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人类是什么时候到达美洲的?虱子帮助回答这个令人挠头的问题——科学

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第一批到达美洲的人类留下了零星的证据,从古老的石器到脚印化石。在白令海峡两岸的后代中,基因研究有助于绘制出这些迁徙的时间和地点。但我们的身体上还有另一条线索,可以证明第一批人类是什么时候到达美洲的——虱子。这种吸血寄生虫一直寄生在人类的头发上,并随着狩猎采集者从亚洲迁徙到美洲各地。这些生物的后代今天还在我们身边。由于虱子有自己独特的遗传谱系,它们是在人类身上进化而来的,我们可以通过研究它们来获得关于人类历史的线索。

现在,一项关于虱子遗传学的研究表明,两种不同的害虫群随着不同的人类宿主迁移到美洲。其中一群人挤在最早移居美洲的东亚人的头发里。然后,几千年后,第二个虱子谱系出现在欧洲殖民者的头上。前一种虱子分布在世界大部分地区,而后一种则集中在欧洲和新大陆。周三发表在《公共科学图书馆·综合》(PLOS One)上的这项新研究的作者发现,这两种虱子分支通常杂交的唯一地方是在美洲。这一发现表明,昆虫的迁徙模式反映了来自东亚和欧洲的人类宿主在新世界的混合。

佛罗里达自然历史博物馆的生物学家、该研究的合著者大卫·里德说:“想到卑微的虱子可以为我们的人类世界之旅提供一点启示,真是太神奇了。”“写在他们DNA里的是我们故事的脚本。它提醒我们,即使是不那么有魅力的生物,对我们理解周围的世界也很重要。”

虱子是一种令人发痒的烦恼,我们被它们困住了。这种寄生虫离开人类宿主只能存活一两天。它们的卵,或称虱子,除非呆在人类头皮附近的一个特殊的“金发姑娘区”,否则不会孵化。有些虱子附着的水泥非常牢固,一万年后它们仍然粘在古老的头发上。

虱子和它们的祖先与灵长类动物亲密地生活在一起,并共同进化了至少2500万年。研究表明,人类和黑猩猩的虱子大约在550万年前的某个时候分化,与它们的宿主的谱系大致相同。

美国农业部的进化遗传学家玛丽娜·阿斯库斯是这项新研究的合著者,她对追踪这种臭名昭著的寄生虫和它的人类宿主的关系很感兴趣,以了解更多关于两者的信息。她说:“我认为很多人可能意识到我们和我们携带的微生物群之间的共同进化关系。”“虱子可以是相似的,除了这种情况,它不是内部微生物,而是外部昆虫。”

“我认为虱子应该得到一个更积极的看法,”她说。“是的,它们可能很烦人,但它们对我们也有真正的价值。”

例如,虱子进化的一个里程碑可能揭示了人类历史和文化重大发展的时间。DNA研究表明,两种常见的虱子,头虱和体虱,在大约19万年前彼此分化。由于虱子在进化过程中适应了生活在织物中,这种差异可能表明,人类在那个时代开始穿衣服,而虱子适应了在家里生活。因为那个时代的衣服没有保存下来,虱子是最接近确凿证据的东西。

在这项新研究中,阿斯库斯及其同事从世界各地的25个地点取样了274只头虱,发现它们存在于两个不同的群体中,从科学家迄今为止发现的情况来看,它们很少杂交。在被分析的虱子中,只有33 - 12%是杂交的。在这些杂交品种中,有25个个体(76%)是在新大陆发现的。

为了确定血统混合可能发生的时间和地点,研究小组通过使用高度可变的遗传标记和已知人类运动的时间来创建模型。这些模型测试了一系列可能的混合事件——从现代人和尼安德特人的杂交,到世界大战的人口流动,再到20世纪80年代经济全球化的曙光。结果表明杂交发生在相对较近的过去。“通过比较当今欧洲虱子和当今亚洲虱子的分布,”Ascunce说,“我们认为这些杂交虱子是美洲原住民虱子后裔和欧洲殖民者虱子后裔混合的结果。”

英国雷丁大学的无脊椎生物学家Alejandra Perotti说,这项研究的样本量需要扩大,需要从全球更多的种群中纳入更多的虱子。尽管如此,没有参与这项研究的佩罗蒂说,这篇论文是向前迈出的一大步。

她说:“他们发现了两组在基因上不同的虱子。”“其中一组虱子显示出美洲或美洲印第安人虱子与东亚之间的遗传亲缘关系,再次证实了东亚对新世界的殖民。”此前,她从保存在阿根廷安第斯山脉的2000年前木乃伊的粘土中提取了古人类DNA。

为了得出这些新的结论,科学家们研究了最近由遗传学家发现的核遗传多样性标记,这些标记比常用的女性线粒体DNA短序列携带了更多的进化史信息。许多科学家正在对整个虱子基因组进行测序。这将使未来对虱子进化进行一些有趣的研究成为可能,同时对我们自己的历史也有一些见解。

ascence期待着调查关于虱子和人类物种形成的长期争论的理论。她说:“我们的假设是,这两种虱子群中的一种是在解剖学上的现代人身上进化而来的,另一种是在尼安德特人身上进化而来的。”使用基因组来确定这些群集的年代,可以阐明它们是否确实在不同的人类物种中进化。

在美国木乃伊中发现的虱子也可能是古代DNA的来源。“古代虱子会不会像现在美洲的虱子一样,与欧洲的虱子不同?”asucce问道,这强化了这项研究的一个关键发现。“在未来的研究中,这将是一个很酷的问题。”

无论这些研究的结果如何,有一件事似乎是肯定的:我们与虱子古老而亲密的关系将在未来继续下去——对挑剔的父母和爱刨根问底的科学家都是如此。

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