尼安德塔人的外貌之謎:皮膚、頭髮和眼睛的顏色
尼安德塔人,這個與我們現代人類有著密切血緣關係的古代人種,其外貌特徵一直是科學界熱議的話題。雖然我們無法親眼目睹他們的外貌,但透過基因研究,我們可以推測他們的皮膚、頭髮和眼睛的顏色。然而,這並非一件簡單的事情。
在高中生物課上,我們學到孟德爾遺傳學,認為特定的基因變異會直接對應到某種特徵。如果事情真的這麼簡單,我們只需根據尼安德塔人的DNA,就能像填色本一樣輕鬆重建他們的外貌。但實際上,大多數特徵都是多基因控制的,這意味著最終的外貌特徵是由多個基因以複雜的方式共同作用的結果。因此,即使我們知道某個基因的變異,也難以預測它會如何改變一個人的外貌。
威斯康辛大學麥迪遜分校的人類學教授約翰·霍克斯(John Hawks)解釋道:「我們無法僅從基因序列中推斷出這些特徵,必須透過觀察大量的人,看看攜帶某種基因變異的人與不攜帶的人有何不同。但對於尼安德塔人,我們無法做到這一點。」
儘管如此,我們可以透過研究現代人類DNA中的尼安德塔人基因序列,來推測這些基因如何影響我們的外貌特徵。例如,皮膚、頭髮和眼睛的色素沉澱是由數百個基因變異的相互作用控制的。然而,這些基因變異並未直接從尼安德塔人遺傳給我們,這意味著我們無法以自己為模型來推測尼安德塔人的外貌。
尼安德塔人是否擁有紅髮?這是一個有趣的問題。在現代人類中,紅髮是由MC1R基因的突變引起的,這種突變會降低黑色素的生成效率。2007年,研究人員在兩個尼安德塔人身上發現了一種不同的MC1R基因變異,這種變異似乎也影響了黑色素的生成。這讓科學家們推測,尼安德塔人可能擁有紅髮。然而,自那以後,這種基因變異再也沒有在其他尼安德塔人基因組中被發現,這表明即使這種變異真的存在,它可能也非常罕見。
馬克斯·普朗克進化人類學研究所的研究人員分析了現代人類基因組中所有尼安德塔人DNA的影響,包括與頭髮、眼睛和皮膚顏色相關的基因。他們發現,現代人類中與紅髮相關的基因變異並未從尼安德塔人那裡遺傳過來。研究作者邁克爾·丹尼曼(Michael Dannemann)表示:「我們現在無法對尼安德塔人擁有紅髮做出任何強烈的預測。」
同樣地,OCA2基因在現代人類中可以導致藍色或棕色眼睛,但與藍色眼睛最相關的基因變異並未出現在尼安德塔人的DNA中。霍克斯教授認為:「尼安德塔人擁有藍色眼睛的可能性很低。」
2012年的一項研究試圖根據基因型預測三位尼安德塔人的外貌。這三位尼安德塔人都攜帶多種不同眼睛顏色的基因,但都被確定為擁有棕色眼睛。有趣的是,其中一位被預測為擁有紅髮,但研究人員承認,他們對這些發現的信心並不高,因為他們甚至無法從基因組中可靠地推測出現代人類的眼睛和頭髮顏色。
丹尼曼和他的合著者珍妮特·凱爾索(Janet Kelso)在2017年的研究中寫道:「多個尼安德塔人基因位點對現代歐洲人的皮膚和頭髮顏色有貢獻,這些基因位點既可能導致較淺的膚色,也可能導致較深的膚色,這表明尼安德塔人本身在這些特徵上可能存在很大的變異。」
丹尼曼進一步解釋:「我們沒有任何證據表明尼安德塔人DNA使我們的膚色變淺或變深,因為你可以找到尼安德塔人與膚色的關聯,但這些關聯可能朝相反的方向發展。一個基因可能使你的膚色平均稍微變淺,另一個則可能使膚色變深。」
這項發現雖然看似讓我們在重建尼安德塔人外貌的過程中陷入了困境,但實際上,它提供了一些有趣的新見解,並為我們推測他們的外貌提供了肥沃的土壤。我們知道,現代人類在遷出非洲並遇到世界各地的新環境時,發展出了多樣的皮膚、頭髮和眼睛顏色。更具體地說,隨著智人遠離赤道,較淺的色素沉澱逐漸演化,因為減少黑色素的生成使我們能夠吸收更多的紫外線,以促進維生素D的生成。
霍克斯解釋:「這是一種平行演化。在中國,與淺色色素相關的基因與歐洲的不同。」根據一項尚未經過同行評審的研究,這些特徵的演化耗時極長,淺色皮膚直到鐵器時代才在某些北歐人群中出現。
尼安德塔人與我們一樣,分佈在全球各地,從北到南佔據了不同的緯度。他們存在的時間比我們長得多,這使他們有足夠的時間發展出多樣的膚色。雖然我們無法確定他們的膚色,但推測他們可能與我們一樣,在北方較淺,在靠近赤道的溫暖地區較深,這並非不合理。
例如,我們知道不同地區的尼安德塔人在基因上適應了他們的環境,高緯度地區的尼安德塔人演化出了早起的生活節奏。因此,假設他們的皮膚、頭髮和眼睛顏色可能也為了維生素D的生成而進行了最佳化,只是透過與我們不同的基因,這是有道理的。
然而,我們的研究資料中存在一個重大缺口,這使我們無法驗證這一假設。霍克斯指出:「我們缺少來自尼安德塔人分佈範圍南部的基因組。我們沒有來自以色列、敘利亞或伊拉克的尼安德塔人基因組。因此,我們無法觀察到由於緯度範圍而可能產生的色素變異。」
即使我們擁有這些基因組,圍繞尼安德塔人外貌的未解之謎仍然巨大,因為他們的大多數色素基因並未滲入現代人類,因此我們無法觀察到它們的作用。霍克斯表示:「如果你真的想問我對尼安德塔人有哪些不瞭解的地方,我不知道他們的眼睛是否像大猩猩一樣,全黑而沒有眼白。」
最終,儘管我們已經對多個高品質的尼安德塔人基因組進行了測序,但我們仍然無法觀察到他們的DNA如何以多彩的、有血有肉的方式展現出來。霍克斯思考道:「也許尼安德塔人的白髮模式與我們不同,也許他們的脫髮模式也不同。尼安德塔人是否可能有條紋?這些都是我不知道的事情。」