我們是誰?我們從哪里來?
這不僅是個(gè)哲學(xué)問題，也是個(gè)科學(xué)問題。
5月15日，《科學(xué)》在線發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于華夏族群探源的突破性研究成果。我國(guó)科學(xué)家利用古DNA技術(shù)開啟了一趟尋根之旅，歷經(jīng)八年艱辛探索，逐步揭開東亞尤其是中國(guó)史前人群南北格局、遷徙擴(kuò)散及遺傳混合的歷史面紗。
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。但迄今為止，我們?nèi)匀粚?duì)東亞，尤其是中國(guó)南北方的史前人類基因組相關(guān)信息知之甚少。
為解決這一問題，中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所等單位的研究人員，共同開發(fā)了古DNA技術(shù)，成功捕獲測(cè)序中國(guó)北方山東、內(nèi)蒙古及南方福建、亮島和鎖港等地11個(gè)遺址25個(gè)9500-4200年前的個(gè)體和1個(gè)300年前個(gè)體的基因組。
圖1 中科院古脊椎所古DNA超凈室(供圖/ 中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所 徐欣)
“這些基因組信息為大時(shí)空框架下研究東亞古人群，尤其是現(xiàn)代人的遷徙與演化歷史提供了重要的遺傳學(xué)證據(jù)，這也是首次針對(duì)中國(guó)南北方人群開展的時(shí)間跨度最大的系統(tǒng)性古基因組研究。”論文通訊作者、中科院古脊椎所研究員付巧妹說。
通過探究這些人群的基因組，研究人員發(fā)現(xiàn)，至少?gòu)?500年前起，沿著黃河流域直到西伯利亞東部草原的人群都攜有一種以新石器時(shí)代山東個(gè)體為代表的古北方人群成分;同時(shí)，至少?gòu)?400年前起，中國(guó)大陸沿海及臺(tái)灣海峽島嶼人群就攜有一種以新石器時(shí)代福建及其毗鄰島嶼個(gè)體為代表的古南方人群成分。更重要的是這兩種成分截然不同。
然而，隨著時(shí)間的推移，東亞大陸南北方人群之間的這種差異性和分化程度逐漸縮小，至少在8300年前，南北人群融合與文化交流的進(jìn)程就已開始，4800年前融合趨勢(shì)強(qiáng)化，至今仍在延續(xù)。
圖2中國(guó)山東扁扁洞一具約9500年前個(gè)體的顳骨(供圖/ 中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所 高偉)
研究還觀察到，現(xiàn)今的東亞人群，不管是來自北方還是南方，都同時(shí)混合有古北方人群成分(以黃河沿岸的山東人群為代表)和古南方人群成分(以福建與臺(tái)灣海峽島嶼人群為代表)，但古北方人群成分影響更為廣泛。
在中國(guó)，南北方人群雖早在9500年前已分化，但南、北方同期人群的演化基本是連續(xù)的，沒有受到明顯的外來人群的影響，遷徙互動(dòng)主要發(fā)生在東亞區(qū)域內(nèi)各人群間。
與此同時(shí)，研究確認(rèn)了現(xiàn)今主要生活在臺(tái)灣島及太平洋島嶼等地的南島語(yǔ)系人群起源于中國(guó)南方的福建及其毗鄰地區(qū)，且首次明確將時(shí)間追溯到8400年前。“這是第一次通過古基因組數(shù)據(jù)明確中國(guó)8000多年前的古南方相關(guān)人群是南島語(yǔ)系人群的祖先來源。”付巧妹強(qiáng)調(diào)。
頭骨形態(tài)學(xué)曾提出有關(guān)東亞與東南亞祖先人群的“兩層假說”，即“第一層”狩獵采集人群和“第二層”農(nóng)業(yè)人群。該假說認(rèn)為，古南方人群屬于“第一層”人群。
然而，付巧妹團(tuán)隊(duì)通過此次古DNA研究發(fā)現(xiàn)，此前因?yàn)轭^骨特征被歸入“第一層”的以福建與臺(tái)灣海峽島嶼人群為代表的古南方人群，實(shí)質(zhì)上并沒有明顯屬于“第一層”人群的遺傳信息，反而與現(xiàn)今東亞人群、南島語(yǔ)系人群有著直接而延續(xù)的遺傳關(guān)系。
雖然這項(xiàng)研究從遺傳學(xué)角度揭開了有關(guān)中國(guó)南北方史前人群格局及遷移與混合這一重大學(xué)術(shù)問題上的若干謎團(tuán)，但是談起研究樣本的獲取，付巧妹感慨頗多。
事實(shí)上，我國(guó)南方炎熱潮濕的氣候環(huán)境，非常不利于化石的保存。因而南方的樣本材料不僅稀少，而且微生物DNA含量很高，其中的人類古DNA含量很低甚至沒有。“原本要從年代久遠(yuǎn)的人類骨骼遺骸中提取到內(nèi)源DNA已是不易，而南方樣本更是讓相關(guān)實(shí)驗(yàn)和研究難上加難。”付巧妹說，因?yàn)楣臘NA樣品難以獲得而吃“閉門羹”的情況時(shí)有發(fā)生。
圖3福建奇和洞約8400年前的2號(hào)個(gè)體頭骨(供圖/ 平潭國(guó)際南島語(yǔ)族研究院 范雪春)
近四年，付巧妹團(tuán)隊(duì)一直專注于南方樣本的采集和古DNA實(shí)驗(yàn)，與我國(guó)南方多家博物館及考古機(jī)構(gòu)聯(lián)絡(luò)深度合作，深入南方30多個(gè)遺址采集257例古代人類樣本。“在這一過程中，我們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。”付巧妹說。
盡管如此，他們并沒有放棄，而是不斷摸索更有效獲取古DNA，尤其是核基因組的實(shí)驗(yàn)方法。比如，他們開發(fā)的古DNA捕獲技術(shù)，曾經(jīng)從樣品成功捕獲含量?jī)H占0.03%的人類核DNA。基于這些方法，研究團(tuán)隊(duì)成功獲取南方福建及臺(tái)灣海峽島嶼5個(gè)遺址18個(gè)距今8,400-4,200年的人類基因組數(shù)據(jù)，填補(bǔ)東亞南方大陸核基因組空白區(qū)域。審稿專家對(duì)此高度評(píng)價(jià)道，“研究提供了非常珍貴的基因組數(shù)據(jù)，其代表的時(shí)間和區(qū)域是前所未有而又必不可少的。”
在付巧妹看來，這些創(chuàng)新的古DNA關(guān)鍵技術(shù)極大擴(kuò)展了可用于古DNA研究的樣本范圍，將有力推動(dòng)人類學(xué)、進(jìn)化遺傳學(xué)與群體遺傳學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。(記者 陸成寬)
