傳變異要等到4000多年前才出現,而且超過3000年前都還很小眾,最近2000年內才大幅提升存在感。

延伸閱讀:起司、優格與馬奶酒:歐亞草原的乳製品,開啟遊牧民族新時代! 顯而易見,人類開始吃奶的年代,比獲得成年後消化乳糖的能力,更早好幾千年。

2022年新發表的研究透過更廣泛的取樣分析,再度確認這件事。

由陶器中取樣乳脂質的地點和年代。

圖/參考資料1 再度確認:吃奶比遺傳突變更早好幾千年 隨著技術進步,如今有好幾種方法判斷古代人會不會吃奶,像是分析牙結石中的乳蛋白、容器中的乳脂質等等。

新研究偵測陶器中的乳脂質,包括以前發表188處,以及新取得366處,總共554處中東、歐洲的遺址中,得知6899件乳製品存在的紀錄。

吃奶的文化能追溯到中東,新石器時代擁有農業的人群,帶著他們的牛、羊一起移民歐洲,也將吃奶文化傳入歐洲。

到了距今7000年前,歐洲各大地區已經出現乳製品。

也許不見得會直接喝生乳,不過肯定存在起司等生乳加工的食品。

比較特殊的是巴爾幹半島,現在的希臘。

那時居民會養牛,養羊,吃肉肉;但是分析超過870件陶器,完全見不到乳脂質的蹤影。

此處或許更晚才建立起吃奶文化。

總之,7000年前吃奶文化已經廣傳歐洲各地。

相比之下,比對不同年代、地點的死人骨頭取樣,消化乳糖的LP遺傳變異最早在4600年前現蹤,比吃奶晚很多。

而且LP出現一段時間後,存在感依然非常低,距今3000到5000年前的青銅時代,LP並沒有什麼過人之處。

到此為止,LP只能說是人類族群中的一款普通變異,還不能算是遺傳適應。

延伸閱讀:不同地區的LP上升年代不一致,例如不列顛就比較早〈青銅時代晚期,不列顛大量移民,和凱爾特語有關?〉 不同年代,歐洲各地的吃奶狀況。

距今7000年前之際(5000BC)吃奶已經相當普及。

圖/參考資料1 現代社會:能代謝乳糖沒有好處,不能代謝只有小小壞處 儘管比本來以為的晚很多,LP遺傳變異在歐洲族群的比例,還是於最近3000年內明顯上升。

它到底因為什麼優點才受到天擇青睞,歷來爭論不休,有人提出營養、維生素D等假說,可是都缺乏決定性的證據。

搜集幾十萬人遺傳資訊的英國生物樣本庫(UKBiobank),近來被大量用於各色分析。

這項研究從中探討LP的影響,分析對象中大部分人具有LP,少數人沒有(論文用語是lactasenon-persistent,縮寫為LNP,也就是乳糖不耐)。

比對得知,LP並不會影響喝奶、食用乳製品的行為。

直接喝奶才有乳糖代謝的問題,加工成起司等乳製品可以避免,但是「問題」也許不是真的問題。

更進一步比對,LP對於健康狀況也沒什麼影響。

簡單說就是:對33萬位英國人的分析發現,LP與否,無關緊要。

加上其餘資訊推論,現代社會在正常情況下,缺乏LP大概就是喝奶拉肚子,不是什麼嚴重的問題。

例如隨著中國經濟發展,沒有LP的中國人大量喝奶,多數也沒怎麼樣。

這也符合台灣人的經驗,台灣人配備LP的比例不高,可是隨著飲食習慣改變,多數人也就是這樣喝奶。

另外喝奶會改變人的腸道菌,影響消化狀況,也是一個影響因素。

普遍缺乏LP的台灣人,很多人也是生乳照樣喝。

圖/[廣宣]牛奶妹徵求中興大學牧場鮮奶長期訂戶 飢荒、疾病,時代力量的逆境考驗? 為了解釋歐洲歷史上LP比例的大幅上升,許多論點提出喝奶的優點,但是想想頗有可疑。

把鮮奶加工製成乳製品,就能輕易抵銷LP問題,即使是飢荒時節也不例外;不能直接喝奶也不會餓死,吃起司就好。

在營養加分方面,能喝奶真的有什麼優勢嗎? 由人群中遺傳變異的比例變化,我們能評估天擇影響的結果,但是不見得能抓到當初天擇真正的目標。

新研究的分析指出,LP的意義似乎不在創造優勢,而是避免劣勢。

跑完一大堆統計分析後,有兩項因素和LP的關聯性最高。

一項是人口數量的波動,另一項是人口的密度。

論文的解釋是,人口數量波動和飢荒有關(飢荒讓人口減少),密度和傳染病有關(人變多會增加傳染病的機率)。

沒有LP的人直接喝奶,副作用往往是腹瀉,在豐衣足食的現代社會多半沒有大害,還能刺激代謝,順便減肥;雖然對某些人而言,拉肚子依然是困擾的問題。

至於營養不良的人,腹瀉更可能出問題;某些疾病下,拉肚子造成脫水,容易重傷害健康。

時常被營養不良、傳染病、飢荒等災厄糾纏,是古代的常態。

由此推論,不論是饑荒的短期逆境,或是傳染病的長期逆境(論文沒有特別討論,我想也包括寄生蟲?),配備LP的人由於能少拉肚子,生存機率也會大一點。

不同地區的人群,在不同年代的LP人口比例。

圖/參考資料1 魔鬼藏在拉肚子? 影響最大的年齡層可能介於5到18歲。

此一小大人的階段,乳糖酶將漸漸失去作用;營養不良、體弱多病的人身體比較脆弱,拉肚子是要命的事,這或許正是天擇的目標! 古時候衛生狀況不佳,拉肚子大概很常見,而未成年人的死亡率也遠勝現在,小孩死掉並不意外。

在此之下,能減少拉肚子的LP遺傳變異,長期累積下來,正面影響力或許頗為可觀。

這項研究的說法是否正確?它仍不足以算是決定性的證據,不過脈絡頗有道理。

非洲也有多個獨立誕生的LP遺傳變異,相較於歐洲了解少很多,這是個潛在的研究方向。

另外不可忽視,讓乳糖酶維持作用的LP遺傳變異,也受到飲食習慣、生活背景影響,不單純是遺傳的事。

例如自古牧業發達的蒙古、哈薩克,居民的LP比例一直很低,幾千年來也活得很好。

少拉肚子也許能解釋歐洲的狀況,其餘地區不宜過度延伸。

延伸閱讀 起司、優格與馬奶酒:歐亞草原的乳製品,開啟遊牧民族新時代!德國青銅時代的戰士們,大多乳糖不耐短篇 新石器時代適應歐洲北部,不吃魚的乳酪理論?以牛為尊的Maykop文化,大家都吃羊奶!6000年前非洲人,牙結石中的乳蛋白蒙古5000年,牛羊馬駱駝,乳製品的歷史 小河公主等4000年前新疆人,遺傳不是西方人,也不是現在的東方人巴瑤人x脾臟x基因變異:讓真人版水行俠潛水很久的秘密是? 參考資料 Evershed,R.P.,DaveySmith,G.,Roffet-Salque,M.,Timpson,A.,Diekmann,Y.,Lyon,M.S.,…&Thomas,M.G.(2022).Dairying,diseasesandtheevolutionoflactasepersistenceinEurope.Nature,1-10.ThemysteryofearlymilkconsumptioninEuropeFamineanddiseasedrovetheevolutionoflactosetoleranceinEuropeHowhumans’abilitytodigestmilkevolvedfromfamineanddiseaseAncientEuropeansfarmeddairy—butcouldn’tdigestmilk 本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook同名專頁。

發表意見 所有討論 1 登入與大家一起討論 #1 fierycloud 2022/09/19 回覆 只是,突然也才覺得,是不是類似一些提及,發酵乳製品的乳糖會被微生物用掉一部份,相關敏感人群對發酵過的可能比較沒狀況?可能主要還是會生鮮食用的,否則其實就算是有養殖的,其實相關環境,多少被微生物處理過?類似一些敘述中,古代儲運糧食,可能多少有發芽發酵發霉過? 寒波 173篇文章 ・ 620位粉絲 +追蹤 生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。

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人類抵達澳洲的年代早於5萬年,在此之後,澳洲有一批大型動物滅團,但是與人類的關係多少,專家們各有主張。

有時候,甚至連人類是否接觸過某種動物都無法肯定。

一項2022年發表的研究,證實一款滅絕的史前大鳥確實與人類發生關係,而且材料相當特別:蛋殼中的古代蛋白質。

[參考資料1,2,3] 澳洲南部5萬年前的牛頓巨鳥與古巨蜥(Megalania)想像圖,兩者皆已滅絕。

圖/PeterTrusler 澳洲5萬年前鳥蛋殼,是塚雉還是巨鳥? 用於分析的材料是澳洲南部出土的一批蛋殼,有被煮食的痕跡;它們距今大概5萬年左右,可以推測是古代人的食物。

蛋殼來自哪種鳥呢? 活跳跳的鳥類可以根據外貌識別,去世後只剩骨頭的鳥類,也能靠著型態差異分辨。

而鳥類產下的蛋,不同鳥蛋的外觀有別,厚度等特徵也有所不同,有時候光是憑藉蛋殼,便能判斷物種。

有專家主張這批古代人吃剩的蛋殼來自牛頓巨鳥(Genyornisnewtoni),這是一款不會飛的大鳥,身高超過2公尺,體重220到240公斤,一顆蛋有1.5公斤重。

牛頓巨鳥在人類抵達澳洲後就消失了,但是沒什麼人類獵捕的骨頭證據。

倘若蛋殼真的產自巨鳥,可以推論這款鳥類的消失與人有關。

然而,也有專家認為這批蛋殼來自塚雉(megapode)。

塚雉體型比牛頓巨鳥小很多,只有5到7公斤重。

澳洲南部尋獲史前鳥蛋殼的遺址位置。

圖/參考資料1 由史前蛋殼中的蛋白質,判斷未知鳥類的演化位置 5萬年前成為人類大餐的鳥蛋,究竟何許鳥也?這項研究搜集多種鳥類的蛋殼型態作比較,也寄希望於遺傳學。

蛋殼的成分主要由碳酸鈣等礦物質構成,不過其中也有少量DNA、蛋白質;可惜出土蛋殼中無法取得足夠的古代DNA。

生物去世後,遺傳物質開始崩解,蛋白質的結構比DNA更穩固,生還機率更高。

好消息是,蛋殼中仍保有一些蛋白質片段,而且足以判斷親戚關係。

組成蛋白質的氨基酸序列取決於DNA編碼,只要知道基因的DNA序列,便能得知蛋白質的序列。

定序DNA比蛋白質容易太多,絕大部分時候假如不知道DNA序列,便不會知道蛋白質。

但是聰明的讀者馬上會想到,我們知道牛頓巨鳥的基因組嗎?假如不知道,即使獲得蛋殼中的蛋白質片段,又該如何比對呢? 儘管缺乏牛頓巨鳥的基因組,好消息是,隨著基因體學發達,已經有大量鳥類物種的定序資訊,像是Bird10000Genomes(B10K)計畫。

所以可以根據各種鳥類的蛋白質序列差異,畫出演化樹,再將蛋殼中取得的蛋白質置於其中一起比較,便能判斷未知鳥類的分類位置。

加入蛋殼鳥後,各種鳥類以蛋白質差異建構的演化樹。

鴕鳥(Struthiocamelus)、鴯鶓(Dromaiusnovaehollandiae)屬於古顎類(Palaeognathae),和蛋殼鳥分屬不同群。

蛋殼鳥(undeterminedootaxon)被歸類為雞雁小綱(Galloanseres)旗下,很早分家的分枝;塚雉(Alecturalathami)屬於雞形目(Galliformes),演化位置和蛋殼鳥差異不少。

圖/參考資料1 大鳥家族史:牛頓巨鳥、鴕鳥、恐鳥為各自獨立巨大化 依照可供分析的氨基酸變異,蛋殼鳥被歸類到雞雁小綱(Galloanseres)中很早分家的演化位置;而塚雉屬於雞形目(Galliformes,旗下有雞、火雞、珠雞、孔雀等一大堆鳥類),分家的時間要更晚得多。

藉由蛋殼殘存的遺傳訊息,無法判斷它是誰的最近親,不過肯定絕對不會是塚雉及其近親。

因此論文判斷,蛋殼應該為牛頓巨鳥的蛋蛋。

倘若真的是牛頓巨鳥,或者說是Genyornis屬旗下的鳥類,這項分析也有助於釐清它的分類位置。

說起不會飛的大鳥,大家都會想到鴕鳥、澳洲的鴯鶓(emu),還有紐西蘭已經滅團的恐鳥(moa);它們全部都屬於古顎類(Palaeognathae),和牛頓巨鳥所屬的雞雁小綱是平行關系。

澳洲的牛頓巨鳥及其近親們,目前被歸類為Dromornithidae,屬於雞雁小綱旗下已經滅團的一支。

所以大鳥與大鳥之間其實不是太近的親戚,是各自獨立巨大化的。

人類與Genyornis屬鳥類的體型比較。

圖/prehistoricwildlife 竊蛋人對巨鳥滅團有責任 不少恐龍愛好者聽過,當年出土竊蛋龍與恐龍蛋化石時,還以為它們是盜獵其他恐龍的蛋,所以取名為竊蛋龍。

後來才發現是誤會,它們懷抱的其實自己的蛋,可惜汙名已定,無法改名。

人類盜獵大鳥的蛋無庸置疑,同理可稱之為「竊蛋人」。

鳥類靠生蛋繁衍後代,對其他動物而言卻是營養豐富的食物,人類只要有機會當然也不會放過。

史前人類除了吃鳥蛋,也會將蛋殼加工製成工具與裝飾品;鴕鳥蛋殼的大量利用,甚至還能用來探討長達數萬年的非洲文化演化。

這回新研究以新奇的分析手法證實,5萬年前的澳洲人會採集牛頓巨鳥的巨蛋來吃。

由此推測,這款澳洲大鳥的滅絕,竊蛋人多半脫不了關係。

最後值得一提,由古早樣本取得非特定古代蛋白質(例如膠原蛋白、AMELY以外的其他蛋白質)的分析辦法,繼古代DNA之後也成為古生物學、古人類學的新利器。

澳洲的巨鳥蛋殼以外,雲南的步氏巨猿、西班牙的前人、青藏高原東側,甘肅的夏河丹尼索瓦人等材料,其中殘存的蛋白質片段都帶來寶貴的演化線索。

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