新研究表明尼安德特人是早起者

当现代欧亚人的祖先迁出非洲并与欧亚古人类(即尼安德特人和丹尼索瓦人)杂交时，古祖先的 DNA 整合了进入解剖学上现代的基因组智人。这一过程可能会加速对欧亚环境因素的适应，包括紫外线辐射的减少和季节动态变化的增加。在新的研究中，范德比尔特大学、宾夕法尼亚大学和加州大学旧金山分校的科学家发现了人类和尼安德特人之间昼夜节律基因及其调节元件的谱系特异性遗传差异。他们发现渗入的基因变异对昼夜节律调节的影响丰富，持续增加欧洲人早起的倾向。这些结果扩展了我们对人类和我们最近的亲属的基因组如何对不同光/暗周期的环境做出反应的理解。

所有解剖​​学上的现代人类的起源都可以追溯到大约 30 万年前的非洲大陆，那里的环境因素塑造了他们的许多生物学特征。

尽管尼安德特人和丹尼索瓦人等其他古人类在 7 万年前抵达欧亚大陆，但他们在那里生活了 40 万多年。

这些古人类在大约70万年前与解剖学上的现代人类分化，因此，人类和古人类的祖先在不同的环境条件下进化。

“虽然每个群体的纬度范围存在很大差异，但欧亚古人类主要生活在始终较高的纬度地区，因此暴露在光周期的更大幅度季节性变化中，”加利福尼亚大学旧金山分校的研究人员说博士。约翰·卡普拉和他的同事。

“考虑到环境线索对昼夜节律生物学的影响，我们假设这些不同的进化历史产生了适应不同环境的昼夜节律特征的差异。”

先前的研究表明，现代人类中的许多古人类祖先是无益的，并被自然选择所消除，但人类群体中残留的一些古人类变体显示了适应的证据。

例如，古老的遗传变异与藏族人在高海拔地区血红蛋白水平的差异、对新病原体的免疫抵抗力、皮肤色素沉着水平和脂肪成分有关。

光照模式和水平的变化会产生生物学和行为后果，从而导致进化适应。

科学家此前广泛探索了昆虫、植物和鱼类的昼夜节律适应进化，但在人类身上的研究还不够深入。

尼安德特人和丹尼索瓦人生活了数十万年的欧亚环境，与现代人类在离开非洲之前进化的环境相比，纬度更高，昼夜变化更大。

因此，卡普拉博士和合著者探讨了是否有遗传证据表明尼安德特人和现代人的生物钟存在差异。

他们通过文献检索和专家知识相结合，定义了一组 246 个昼夜节律基因。

他们发现了每个谱系特有的数百种遗传变异，有可能影响生物钟相关的基因。

他们利用人工智能方法，强调了 28 个昼夜节律基因，其中包含可能改变古人类剪接的变异，以及 16 个昼夜节律基因可能在现代人类和古人类之间受到不同的调控。

这表明古人类和现代人类的生物钟可能存在功能差异。

由于欧亚现代人类的祖先与尼安德特人杂交，因此某些人类可能从尼安德特人那里获得了昼夜节律变异。

为了测试这一点，研究人员在英国生物银行的数十万人中探索了渐渗的基因变异是否与身体对清醒和睡眠的偏好相关。

他们发现许多基因渗入的变异会影响睡眠偏好，最引人注目的是，他们发现这些变异持续增加早起的倾向，即早起的倾向。

这表明对该性状有方向性影响，并且与在其他动物中观察到的对高纬度的适应一致。

人类早晨时间的增加与生物钟周期的缩短有关。这在高纬度地区可能是有益的，因为它已被证明可以使睡眠/唤醒与外部定时提示更快地对齐。

果蝇需要缩短昼夜节律周期以与高纬度地区延长的夏季光照周期同步，并且对较短昼夜节律周期的选择导致天然果蝇种群中周期随纬度增加而减少的纬度梯度。

因此，渗入变体对早晨的偏好可能表明生活在高纬度地区的人群选择缩短昼夜节律。

对于生活在欧洲高纬度地区的我们的祖先来说，早起的倾向可能在进化上是有益的，因此是值得保留的尼安德特人的遗传特征。

卡普拉博士说：“通过将古代 DNA、现代人类的大规模遗传研究和人工智能结合起来，我们发现尼安德特人和现代人类的昼夜节律系统存在巨大的遗传差异。”

“然后，通过分析现代人类基因组中保留的尼安德特人 DNA 片段，我们发现了一个惊人的趋势：其中许多片段对现代人类昼夜节律基因的控制有影响，而且这些影响主要是朝着增加成为一个人的倾向的一致方向发展的。习惯早起的人。”

“这种变化与生活在高纬度地区对动物生物钟的影响是一致的，并且可能使生物钟与不断变化的季节性光模式更快地保持一致。”

“我们的下一步包括将这些分析应用于更多样化的现代人类群体，探索我们在模型系统中发现的尼安德特人变异对生物钟的影响，并将类似的分析应用于其他潜在的适应性特征。”

团队的论文论文发表在期刊Genome Biology and Evolution.