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【中國科學报】人之初 分南北

2020-05-15 中國科學报 丁佳
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付巧妹在工作中 中科院古脊椎所供图

  你是誰?從哪裏來?要到哪裏去?這三個“終極問題”,不僅是小區保安天天要問的,也是古人類學家孜孜以求的“聖杯”。

  5月15日,《科学》杂志在线发表了中國科學院古脊椎动物与古人类研究所研究员付巧妹团队独立主导、多家单位参与的一篇研究論文。该論文从遗传学角度揭开有关中国南北方史前人群格局及迁移与混合这一重大学术问题上的若干谜团,填补了东方尤其是中国地区史前人类遗传、演化、适应的重要信息缺环。

  南北方人,9500年前就“分家”了

  近年來,與東亞毗鄰的東南亞、西伯利亞等地的古代人類遺傳演化研究已取得很多成果,但迄今爲止,東亞尤其是中國南北方,史前人類基因組的相關信息卻所知甚少。

  “人類演化史中,不能缺少來自中國的重要篇章。”抱著這個想法,付巧妹團隊聯合多家科研機構,依托先進的古DNA技術,成功捕獲並測序了中國北方山東、內蒙古及南方福建、毗鄰亮島和鎖港等地11個遺址的25個9500~4200年前的個體和1個300年前個體的基因組。

  這些古老的證據,爲大時空框架下研究東亞古人群,尤其是現代人的遷徙與演化曆史提供了重要的遺傳學證據,這也是首次針對中國南北方人群展開的時間跨度最大的系統性古基因組研究。

  他們發現,在沿著黃河流域直到西伯利亞東部草原的人群裏,至少從9500年前起,就都攜帶一種以新石器時代山東個體爲代表的古北方人群成分,而中國大陸沿海及台灣海峽島嶼人群至少從8400年前起就攜帶一種以新石器時代福建及其毗鄰島嶼個體爲代表的古南方人群成分,而且這兩種成分截然不同。

  “这就是说,早在9500年前,中国的南北方人群就已经分化了。”付巧妹告诉《中國科學报》,“然而随着时间的推移,南北方人之间的差异性和分化程度又开始逐渐缩小了,这种变化暗示着,自新石器时代以来,南北方人之间已经有了频繁的迁移与混合。”

  有趣的是,中國南北方人的這種“互動”跟歐洲人群截然不同。在約9000年前農業出現以來,歐洲人群就不斷遭遇近東農業人群及歐亞草原人群等外來群體的“大換血”,外來人群一直在重構歐洲人群遺傳信息。

  可在中國,南北方同期人群的演化基本上是連續的,沒有受到外來人群的明顯影響,似乎一直“肥水不流外人田”。

  付巧妹分析,這可能與中國是稻作和粟作農業的獨立起源中心有關。“農業對人口擴增的影響是巨大的。農業不是在歐洲本土起源的,外來人群帶來了農業,就可能很快在當地擴張起來;而中國人有自己的農業,能自給自足,何不‘自得其樂’呢?”

  “進擊”的福建人

  研究人員發現,古南方人群成分雖然在現今東亞大陸人群中所占比例較小,卻對其他地區的人群具有廣泛的影響。現代遺傳學和新石器時代中期以來的考古學材料雖已暗示了南島語系人群與東亞南方大陸人群之間的聯系,但對其起源地卻一直沒有定論。

  此次付巧妹團隊的研究,終于找到了確鑿的遺傳學證據。他們通過研究發現,現今廣泛分布于台灣海峽、東南亞和太平洋西南部島嶼的南島語系人群,與新石器時代的中國南方沿海人群有著非常密切的遺傳聯系。

  這表明,最早的南島語系人群起源于與中國南方的福建及其毗鄰地區相關人群,並且這一時間可以明確追溯到8400年前。“這是我們第一次通過古基因組數據明確了中國8000多年前的古南方人群是南島語系人群的祖先來源。”付巧妹說。

  值得一提的是,相較于現今生活在東亞北方和西部人群(如達斡爾族人群),福建8400年前的奇和洞人顯示出與東亞現今中部和南方人群(如漢族和傣族人群)存在著更多的遺傳聯系,且與中國台灣的阿美族和泰雅族人群具有最強的遺傳聯系,反映出現今族群之間的聯系性。

  中科院院长白春禮评价称,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,具有重大的科学价值和社会意义”。

  “釣”DNA的古人類“神探”

  付巧妹團隊的這項研究不僅揭示出南方大陸人群與北方大陸人群的遺傳聯系,而且證實了南島語系人群的中國南方起源。審稿專家對此高度評價道:“研究提供了非常珍貴的基因組數據,其代表的時間和區域是前所未有而又必不可少的。”

  這項研究工作自2012年起開始籌備,曆時8年,終于取得重大突破。其實早在2014年,她和團隊成員便已成功獲得北方山東和南方島嶼亮島的幾個關鍵樣本的基因組數據,在東亞南北方古人群遺傳特點上得出了非常有價值的研究進展。

  可她卻總覺得,自己還沒有被說服。“亮島是個島嶼,大家都知道,島上的人跟大陸上的人有可能是完全不同的。”于是,付巧妹帶領團隊,開始了長達六年的南方大陸樣品“攻堅戰”。

  然而,中國南方炎熱潮濕的氣候非常不利于骨骼的保存,因而來自南方的樣本材料不僅稀少,而且微生物DNA汙染嚴重,人類的DNA常常被高度甚至完全降解,這讓相關實驗和研究難上加難。在近4年的時間裏,他們深入南方30多個遺址,采集了257例古代人類樣本,卻常常遇到樣本完全不含古DNA,或是保存條件太差而無法提取的情況。

  幸而,他們在古DNA關鍵技術方面取得了新的突破,如他們與合作單位共同開發的古DNA捕獲技術,能夠從大量土壤微生物DNA裏“釣取”極其微量的人類內源DNA,曾成功捕獲僅占0.03%的人類核DNA。

  正是這些“蛛絲馬迹”,讓付巧妹成爲了一名古人類“神探”,她抽絲剝繭,最終拼就了一幅中國史前人群的起源地圖,而這幅地圖,也讓人類曆史變得更加完整。

  (原载于《中國科學报》 2020-05-15 第1版 要闻)
打印 責任編輯:侯茜

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