使用现代人类遗传学研究古代现象

我们人类痴迷于确定自己的起源，希望在这个过程中揭示一点“我们是谁”。把自己的家谱追溯到几代人相对简单，有很多公司和产品提供这种服务。但是，如果我们想在进化的时间尺度上进一步追溯我们的起源，并研究人类进化本身呢?在这种情况下，没有书面记录和普查。相反，迄今为止，对人类进化的研究主要依赖化石标本和考古发现。现在，基因工具和方法经常被用来回答进化问题，并揭示了反映不同选择压力和地理迁移的差异模式。对人类走出非洲、全球人口差异及其对人类健康的影响的研究尤其如此。

人类起源于非洲

目前最好的假说认为，解剖学上的现代人类(AMH)起源于东非，大约20万YBP(前几年)。AMH大约在10万到6万年前从非洲迁移到欧洲和亚洲，并在6万到4万日元之间扩散。科学已经证明东非是人类的起源，并得到了考古学和遗传学数据的支持。遗传多样性在东非是最大的，从赤道开始逐步减少，反映了连续的创始者种群和瓶颈。图1显示了三个遗传多样性从左到右递减的群体(用彩色的圆圈表示)。拥有最大基因多样性的第一个种群代表着非洲。第二个种群从“非洲”迁移，带走了现有基因多样性的样本。这就形成了下一系列迁徙的初始人口。每次一个种群迁移，它只代表其创始种群中存在的遗传变异的一个样本，在这样做的过程中，连续迁移(如图1中所示)导致了数量的减少遗传多样性随着距离第一个人口的距离增加。

离开非洲 - 我们从哪里开始？

虽然普遍接受人类来源的位置，但在迁移路线周围缺乏共识，通过AMH离开非洲并在全球范围内扩展。有很多研究使用遗传工具要识别可能的迁移路线，其中一个是Veerappa等（2015）的最近PLOS一篇文章。在本研究中，研究人员的特征是拷贝数变异的全球分布，这是特定基因拷贝数的变化，通过来自12个地理群的1,115个个体的高分辨率基因分型，鉴定44,109拷贝数变体（CNV）。单独携带的CNVs确定其CNV基因型，并通过将所有人口的所有人之间的CNV基因型进行比较，作者确定了人群之间的相似性和遗传距离。群体之间的系统发育关系提出了全球迁移图（图2），其中来自原产地，非洲的初始迁移，非洲在东亚形成了第二个沉降，这类似于图1中的成立人群。至少在第二个结算中发生了五场进一步的分支机构，在全球形成人口。本文中确定的迁移路线在很大程度上支持那些已经提出的人，但本文特别感兴趣地还提出了从澳大利亚，太平洋地区和新世界的新的迁移路线（如图2所示）。

全球迁移导致全球变异

随着AMH遍布全球，种群分歧并遇到了它们不得不适应的新选择性压力。这反映在地理上远处群体之间看到的表型（或可观察的）变异。在基因型水平，这些特征的许多特征示出了积极选择的证据，这意味着它们可能在特定环境中赋予一些优势，因此由自然选择和频率增加而受到青睐。熟练的例子是肤色的全球变化，这被认为反映维生素D合成和光保护之间的平衡（图3）。维生素D合成需要紫外线辐射，维生素D的缺乏可以导致佝偻病，骨质疏松症，盆腔异常以及其他疾病的发病率更高。在较高的纬度下，其中UV辐射低或季节性，在足够的维生素D合成体验足够的UV辐射是一个主要问题。据推测，随着AMH迁移的AMH，他们经历了降低的紫外线辐射水平，维生素D合成，以及严重的健康问题;导致选择维生素D合成和较轻的皮肤色素沉着。符合这一致的是，皮肤色的各种色素沉着基因显示出欧洲和亚洲人群的正面选择的证据，相对于非洲。在翻盖方面，赤道附近的人口没有紫外线辐射的短缺，从而合成足够的维生素D; however the risk of UV damage is much greater. Melanin, the molecule determining skin pigmentation, acts as a photoprotective filter, reducing light penetration and damage caused by UV radiation, resulting in greater photoprotection in darkly pigmented skin. Selective pressure to maintain dark pigmentation in regions with high UV radiation is evident by the lack of genetic variation in pigment genes in areas such as Africa. This suggests selection has acted to remove mutation and maintain the function of these genes.

遗传学和人类进化对人类健康有实际用途吗?

除了表型后果之外，人群之间的遗传变异对人类健康产生了深远的影响。它对个人对某些病症或疾病的倾向产生了直接影响。例如，非洲裔美国人的2型糖尿病比欧洲血统的美国人更普遍。基因组宽协会研究（GWAS）分析不同个体的常见遗传变异，并评估特定变体是否与某些性状或疾病更常见。比较群体之间的疾病相关变体的分布和数量可以评估遗传危险因素是否存在疾病易感性的差异。在2型糖尿病的情况下，非洲裔美国人在与2型糖尿病相关的遗传地点（基因座）的欧洲血统中携带更多的风险变量。值得清楚的是，个人的种族影响他们的易感性和对疾病的可能反应，因此应该在人类健康政策中考虑。了解与群体和疾病相关的遗传危险因素可以识别群体，以便在优先考虑治疗和预防的情况下以更大的发展某些疾病的风险。

将现代人类遗传应用于人类演变开辟了研究古代进化现象和模式的大门。这一领域不仅用于解除理解我们的起源的愿望，而且对人类健康的方式深受可能彻底改变疾病治疗和预防的影响。在这篇博客中，我简要概述了如何使用遗传方法可以告诉我们人类起源，迁移和种群之间的变化。此外，我已经概述了种族和疾病易感性背后的复杂遗传内限，这表明对人口遗传学的重要作用人类健康政策。这篇博客文章仅涵盖了这一领域的大量持续工作的一小部分，并且经常被突破调查结果。目前尚不清楚遗传如何让我们在理解中人类的演变，但末日远未临近。遗传学在这一领域和更广泛领域的潜力是无限的，我对这一前景感到兴奋。

这个故事被重新发布了Plos博客：Blogs.plos.org.。