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古DNA技术:解开华夏族群迁徙融合之谜|东亚

 梦想像翅膀 2020-07-20

  文/羊城晚报全媒体记者 李钢

  实习生 周惠宇 熊杰

  在漫漫历史长河中,南方人,北方人,是如何融合的?

  近日,《科学》期刊发表一篇我国科学家的研究成果,由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所脊椎动物演化与人类起源重点实验室付巧妹领衔的研究团队,历经8年艰辛探索,从遗传学角度逐步揭开东亚尤其是中国史前人群南北格局、迁徙扩散及遗传混合的“神秘面纱”。


  古DNA技术:寻根东亚南北方人群 探源华夏族群起源之谜

  近年来,与东亚毗邻的东南亚、西伯利亚等地的古代人类遗传演化研究已取得很多成果,但关于东亚尤其是中国南北方的史前人类基因组的相关信息所知甚少。

  开始东亚人群古基因组研究的第一步,是得有配套的技术。

  付巧妹团队与多家单位合作,共同开发出具有关键作用的古DNA技术。所谓古DNA技术,就是通过现代分子生物学的手段,提取和分析保存在古代人类和动植物遗骸中的古DNA分子,用来研究人类起源与迁徙路线、人类遗骸的性别鉴定等内容,解决了许多传统手段无法解决的科学问题,被誉为打开古代生命奥秘的钥匙。

  寻找古人类样本并非易事。早在2014年,付巧妹团队便已成功获得北方山东和南方岛屿亮岛的几个关键样本的基因组数据,但是考虑到亮岛特殊的地理位置,付巧妹提出质疑:亮岛个体能否代表典型南方人群?他们与南方大陆人群会否存在巨大差异?基于系统的研究设想与严谨的科研追求,付巧妹带领团队开始了长达六年的南方大陆样品“攻坚战”。

  除了要考虑样本的代表性,环境对DNA的影响也是找寻样本的一大阻碍。中国南方大陆炎热潮湿的气候非常不利于化石的保存,因而南方的样本材料不仅稀少,而且微生物DNA污染严重,其中的人类DNA被高度甚至完全降解,让相关实验和研究难上加难。

  历经重重挑战与不断探索,实验室成功获取包括来自北方山东、内蒙古地区5个遗址(扁扁洞、小荆山、小高遗址、博山遗址、裕民遗址)距今9500-7700年的7个个体,及南方福建、台湾海峡2个遗址(奇和洞、亮岛)距今8400-7600年的3个个体。填补了东亚南方大陆核基因组空白区域。

  古北方人群的“基因”更强大 对现代人的影响更广泛

  中国人群遗传信息的演化与欧洲不同。欧洲人群遗传信息一直在被外来人群重构,在约9000年前农业出现以来,欧洲人群不断受到近东农业人群及欧亚草原人群等外来群体的大换血。

  而在中国,南北方人群虽早在9500年前已分化,但南、北方同期人群的演化基本是连续的,没有受到明显的外来人群的影响,迁徙互动主要发生在东亚区域内各人群间。

  追根溯源,你可能是南北“混血儿”

  研究数据显示,自新石器时代以来南北方之间就有频繁的人群迁移与混合。现今的东亚人群,不管是来自北方还是南方,都同时混合有古北方人群成分和古南方人群成分,但古北方人群的“基因”更强大,对现代人的影响更为广泛。

  该结果表明人群的迁移,包括新石器时代南北方人群之间的互动融合,以及新石器时代以后黄河以北人群向南的大量迁移,基本构成了现今东亚南北方人群的基因组成。

  有趣的是,研究发现中国南北方现今大部分省市的汉族人群,携有的东亚古北方人群成分和古南方人群成分的混合比例基本相似。也就是说,现如今的南北方居民与史前的南北方族群分布基本一致。

  沿海地带是亚洲人群交流的重要通道

  关于东亚与东南亚祖先人群,头骨形态学学者曾提出“两层假说”:距今4500年及以前,福建奇和洞人与台湾海峡亮岛人等古南方人群属于“第一层”人群;他们同从事农业经济的“第二层”农业人群,即现代东亚人是截然不同的。

  然而,付巧妹团队研究发现,头骨学意义上的“第一层”人群,实质上并没有明显属于“第一层”人群的遗传信息,反而与现今东亚人群、南岛语系人群有着直接而延续的遗传关系。

  在进一步研究中,团队发现,最早的南岛语系人群起源于中国南方的福建及其毗邻地区,且首次明确将时间追溯到8400年前。意味着中国古南方人群成分在现今南岛语系人群中占主导地位,确认南岛语系人群起源于中国南方。

  古南方人群成分虽在现今东亚大陆人群中所占比例较小,却对其他地区的人群具有广泛的影响。现今广泛分布于台湾海峡、东南亚和太平洋西南部岛屿的南岛语系人群,与新石器时代的中国南方沿海人群有着非常密切的遗传联系。

  东亚和东南亚地区所有沿海人群之间很少存在遗传隔离的情况。数据显示,大部分新石器时代晚期的东南亚人群都混合有当地古老的和平文化人群和中国古南方人群相关遗传成分。其中自越南4000多年前的人群尤其显示与新石器时代晚期中国沿海的福建人群有着非常密切的关系;2700年前的日本绳纹文化个体含有早于东亚人群的古老成分,而且与新石器时代的西伯利亚和东亚南方地区的沿海人群密切相关。

  这些研究表明,沿海区域不但未对相关人群造成隔离,反而促进了人群之间的互动和基因交流,即沿海地带是亚洲人群交流的重要通道。这一研究结果亦为探索东北亚祖先人群的构成提供了新的研究思路和遗传学线索。

  中国南北方人群的古基因组研究,揭开人类演化史的冰山一角,同时也提出更多、更深层的追问,旧石器时代的中国南北方人群有着怎样的互动与交流?中国南北方人群的迁移与农业技术的传播与扩散有何关联?……这些追问让我们期待着新一轮中国史前人群研究带来新的解答。

  来源 | 羊城晚报·羊城派

  责编 | 王敏

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