南方人,北方人,誰的基因更強?古DNA技術解開華夏族群融合之謎

漫漫歷史長河中,南方人,北方人,是如何融合的?

近日,《科學》期刊發表一篇我國科學家的研究成果,由中國科學院古脊椎動物與古人類研究所脊椎動物演化與人類起源重點實驗室付巧妹領銜的研究團隊,歷經8年艱辛探索,從遺傳學角度逐步揭開東亞尤其是中國史前人群南北格局、遷徙擴散及遺傳混合的“神秘面紗”。

古DNA技術:尋根東亞南北方人群 探源華夏族群起源之謎

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,但關於東亞尤其是中國南北方的史前人類基因組的相關資訊所知甚少。

開始東亞人群古基因組研究的第一步,是得有配套的技術。

付巧妹團隊與多家單位合作,共同開發出具有關鍵作用的古DNA技術。所謂古DNA技術,就是透過現代分子生物學的手段,提取和分析儲存在古代人類和動植物遺骸中的古DNA分子,用來研究人類起源與遷徙路線、人類遺骸的性別鑑定等內容,解決了許多傳統手段無法解決的科學問題,被譽為開啟古代生命奧秘的鑰匙。

尋找古人類樣本並非易事。早在2014年,付巧妹團隊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資料,但是考慮到亮島特殊的地理位置,付巧妹提出質疑:亮島個體能否代表典型南方人群?他們與南方大陸人群會否存在巨大差異?基於系統的研究設想與嚴謹的科研追求,付巧妹帶領團隊開始了長達六年的南方大陸樣品“攻堅戰”。

除了要考慮樣本的代表性,環境對DNA的影響也是找尋樣本的一大阻礙。中國南方大陸炎熱潮溼的氣候非常不利於化石的儲存,因而南方的樣本材料不僅稀少,而且微生物DNA汙染嚴重,其中的人類DNA被高度甚至完全降解,讓相關實驗和研究難上加難。

歷經重重挑戰與不斷探索,實驗室成功獲取包括來自北方山東、內蒙古地區5個遺址(扁扁洞、小荊山、小高遺址、博山遺址、裕民遺址)距今9,500-7,700年的7個個體,及南方福建、臺灣海峽2個遺址(奇和洞、亮島)距今8,400-7,600年的3個個體。填補了東亞南方大陸核基因組空白區域。

古北方人群的“基因”更強大 對現代人的影響更廣泛

中國人群遺傳資訊的演化與歐洲不同。歐洲人群遺傳資訊一直在被外來人群重構,在約9,000年前農業出現以來,歐洲人群不斷受到近東農業人群及歐亞草原人群等外來群體的大換血。

而在中國,南北方人群雖早在9,500年前已分化,但南、北方同期人群的演化基本是連續的,沒有受到明顯的外來人群的影響,遷徙互動主要發生在東亞區域內各人群間。

追根溯源,你可能是南北“混血兒”。

研究資料顯示,自新石器時代以來南北方之間就有頻繁的人群遷移與混合。現今的東亞人群,不管是來自北方還是南方,都同時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”更強大,對現代人的影響更為廣泛。

該結果表明人群的遷移,包括新石器時代南北方人群之間的互動融合,以及新石器時代以後黃河以北人群向南的大量遷移,基本構成了現今東亞南北方人群的基因組成。

有趣的是,研究發現中國南北方現今大部分省市的漢族人群,攜有的東亞古北方人群成分和古南方人群成分的混合比例基本相似。也就是說,現如今的南北方居民與史前的南北方族群分佈基本一致。

沿海地帶是亞洲人群交流的重要通道

關於東亞與東南亞祖先人群,頭骨形態學學者曾提出“兩層假說”:距今4,500年及以前,福建奇和洞人與臺灣海峽亮島人等古南方人群屬於“第一層”人群;他們同從事農業經濟的“第二層”農業人群,即現代東亞人是截然不同的。

然而,付巧妹團隊研究發現,頭骨學意義上的“第一層”人群,實質上並沒有明顯屬於“第一層”人群的遺傳資訊,反而與現今東亞人群、南島語系人群有著直接而延續的遺傳關係。

南方人,北方人,誰的基因更強?古DNA技術解開華夏族群融合之謎

在進一步研究中,團隊發現,最早的南島語系人群起源於中國南方的福建及其毗鄰地區,且首次明確將時間追溯到8,400年前。意味著中國古南方人群成分在現今南島語系人群中占主導地位,確認南島語系人群起源於中國南方。

古南方人群成分雖在現今東亞大陸人群中所佔比例較小,卻對其他地區的人群具有廣泛的影響。現今廣泛分佈於臺灣海峽、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絡。

東亞和東南亞地區所有沿海人群之間很少存在遺傳隔離的情況。資料顯示,大部分新石器時代晚期的東南亞人群都混合有當地古老的和平文化人群和中國古南方人群相關遺傳成分。其中自越南4000多年前的人群尤其顯示與新石器時代晚期中國沿海的福建人群有著非常密切的關係;2700年前的日本繩紋文化個體含有早於東亞人群的古老成分,而且與新石器時代的西伯利亞和東亞南方地區的沿海人群密切相關。

這些研究表明,沿海區域不但未對相關人群造成隔離,反而促進了人群之間的互動和基因交流,即沿海地帶是亞洲人群交流的重要通道。這一研究結果亦為探索東北亞祖先人群的構成提供了新的研究思路和遺傳學線索。

中國南北方人群的古基因組研究,揭開人類演化史的冰山一角,同時也提出更多、更深層的追問,舊石器時代的中國南北方人群有著怎樣的互動與交流?中國南北方人群的遷移與農業技術的傳播與擴散有何關聯?……這些追問讓我們期待著新一輪中國史前人群研究帶來新的解答。

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