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我们是谁?我们从何而来?为东亚南北方人群寻根

  我们是谁?我们从何而来?

  我们是谁?我们从何而来?

  为东亚南北方人群寻根

  经济日报·中国经济网记者 沈 慧

  喜欢吃面食还是米饭?买菜论斤还是一棵棵买……我国南北方人群的差异,一直是大家津津乐道的话题。我国南北方人群从何而来,又如何演化?这些我们曾经苦苦追寻的起源问题,如今随着一篇研究论文的发表有了新进展——大家很可能是南北方“混血儿”。

  近日,国际顶级学术期刊《科学》杂志在线发表了我国科学家的最新研究成果。这项研究成果由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹团队主导、多单位参加,通过针对中国南北方人群的古基因组研究,逐步揭开了东亚尤其是中国史前人群南北格局、迁徙扩散及遗传混合历史的神秘面纱。

  “这项成果对于探索中国史前人群的迁徙历史、遗传格局及内部融合过程,对于明确现今主要生活在中国台湾及太平洋岛屿等地的南岛语系人群的祖先来源,具有重大科学价值和社会意义。”中国科学院院长白春礼评价称。

  探源华夏族群与文化

  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。然而迄今为止,关于东亚尤其是中国南北方史前人类基因组的相关信息所知甚少。我们是谁?我们从哪里来?为回答这一困扰人类演化的“千古谜题”,寻根东亚南北方人群,8年前,付巧妹将目光对准了古人类化石——这一目前研究人类起源最直接也最具说服力的证据。

  研究的“工具”找到了,但如何获得古人类化石的内源古DNA,一直困扰着众多考古学家及古人类遗传学家:那些距今几千年甚至几十万年前的骨骼,一般来说含有非常高(99.97%)的微生物DNA,将含量仅占0.03%的人类核DNA从中成功辨识提纯出来,好比大海里捞针,难度可想而知。

  “中国南方大陆炎热潮湿的气候非常不利于化石保存,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。”付巧妹说,原本要从年代久远的人类骨骼遗骸中提取到内源DNA已是不易,而南方样本更是让相关实验和研究难上加难。

  向着梦想努力奔跑,付巧妹带领团队,从2014年起全力专注于南方样本的采集和古DNA实验。然而,困难接踵而至:有时团队因古DNA样品难获得而吃“闭门羹”;深入南方30多个遗址采集257例古代人类样本,却常遇到样本完全不含古DNA,或是保存条件太差导致无法提取……

  面对不期而遇的“麻烦”,付巧妹愈挫愈勇,最终摸索出一套行之有效的古DNA捕获技术,实现从大量土壤微生物DNA里“钓取”极其微量的内源古DNA,成功捕获测序了中国北方山东、内蒙古及南方福建等地11个遗址的26个个体基因组。其中,25个来自9500年至4200年前,1个来自3000年前。

  “这为大时空框架下研究东亚古人群,尤其是现代人迁徙与演化历史提供了重要遗传学依据,同时也是首次针对中国南北方人群开展的时间跨度最大的系统性古基因组研究。”付巧妹表示。

  南北方人群9500年前已分化

  有了这个具有关键作用的古DNA捕获技术,付巧妹的“寻根”之旅变得轻松许多。

  通过研究这些人群的基因组,研究人员发现:在沿着黄河流域沿岸,直至西伯利亚东部草原的人群,至少从9500年前起携有一种以新石器时代山东个体为代表的古北方人群成分,而中国大陆沿海及台湾海峡岛屿人群至少从8400年前起就携有一种以新石器时代福建及其毗邻岛屿个体为代表的古南方人群成分,且这两种成分截然不同。

  这意味着什么?一句话:早在9500年前,中国南北方人群就已经分化了。

  然而,随着时间推移,东亚大陆南北方人群之间的这种差异性与分化程度却逐渐缩小。研究团队在8300年至7700年山东人群中发现了古南方人群成分,在约8300年前亮岛1号人中发现有少量古北方人群的影响。“这种变化暗示着,自新石器时代以来,南北方之间已经有了频繁的人群迁移与混合。”付巧妹解释。

  有趣的是研究还观察到,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,即以黄河沿岸的山东人群为代表,以及古南方人群成分,即以福建与台湾海峡岛屿人群为代表,但古北方人群成分影响更为广泛。

  让付巧妹更意外的是,中国人群与欧洲人群,自新石器时代以来的演化历程差异较大。在约9000年前农业出现以来,欧洲人群不断遭遇外来群体“大换血”,人群遗传信息被重构。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,没有受到明显外来人群影响,迁徙互动主要发生在东亚区域内各人群间。

  付巧妹分析,这可能与中国是稻作与粟作农业的独立起源中心有关。“农业对人口扩增影响巨大。农业不是在欧洲本土起源的,外来人群带来了农业,就可能很快在当地扩张起来;而中国人有自己的农业,能自给自足,何不‘自得其乐’呢?”

  南岛语系人群祖先来源找到

  关于东亚与东南亚的祖先人群,学术界曾有个“两层假说”:距今5000年及以前的中国福建奇和洞人,以及台湾海峡亮岛人等古南方人群,属于“第一层”人群,也就是以狩猎采集经济和屈肢葬为特点的狩猎采集人群;他们与从事农业经济的“第二层”农业人群,也就是现代东亚人截然不同。

  然而,付巧妹团队研究发现,此前因为头骨特征被归入“第一层”的以奇和洞人与亮岛人为代表的古南方人群,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。

  通过进一步研究,付巧妹团队证明:现今广泛分布于台湾海峡、东南亚与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。“这表明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。这是第一次通过古基因组数据明确中国8000多年前的古南方人群是南岛语系人群的祖先来源。”付巧妹表示。

  该研究还发现,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均混合有当地古老的和平文化人群与中国古南方人群相关遗传成分。其中,来自越南4000多年前的人群尤其显示出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。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与遗传学线索。

  “研究提供了非常珍贵的基因组数据,其代表的时间和区域是前所未有而又必不可少的。”审稿专家如是评价。

  中国南北方人群的古基因组研究,揭开了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?新石器时代的北方沿海人群与内陆人群是否存在较大差异?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……对于这些追问,让我们期待着新一轮中国史前人群研究带来新的解答。

  沈 慧 【编辑:房家梁】

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