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【长达11.7万年人类成年个体数仅1000多 新理论发现人类祖先差点儿“团灭”】中国科学报:中国科学院上海营养与健康研究所研究员李海鹏研究组与华东师范大学脑功能基因组学研究所副研究员潘逸萱研究组“十年磨一剑”,创建了快速极小时间溯祖(FitCoal)新理论,并发现人类在早、中更新世过渡期由于气候环境剧变经历了严重的“群体瓶颈”。在长达十几万年的漫长岁月中,人类祖先群体只有1000多人,几近灭绝。相关研究9月1日在线发表于《科学》。
这项被誉为“新理论带来新发现的典范式研究”,不仅展示了计算生物学对相关领域的促进和推动,也为进一步研究和确定所有人类出生地提供了关键线索。
走出史前人口“普查”困局
“人类起源问题极其重要且引人入胜,而人群数量的变化历史为研究人类起源提供了关键信息。”西湖大学生命科学学院教授杨剑介绍说,“最近100万年是现代人类进化的关键期。”
史前人口数量的变化综合反映了该时期气候环境的变迁。因此,通过群体遗传学研究方法进行回溯,能深入了解现代人类的形成。已有化石记录表明,近100万年是人类进化的关键时期,但人类群体历史的研究多局限于最近30万年至10万年内。
“虽然近年来古DNA测序技术发展迅速,但由于地球气候不利于DNA保存,因此无法从30万年前非洲人类祖先化石中提取古DNA。”李海鹏告诉《中国科学报》。
因此,李海鹏和合作者一直尝试通过群体遗传学新理论,分析现代人群基因组并研究百万年前的群体历史。
“史前虽然没有文字记载群体数量,但有效群体大小会影响每个世代的溯祖率,即两个谱系在上一世代来自同一祖先的概率。”李海鹏解释说,“因此,可以通过人类祖先在群体基因组中留下的印记来推断当时的群体大小。”
虽然找到了研究方法,但新问题随之而来。研究人员发现,群体历史越久远,留存至今的印记信号越微弱。
为了准确解读这些信号,进而准确估算百万年前人类群体历史,研究人员创建了群体遗传学和计算生物学新理论——FitCoal。
“遵照该理论进行数学推导,可获得任意群体模型下各突变类型,即突变频谱对应溯祖树枝长期望值的解,并获得精确的似然值,也就是在群体历史条件下观察到样本突变频谱的概率。”李海鹏说。因此,无须事先获得群体历史的先验知识,用FitCoal即可自动快速搜寻出极大似然值,从而推断群体历史,对古人类群体进行“人口普查”。
新理论催生新发现
在FitCoal理论基础上,由中国科学家主导,意大利罗马大学、佛罗伦萨大学以及美国得克萨斯大学的研究人员通力合作,通过设定群体历史模型并分析模拟产生的DNA多态数据,衡量估计群体历史的无偏性和95%置信区间。
这是评判某种分析方法准确程度的模型。通过模拟两个群体历史模型的结果可以看出,FitCoal估计的群体历史不但“无偏差”,而且置信区间优于目前领域内常用的3种方法。
通过大量计算机模拟,研究人员进一步分析了不同条件下的群体历史,包括群体交融和自然选择,发现所有结果均表明FitCoal可精准估算百万年内的人类群体历史。
基于FitCoal,研究人员进一步分析了来自千人基因组计划和HGDP-CEPH基因组计划产生的50个现代人类群体基因组数据,首次发现在距今93万年前,人类祖先由于早、中更新世过渡期的气候剧烈变化,在短期内丧失了约98.7%的群体成员,导致人类几乎灭绝。
在此后长达11.7万年的时间里,人类平均成年个体数仅为1280,且从千人基因组和HGDP-CEPH两组独立数据获得的群体数估值几乎完全一致,分别为1270人和1300人。考虑到群体数量的自然波动,这一均值代表了远古人类群体瓶颈期最小群体数量的上限。
“该理论在百万年时间尺度上,实现了高精度时间回溯,同时能准确地估计近期和远古的群体历史。发现人类祖先经历过严重的群体瓶颈是一个里程碑,对人类进化具有重要影响,可能决定了人类许多关键表型的形成。”杨剑说。
最好的“理论框架”
“这是个买椟‘藏’珠的故事。”中山大学生命科学学院教授吴仲义评价说,“这也是近年来《细胞》《自然》《科学》上刊发的凤毛麟角的理论文章。”
吴仲义认为论文只是刊登了研究结论,实际上该研究的理论架构意义更加深远。
研究人员用南部非洲两个群体的基因组作进一步验证,虽然样本个体仅为6人和8人,但FitCoal依然检测到了远古群体瓶颈。对非洲群体样本重抽样的结果表明,仅需3个个体的基因组,即可利用该理论检测到这一远古群体瓶颈,这进一步验证了理论的可靠性。
有趣的是,这一远古群体瓶颈恰好与非洲人类祖先化石的缺失环节、非洲直立人化石的消失、新的古人类物种(LCA)的形成、两条古人类2号染色体的融合阶段相对应。
“这说明早、中更新世过渡期严重的群体瓶颈对人类进化具有关键影响,可能决定了现代人类许多关键表型的形成。”李海鹏说,“远古时期群体数量减少降低了65.85%的现代人群遗传多样性,对人类生命和健康产生了深远影响。”
群体遗传学和人类遗传学家、美国南佛罗里达大学教授刘晓明认为,FitCoal方法是目前最准确的估计有效群体规模历史的方法。而且,该方法基于突变频谱数据,具有数据形式适应性强、计算速度快等优点,有非常广泛的应用前景。
“在科学发现方面,他们首次展示了人类在约100万年前所经历的一次严重群体瓶颈的基因组证据。这一推断与一系列人类学、古气候学证据吻合。”刘晓明说。
这项被誉为“新理论带来新发现的典范式研究”,不仅展示了计算生物学对相关领域的促进和推动,也为进一步研究和确定所有人类出生地提供了关键线索。
走出史前人口“普查”困局
“人类起源问题极其重要且引人入胜,而人群数量的变化历史为研究人类起源提供了关键信息。”西湖大学生命科学学院教授杨剑介绍说,“最近100万年是现代人类进化的关键期。”
史前人口数量的变化综合反映了该时期气候环境的变迁。因此,通过群体遗传学研究方法进行回溯,能深入了解现代人类的形成。已有化石记录表明,近100万年是人类进化的关键时期,但人类群体历史的研究多局限于最近30万年至10万年内。
“虽然近年来古DNA测序技术发展迅速,但由于地球气候不利于DNA保存,因此无法从30万年前非洲人类祖先化石中提取古DNA。”李海鹏告诉《中国科学报》。
因此,李海鹏和合作者一直尝试通过群体遗传学新理论,分析现代人群基因组并研究百万年前的群体历史。
“史前虽然没有文字记载群体数量,但有效群体大小会影响每个世代的溯祖率,即两个谱系在上一世代来自同一祖先的概率。”李海鹏解释说,“因此,可以通过人类祖先在群体基因组中留下的印记来推断当时的群体大小。”
虽然找到了研究方法,但新问题随之而来。研究人员发现,群体历史越久远,留存至今的印记信号越微弱。
为了准确解读这些信号,进而准确估算百万年前人类群体历史,研究人员创建了群体遗传学和计算生物学新理论——FitCoal。
“遵照该理论进行数学推导,可获得任意群体模型下各突变类型,即突变频谱对应溯祖树枝长期望值的解,并获得精确的似然值,也就是在群体历史条件下观察到样本突变频谱的概率。”李海鹏说。因此,无须事先获得群体历史的先验知识,用FitCoal即可自动快速搜寻出极大似然值,从而推断群体历史,对古人类群体进行“人口普查”。
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在FitCoal理论基础上,由中国科学家主导,意大利罗马大学、佛罗伦萨大学以及美国得克萨斯大学的研究人员通力合作,通过设定群体历史模型并分析模拟产生的DNA多态数据,衡量估计群体历史的无偏性和95%置信区间。
这是评判某种分析方法准确程度的模型。通过模拟两个群体历史模型的结果可以看出,FitCoal估计的群体历史不但“无偏差”,而且置信区间优于目前领域内常用的3种方法。
通过大量计算机模拟,研究人员进一步分析了不同条件下的群体历史,包括群体交融和自然选择,发现所有结果均表明FitCoal可精准估算百万年内的人类群体历史。
基于FitCoal,研究人员进一步分析了来自千人基因组计划和HGDP-CEPH基因组计划产生的50个现代人类群体基因组数据,首次发现在距今93万年前,人类祖先由于早、中更新世过渡期的气候剧烈变化,在短期内丧失了约98.7%的群体成员,导致人类几乎灭绝。
在此后长达11.7万年的时间里,人类平均成年个体数仅为1280,且从千人基因组和HGDP-CEPH两组独立数据获得的群体数估值几乎完全一致,分别为1270人和1300人。考虑到群体数量的自然波动,这一均值代表了远古人类群体瓶颈期最小群体数量的上限。
“该理论在百万年时间尺度上,实现了高精度时间回溯,同时能准确地估计近期和远古的群体历史。发现人类祖先经历过严重的群体瓶颈是一个里程碑,对人类进化具有重要影响,可能决定了人类许多关键表型的形成。”杨剑说。
最好的“理论框架”
“这是个买椟‘藏’珠的故事。”中山大学生命科学学院教授吴仲义评价说,“这也是近年来《细胞》《自然》《科学》上刊发的凤毛麟角的理论文章。”
吴仲义认为论文只是刊登了研究结论,实际上该研究的理论架构意义更加深远。
研究人员用南部非洲两个群体的基因组作进一步验证,虽然样本个体仅为6人和8人,但FitCoal依然检测到了远古群体瓶颈。对非洲群体样本重抽样的结果表明,仅需3个个体的基因组,即可利用该理论检测到这一远古群体瓶颈,这进一步验证了理论的可靠性。
有趣的是,这一远古群体瓶颈恰好与非洲人类祖先化石的缺失环节、非洲直立人化石的消失、新的古人类物种(LCA)的形成、两条古人类2号染色体的融合阶段相对应。
“这说明早、中更新世过渡期严重的群体瓶颈对人类进化具有关键影响,可能决定了现代人类许多关键表型的形成。”李海鹏说,“远古时期群体数量减少降低了65.85%的现代人群遗传多样性,对人类生命和健康产生了深远影响。”
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#全国法治媒体宁夏采访行#【中卫中院:用心用情保障当事人合法权益】“谢谢法官,真的帮我解决家庭经济困难。”李先生感慨对中卫市中级人民法院立案庭法官说道。
今年6月中旬,李先生因与某建公司经济纠纷一案,李先生不服一审判决,向中卫市中级人民法院提出上诉。在上诉当天李先生妻子去世,两个孩子外地上学,家庭经济十分困难。无力承担上诉费。中卫中院立案庭法官黄莹了解实际情况后,依法减免上诉费用2842元。
2020年以来,中卫市中级人民法院多方位探索法院工作创新发展新途径,建设集约高效、多元解纷、便民利民、智慧精准、开放互动、交融共享的现代化诉讼服务体系为目标,扎实推进一站式多元解纷和诉讼服务体系建设,使“我为群众办实事”落到实处,提升了人民群众的司法获得感,幸福感。
“真心感谢董法官,化解了我们之间十几年的矛盾,也让我说出了自己内心想说的话,气顺了、心里不堵了,问题也解决了!” 近日,中卫中院民三庭董瑶法官成功调解了上诉人王某与被上诉人田某合伙合同纠纷一案,已年近古稀的当事人感动地握着法官的手,一再连声道谢。
王某与田某自2010年因合伙发生纠纷,多次诉讼未能让双方之间的矛盾得到解决,案件已由民事纠纷转化为刑事纠纷,“战火”一度升级。董瑶法官承办案件后,立即对当事人之间纷繁复杂的矛盾进行了梳理,做到案件基本情况心中有数。案件审理过程中双方对立情绪明显,承办法官先采用“背靠背”调解的方式,让当事人放心诉说、法官耐心倾听,充分了解当事人十几年诉讼的不易,找准双方矛盾的源头,再组织双方“面对面”协商,将该案涉及的法理、情理、后续执行等问题逐一分析,最终经过数小时的耐心沟通,双方达成一致调解意见,涉案款项当庭履行完毕,一件多年未执结案件也一并得到解决。至此,这场十几年的矛盾纠纷终于画上了圆满句号。
“一场诉讼带给当事人的或是矛盾的激化,或是数十年恩怨纠葛,一次善意调解真正将为民司法的理念渗透到审判工作当中,这不仅是法官主持调解工作的意义,更是人民群众司法获得感的来源,让群众感受到温暖的力量。”中卫中院民一庭负责人刘琦说道。
“原告、被告在线没?”“审判长,原告被告在线。”书记员答道。“现在开庭!”随着审判长敲响法槌,原告蔡某某,被告薛某某通过线上网络开庭。
几年前,蔡某某与薛某某之间发生多笔借贷,自2020年开始,双方诉讼案件一件接着一件,其中部分案件经历了一审、二审、再审程序。本案系蔡某某通过本人及其妻子账户分别向薛某某转账多笔共计73000元,蔡某某以该笔款项在双方之前的民间借贷诉讼案件中未涉及为由诉至法院。一审法院经审理判决薛某某向蔡某某返还借款73000元,薛某某不服上诉至中卫中院,要求驳回蔡某某的诉讼请求。
仔细阅读上诉案件卷宗后,承办法官决定采用“一揽子协议”的调解方案化解双方本案及未诉的纠纷,经耐心听取当事人诉辩意见,将双方所有的借贷案件逐一捋出来,通过线上视频面对面,线下背靠背的调解方式向双方讲事实、言法律、析法理、谈情理,最终双方达成由薛某某向蔡某某偿还借款67000元,一次性了结双方所有借贷纠纷的调解协议。至此,双方曾经的不快一朝化解,薛某某为感激法官不辞辛劳耐心组织调解,向承办法官赠送了一面写有“执法为民、拥护正义”的锦旗。
一直以来,中卫中院坚持司法为民,公正司法,充分运用“智慧法院”平台及“一站式”多元解纷机制,聚焦审判职能将执法办案与诉源治理相结合,实现了多种资源共同参与、深度融合、优势互补,社会治理效能进一步显现,让人民群众在“情、理、法”相结合下,真切感受法律的温度。(记者 翟迎春 刘炳宇)
今年6月中旬,李先生因与某建公司经济纠纷一案,李先生不服一审判决,向中卫市中级人民法院提出上诉。在上诉当天李先生妻子去世,两个孩子外地上学,家庭经济十分困难。无力承担上诉费。中卫中院立案庭法官黄莹了解实际情况后,依法减免上诉费用2842元。
2020年以来,中卫市中级人民法院多方位探索法院工作创新发展新途径,建设集约高效、多元解纷、便民利民、智慧精准、开放互动、交融共享的现代化诉讼服务体系为目标,扎实推进一站式多元解纷和诉讼服务体系建设,使“我为群众办实事”落到实处,提升了人民群众的司法获得感,幸福感。
“真心感谢董法官,化解了我们之间十几年的矛盾,也让我说出了自己内心想说的话,气顺了、心里不堵了,问题也解决了!” 近日,中卫中院民三庭董瑶法官成功调解了上诉人王某与被上诉人田某合伙合同纠纷一案,已年近古稀的当事人感动地握着法官的手,一再连声道谢。
王某与田某自2010年因合伙发生纠纷,多次诉讼未能让双方之间的矛盾得到解决,案件已由民事纠纷转化为刑事纠纷,“战火”一度升级。董瑶法官承办案件后,立即对当事人之间纷繁复杂的矛盾进行了梳理,做到案件基本情况心中有数。案件审理过程中双方对立情绪明显,承办法官先采用“背靠背”调解的方式,让当事人放心诉说、法官耐心倾听,充分了解当事人十几年诉讼的不易,找准双方矛盾的源头,再组织双方“面对面”协商,将该案涉及的法理、情理、后续执行等问题逐一分析,最终经过数小时的耐心沟通,双方达成一致调解意见,涉案款项当庭履行完毕,一件多年未执结案件也一并得到解决。至此,这场十几年的矛盾纠纷终于画上了圆满句号。
“一场诉讼带给当事人的或是矛盾的激化,或是数十年恩怨纠葛,一次善意调解真正将为民司法的理念渗透到审判工作当中,这不仅是法官主持调解工作的意义,更是人民群众司法获得感的来源,让群众感受到温暖的力量。”中卫中院民一庭负责人刘琦说道。
“原告、被告在线没?”“审判长,原告被告在线。”书记员答道。“现在开庭!”随着审判长敲响法槌,原告蔡某某,被告薛某某通过线上网络开庭。
几年前,蔡某某与薛某某之间发生多笔借贷,自2020年开始,双方诉讼案件一件接着一件,其中部分案件经历了一审、二审、再审程序。本案系蔡某某通过本人及其妻子账户分别向薛某某转账多笔共计73000元,蔡某某以该笔款项在双方之前的民间借贷诉讼案件中未涉及为由诉至法院。一审法院经审理判决薛某某向蔡某某返还借款73000元,薛某某不服上诉至中卫中院,要求驳回蔡某某的诉讼请求。
仔细阅读上诉案件卷宗后,承办法官决定采用“一揽子协议”的调解方案化解双方本案及未诉的纠纷,经耐心听取当事人诉辩意见,将双方所有的借贷案件逐一捋出来,通过线上视频面对面,线下背靠背的调解方式向双方讲事实、言法律、析法理、谈情理,最终双方达成由薛某某向蔡某某偿还借款67000元,一次性了结双方所有借贷纠纷的调解协议。至此,双方曾经的不快一朝化解,薛某某为感激法官不辞辛劳耐心组织调解,向承办法官赠送了一面写有“执法为民、拥护正义”的锦旗。
一直以来,中卫中院坚持司法为民,公正司法,充分运用“智慧法院”平台及“一站式”多元解纷机制,聚焦审判职能将执法办案与诉源治理相结合,实现了多种资源共同参与、深度融合、优势互补,社会治理效能进一步显现,让人民群众在“情、理、法”相结合下,真切感受法律的温度。(记者 翟迎春 刘炳宇)
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