辛普森一家

西伯利亚偏远山洞的DNA揭示了当地第一个尼安德特人家庭_我的网站

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一 |     十三个尼安德特人的古老基因组为他们的社区和社会组织提供了一个前所未有的快照。2010年,第一个尼安德特人基因组草案被公布。

二 | 自那时起,马克斯-普朗克进化人类学研究所的研究人员已经对来自整个欧亚大陆14个不同考古遗址的另外18个基因组进行了测序。    

美国东部时间3月8日的下午,美国佛罗里达州的居民亚历杭德罗·博特罗(Alejandro Otero)正在外旅游,而他独自在家的儿子打来的一通电话,让他不得不提前终止了这次旅行。尽管这些基因组提供了对尼安德特人历史的总体轮廓的见解,但我们对个别尼安德特人社区仍然知之甚少。尼安德特人是一个已灭绝的古人类物种或亚种,他们在大约4万年前一直生活在欧亚大陆。

三 | 当天下午2:34,一个从天而降的不明物体,突然砸中了他们位于那不勒斯市的房子。该物体击穿屋顶,穿过了两层楼,砸入了地板里。

四 | “当时发出了十分巨大的声音,(这个物体)差点就砸到我儿子了。目前还不清楚尼安德特人的血统何时从现代人的血统中分裂出来,以及他们为何消失。”博特罗在接受当地媒体WINK News的采访时说道。

对房子的损坏
图源:WINK News接到儿子电话后,博特罗的第一反应是陨石砸中了自己的房子。为了探索尼安德特人的社会结构,科学家们将注意力转向了西伯利亚南部。但当他回到家,将这个物体从地板下取出来后,他发现这个 “天外来物”更有可能是人造的。

五 | 这是一个以前对古代DNA研究非常有价值的地区--包括在著名的丹尼索瓦洞发现丹尼索瓦人的遗骸。从该遗址的工作中,我们知道尼安德特人和丹尼索瓦人在这个地区存在了几十万年。我们还知道,尼安德特人和丹尼索瓦人曾相互影响--正如发现一个父亲为丹尼索瓦人、母亲为尼安德特人的孩子所表明的那样。

六 | “从顶部形状可以看出来,它最初应该是圆柱形的物体,在穿过大气层时,顶部金属在燃烧中融化。第一个尼安德特人社区在他们的新研究中,由马克斯-普朗克进化人类学研究所的研究人员领导的国际团队专注于Chagyrskaya和Okladnikov洞穴的尼安德特人遗骸,这两个洞穴距离丹尼索瓦洞穴100公里(60英里)以内。” 博特罗说。

该“天外来物”样貌
图源:WINK News
此次“高空抛物”,最大的嫌疑来自地球上空约400千米的国际空间站(International Space Station)
国际空间站
图源:NASA空间站丢的故事可能得从2018年10月的某天讲起。

七 | 尼安德特人在大约5.4万年前曾短暂地在这些地方生活过,并且考古学家从其沉积物中发现了多具可能是同时代的尼安德特人遗骸。科学家们成功地从17具尼安德特人遗骸中提取了DNA--这是迄今为止在一项研究中对尼安德特人遗骸进行测序的最大数量。

八 | 俄罗斯科学院考古与民族学研究所的研究人员在过去14年里对Chagyrskaya洞穴进行了挖掘。除了几十万件石器和动物骨骼外,他们还发现了80多块尼安德特人的骨骼和牙齿碎片,这不仅是该地区也是世界上最大的这些人类化石的集合体之一。那天,美国航空航天局(NASA)宇航员尼克·黑格(Nick Hague)和俄罗斯宇航员阿列克谢·奥夫奇宁(Aleksey Ovchinin)本该在哈萨克斯坦乘着俄罗斯“联盟号”(Soyuz)运载火箭启程,前往国际空间站。然而,火箭在起飞不久后,助推器失灵,没能成功进入轨道,两位宇航员只能返回地面,没有按计划到达国际空间站。黑格此次前往国际空间站的任务之一是帮助空间站升级电力系统。Chagyrskaya洞穴,西伯利亚在Chagyrskaya和Okladnikov的尼安德特人狩猎山羊、马、野牛和其他在洞穴所俯瞰的河谷中迁移的动物。他们在几十公里外采集石器的原材料,在Chagyrskaya和Okladnikov洞穴出现相同的原材料也支持了遗传学数据,即居住在这些地方的群体是紧密联系的。

九 | 以前对德尼索瓦洞的脚趾化石的研究表明,尼安德特人居住在阿尔泰山区的时间也相当早,大约在12万年前。但遗传数据显示,来自Chagyrskaya和Okladnikov洞穴的尼安德特人不是这些早期群体的后代,而是与欧洲尼安德特人关系更密切。

十 | 这也得到了考古材料的支持:来自Chagyrskaya洞穴的石器与德国和东欧已知的所谓Micoquian文化最为相似。他会到空间站外进行太空行走,帮助换掉原来的镍氢电池,并安装新的锂离子电池。这17具遗骸来自13个尼安德特人--7个男人和6个女人,其中8个是成年人,5个是儿童和年轻的青少年。可惜黑格并没有按时到达空间站。但问题是,第一批锂离子电池已经由日本的HTV货运飞船运送至了国际空间站。原本的计划是,被这一批锂离子电池替换的旧镍氢电池,用同一艘HTV货运飞船带走。但由于黑格没能登上空间站,NASA只好暂时取消此次换电池的太空行走任务,将锂离子电池留在空间站,等待下一个能执行该任务的宇航员到来。这艘HTV货运飞船也只能直接离开,并未带上镍氢电池。在他们的线粒体DNA中,研究人员发现了几个所谓的异质体,这些异质体在个体之间共享。由于每艘飞船的载货量都是固定的,所以HTV货运飞船没办法一次性带走两倍数量的旧电池。异质体是一种特殊的遗传变异体,只在少数几代人中持续存在。于是,随后每一次HTV货运飞船运来新一批的锂离子电池,都会带走上一批替换下来的旧镍氢电池,直到2020年最后一艘HTV货运飞船离开国际空间站。最东边的尼安德特人在这些遗骸中,有一位尼安德特人的父亲和他十几岁的女儿。但这时,空间站上还剩下最后一批镍氢电池没有带走这个装有九块旧镍氢电池的货物托盘,编号为EP9,总重量相当于一辆大型SUV。

最后一艘HTV运载飞船载着镍氢电池离开空间站
图源:NASA
后来,日本开始改用新的运载飞船,所以不再会有HTV运载飞船来到国际空间站了。而其它运载飞船的设计,比如SpaceX的龙飞船(Dragon),没有办法装下EP9将其运走。换句话说,只有HTV货运飞船,才能运走EP9,但HTV已经不会再来了

十一 | 研究人员还发现了一对二级亲属:一个小男孩和一个成年女性,也许是表妹、姨妈或祖母。国际空间站的每寸空间都很宝贵,EP9这样的大物件,自然不能一直留在空间站上。于是NASA做了一个决定,它们计划直接丢掉EP9——这也是国际空间站丢弃过的最大太空垃圾(space debris)。异质体和相关个体的结合强烈表明,Chagyrskaya洞的尼安德特人一定是在大约同一时间生活-和死亡。2021年3月11日,当国际空间站运行至中美洲以西太平洋上空约418千米处时, NASA的地面控制人员操控国际空间站上的机械臂,将EP9从空间站上释放,丢入了太空当时NASA表示,EP9将会绕地球漂浮2至3年,然后坠入大气层,并在其中完全燃烧。"他们在同一时间生活的事实是非常令人兴奋的。这意味着他们很可能来自同一个社会社区。

十二 | 因此,我们第一次可以用遗传学来研究尼安德特人社区的社会组织,"Laurits Skov说,他是这项研究的第一作者。

十三 | 另一个引人注目的发现是这个尼安德特人社区内的遗传多样性极低,与10至20人的群体规模一致。空间站丢弃EP9

图源:NASA
大约三年后,在今年的3月8日,EP9终于完成了它在太空的旅程,在墨西哥湾的上空一头扎进地球大气层,开始剧烈燃烧。欧洲空间局(ESA)的“太空垃圾和独立安全办公室”(Space Debris and Independent Safety Offices)密切跟踪着EP9随后的动态。ESA表示:“电池的总质量估计为2.6吨,其中大部分可能在重返大气层期间燃烧殆尽。这比任何古代或现今人类群体的记录都要低得多,而且与濒临灭绝的濒危物种的群体规模更为相似。虽然有些部分可能会落到地面上,但伤亡风险(人员被击中的可能性)非常低。然而,尼安德特人并没有生活在完全孤立的社区中。通过比较父亲遗传给儿子的Y染色体上的遗传多样性和从母亲那里继承的线粒体DNA多样性,研究人员可以回答这个问题。”而最后的结果大家已经知道了,EP9其中一块碎片并没有在重返大气层的过程中完全被烧,也并没有直接落入墨西哥湾,而是落向了旁边的佛罗里达,最终击中了亚历杭德罗·博特罗的房子。为了确认击中博特罗房子的物体就是EP9的碎片,NASA与博特罗取得了联系,将该物体送到了NASA位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心。

十四 | 在社区之间迁移的是男人还是女人?他们发现线粒体遗传多样性比Y染色体多样性高得多,这表明这些尼安德特人社区主要是由女性迁移联系起来的。尽管离Denisova洞很近,但这些迁徙似乎并不涉及丹尼索瓦人--研究人员在Chagyrskaya尼安德特人中没有发现在这些个体生活的最后2万年中丹尼索瓦人基因流动的证据。通过分析该物体的尺寸、特征和材料,并将其与EP9上的硬件相对比,NASA最终确定,该物体是EP9上的一根支柱,用于将电池固定在货物托盘上,由铬镍铁合金制成,重 0.7kg,10cm,直径 4cm。

该物体与完好支柱对比
图源:NASA
太空里全是垃圾
被国际空间站扔入太空的EP9,只是众多太空垃圾的一个。人类越来越频繁的太空活动,也让太空垃圾越来越多。"我们的研究提供了一幅尼安德特人社区可能是什么样子的具体画面,"该研究的最后一位作者本杰明-彼得说。根据ESA的数据,截至2023年10月6日,人类已经成功向太空发射了约6500枚火箭,在地球轨道上放置了约16990颗卫星,尚在工作的有9000颗。"在我看来,它使尼安德特人看起来更像人类"。而停止工作的卫星、火箭推进器、航天器和空间站丢弃的物件……充满了地球上空的轨道,成为了太空垃圾。

十五 | 目前,仅美国“空间监视网”(Space Surveillance Network,SSN)定期跟踪的太空垃圾数量就约为35150,而实际太空垃圾数量只会更多

十六 |

截至2016,太空垃圾的增长
图源:ESA
这些太空垃圾的积累让地球上空变得越来越拥挤,为以后和当下的太空任务造成了很多困扰。国际空间站就曾多次为避开太空垃圾,而调整轨道。至于太空垃圾对地面的影响。

十七 | ESA表示,大约每一周就会有一个较大的空间物体通过大气层冲入地球,不过大部分碎片在到达地面之前就已经完全燃烧了

十八 | 大多数航天器、运载火箭和运行硬件的设计都是为了尽量让其在大气层中完全燃烧,从而降低相关风险。

十九 | 但此次EP9事件告诉我们,太空垃圾也可能会威胁地面。事实上,这已经不是第一次太空垃圾砸向地面,并威胁人身安全的事件了。据《纽约时报》(The New York Times)报道,1969年,苏联航天器的碎片击中了西伯利亚海岸附近的一艘日本小船,造成 5 人受伤。

| 据福克斯新闻(Fox News)、ABC新闻(ABC News)等多家媒体报道,1997年,美国俄克拉荷马州的一位居民也曾被火箭的碎片击中过肩膀。不过,大家也不用过于恐慌,毕竟被太空垃圾击中的概率非常非常小,而且世界各国也在积极尝试太空垃圾的清理办法,如英国2018年就开始部署“清除碎片”系统,相信未来我们可以还太空一个干净的环境。

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参考文献
[1]https://blogs.nasa.gov/spacestation/2024/04/15/nasa-completes-analysis-of-recovered-space-object/[2]https://images.nasa.gov/details/iss064e041512[3]https://www.esa.int/Space_Safety/Space_Debris/Reentry_of_International_Space_Station_ISS_batteries_into_Earth_s_atmosphere[4]https://www.esa.int/Space_Safety/Space_Debris/About_space_debris[5]https://www.esa.int/Space_Safety/Space_Debris/Space_debris_by_the_numbers[6]https://arstechnica.com/space/2024/04/trash-from-the-international-space-station-may-have-hit-a-house-in-florida/2/[7]https://www.scientificamerican.com/article/space-junk-from-the-international-space-station-may-have-struck-a-home-in/[8]https://arstechnica.com/science/2018/10/a-soyuz-crew-makes-an-emergency-landing-after-rocket-fails/[9]https://www.nytimes.com/1969/07/05/archives/soviet-space-debris-hits-japanese-ship-injuring-5.html[10] https://www.nature.com/articles/s41550-022-01718[11]https://www.foxnews.com/science/woman-hit-by-space-junk-lives-to-tell-the-tale[12]https://abcnews.go.com/Technology/story?id=98700&page=1

撰文:冬鸢
审校 :clefable

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Current article:http://www.zangjiwuqihuncongcherua.cyou/ifk6vy/74dcom8.ppt

Published on:12:05:31


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