以下是阅读本文后你将了解到的内容：

  • 过去从直立人化石中提取遗传物质几乎不可能，但一组中国研究人员找到了在不破坏化石的情况下提取遗传物质的方法。
  • 研究人员使用微创方法从直立人和丹尼索瓦人的牙齿釉质中提取蛋白质，然后通过质谱分析对其进行研究。
  • 蛋白质分析揭示了两个突变——其中一个此前未知，另一个是直立人与丹尼索瓦人杂交后传递给现代人类的突变。

在博物馆展厅的诡异寂静中，智人凝视着玻璃展柜里直立人祖先的头骨，而头骨似乎也回望着他们。数十万年的时光在空洞眼窝的阴影中回响。那些无法再开口说话的嘴巴似乎保守着秘密，但在一项罕见的发现中，它们牙齿中的遗传物质正在向我们讲述更多关于它们过去的故事。

直立人被认为在近200万年前出现于非洲。该物种后来穿越高加索山脉，并在约160万年前抵达亚洲，之后一直生活在那里，直到大约25万年前。主要在非洲和亚洲出土的骨骼遗骸让我们得以了解这些人类祖先的外貌，但它们的遗传物质大多早已降解，使其起源笼罩在神秘之中。迄今为止，这一遗传之谜的唯一例外是从格鲁吉亚德马尼西发现的一颗177万年前的牙齿中提取出的肽。此前，分析这些样本中遗传物质所需的分子研究方法对这些古代标本来说破坏性太大，无法使用。

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（IVPP）的古遗传学家付巧妹想借助古蛋白质组学改变这种情况。她带领研究团队，对中国三个地点出土的六颗直立人牙齿的牙釉质进行微损取样，这些牙齿的年代都在约40万年前。作为对比，他们还分析了一颗哈尔滨发现的丹尼索瓦人牙齿。由于这些化石不可替代，付巧妹采用酸蚀法，在不破坏标本形态完整性的情况下，从牙釉质中提取分子信息。随后，团队使用两种质谱法鉴定了11种不同的蛋白质和数百个氨基酸位点。

“理解这一谱系的分子特征，有助于我们更好地理解整个人属的古人类生物学，”付巧妹在最近发表于《自然》的一项研究中表示。“然而，此前从直立人化石中获得的唯一分子数据，就是从德马尼西牙齿中提取的肽段……这些序列中没有任何单氨基酸多态性（SAPs），而这类多态性本可以将直立人和其他人类谱系区分开来。”

研究团队无法将珍贵的直立人牙齿直接磨碎。因此，他们首先对来自同一地点的可牺牲的动物化石进行了预实验，看看是否还有蛋白质残留下来。当这些测试显示出阳性信号后，他们对古人类牙齿采用了一种更温和的酸蚀技术——该技术仅溶解表面层而不会破坏样本——然后通过质谱法分析提取出的肽。

研究人员进一步分析质谱数据后，在成釉蛋白中发现了一个名为AMBN-A253G的新单氨基酸多态性（SAP）。成釉蛋白是牙釉质形成所必需的蛋白质。SAP是指DNA序列中发生核苷酸变异的位置。这些SAP在不同个体之间可能不同，如果某个特定核苷酸在超过1%的人群中出现了位置差异（即变异），则该变异就是SAP。由于SAP可以改变某些蛋白质的功能，因此它们是进化适应所必需的。所有牙釉质样本中都存在AMBN-A253G突变，这表明这六位直立人个体属于同一个进化种群。

研究中发现的第二个突变 AMBN-M273V 让傅博士和她的团队很意外，因为之前大家以为这种突变只出现在丹尼索瓦人身上。研究人员觉得，这其实是通过混血从直立人传到丹尼索瓦人那里的，也就是说，这两个群体在东亚有过杂交。如今，东南亚和大洋洲的一些现代人类群体还带着这个变体，很可能是智人从丹尼索瓦人那里“杂交”来的（即基因渗入）。说白了，就是丹尼索瓦人和智人杂交时，把从直立人那儿得来的这个变体传给了智人。在这项分子分析之前，光看身体特征，根本搞不清这些中国直立人和丹尼索瓦人到底是啥关系，因为古人类学家向来靠形态来分类——也就是看骨骼和牙齿的大小、形状，可光靠这个没法看出他们之间有没有杂交。

“丹尼索瓦人从一种古人类那里获得了0.5%到8%的基因流，这种古人类的祖先，早在100多万年前就从尼安德特人、丹尼索瓦人和现代人类的共同祖先那边分出来了，”研究人员写道，“这些‘超级古老’的DNA片段，大约有15%是从丹尼索瓦人传到亚洲和大洋洲人身上的。”论文作者认为，这种古人类“跟中更新世的直立人有关系。”

也许那些玻璃后面无体的直立人颅骨正在默默地注视着我们，看看自他们最后一批消失以来，他们的基因已经走了多远。