——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
我們是誰,我們從何而來?這些人類苦苦追尋的起源問題,如今有了一種最新認(rèn)識(shí)。
5月15日,國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表一項(xiàng)關(guān)于華夏族群探源的突破性研究成果,該研究由中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員付巧妹團(tuán)隊(duì)主導(dǎo),利用古DNA技術(shù)開啟了一趟尋根之旅,歷經(jīng)8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“神秘面紗”。
中國(guó)南北方人群究竟從哪里來,經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展變遷,這一發(fā)現(xiàn)對(duì)人類演化史的研究又有什么意義?記者采訪了付巧妹團(tuán)隊(duì)。
打開古代生命奧秘的鑰匙
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,東亞尤其是中國(guó)南北方,史前人類基因組的相關(guān)信息卻所知甚少。
這時(shí),古DNA技術(shù)登場(chǎng)了。
所謂古DNA技術(shù),就是通過現(xiàn)代分子生物學(xué)的手段,提取和分析保存在古代人類和動(dòng)植物遺骸中的古DNA分子,用來研究人類起源與遷徙路線、人類遺骸的性別鑒定等內(nèi)容,解決了許多傳統(tǒng)手段無法解決的科學(xué)問題,被譽(yù)為打開古代生命奧秘的鑰匙。
不過,這把鑰匙并非誰都能用好,付巧妹說,運(yùn)用古DNA技術(shù)需要非常謹(jǐn)慎地判斷和細(xì)致地操作,原因在于古DNA極易被污染。
事實(shí)上,這項(xiàng)研究工作自2012年起就已籌備開展,在2014年,付巧妹和團(tuán)隊(duì)成員便成功獲得北方山東和南方島嶼亮島的幾個(gè)關(guān)鍵樣本基因組數(shù)據(jù),在東亞南北方古人群遺傳特點(diǎn)上,也得出了“非常有價(jià)值”的研究進(jìn)展。
然而,其中一個(gè)細(xì)節(jié)卻始終讓付巧妹存疑,那就是“亮島作為島嶼的特殊地理位置”。她說,“亮島個(gè)體能否代表典型南方人群,他們與南方大陸人群會(huì)否存在巨大差異?”
于是,付巧妹帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),開始了長(zhǎng)達(dá)6年的南方大陸樣品“攻堅(jiān)戰(zhàn)”。
“我國(guó)南方大陸炎熱潮濕的氣候?qū)е履戏降臉颖静牧喜粌H稀少,而且微生物DNA污染嚴(yán)重,人類DNA被高度甚至完全降解?!备肚擅谜f,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。
在之后近4年里,他們專注于南方樣本的采集和古DNA實(shí)驗(yàn)。
其間,科研團(tuán)隊(duì)還和我國(guó)南方多家博物館及考古機(jī)構(gòu)聯(lián)絡(luò)深度合作,也曾因古DNA樣品難獲得而吃“閉門羹”;他們深入南方30多個(gè)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。
他們?cè)诠臘NA技術(shù)方面不斷摸索,最終取得突破,能夠從大量土壤微生物DNA里“釣取”極其微量的人類內(nèi)源DNA,可成功捕獲僅占0.03%的人類核DNA。
“我們參與的古DNA短片段提取技術(shù),將非冰凍層人類古DNA破譯的時(shí)間推進(jìn)到40萬年前?!备肚擅谜f,這些技術(shù)極大擴(kuò)展了可用于古DNA研究的樣本范圍。
9500年前就有南北方人之分了
有了古DNA技術(shù)這把鑰匙,付巧妹團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多家科研機(jī)構(gòu),成功捕獲并測(cè)序了我國(guó)北方山東、內(nèi)蒙古及南方福建、毗鄰亮島和鎖港等地11個(gè)遺址的個(gè)體基因組。
“這些古老的證據(jù),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)?!备肚擅谜f。
這也是科學(xué)家第一次針對(duì)我國(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。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),在沿著黃河流域直到西伯利亞東部草原的人群里,至少?gòu)?500年前起,他們就攜帶一種以新石器時(shí)代山東為代表的古北方人群成分,而中國(guó)大陸沿海及臺(tái)灣海峽島嶼人群,至少?gòu)?400年前起,就攜帶一種以新石器時(shí)代福建及其毗鄰島嶼為代表的古南方人群成分,而且這兩種成分截然不同。
這意味著,早在9500年前,我國(guó)的南北方人群就已經(jīng)分化了。
當(dāng)然,隨著時(shí)間的推移,南北方人之間的差異性和分化程度,又逐漸縮小了。付巧妹說,這種變化暗示著,自新石器時(shí)代以來,南北方人之間已經(jīng)有了頻繁的遷移與混合。至少在8000年前,南北人群融合與文化交流的進(jìn)程即已開始,4800年前出現(xiàn)強(qiáng)化趨勢(shì),至今仍在延續(xù)。
有意思的是,在這個(gè)過程中,古北方人群成分對(duì)現(xiàn)在的東亞人顯示出更多的影響。付巧妹說,在新石器時(shí)代之后,可以非常明顯地看到古北方人對(duì)整個(gè)中國(guó)南北方人群的影響。
有關(guān)東亞與東南亞祖先人群,學(xué)術(shù)界有一個(gè)“兩層假說”,即距今5000年及以前,中國(guó)福建奇和洞人與臺(tái)灣海峽亮島人等古南方人群,屬于“第一層”人群,他們與從事農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的“第二層”農(nóng)業(yè)人群,也就是現(xiàn)代東亞人,是截然不同的。
不過,付巧妹團(tuán)隊(duì)通過這次古DNA研究卻發(fā)現(xiàn),在至少8400年前,組成現(xiàn)今東亞人群、南島語系人群基因結(jié)構(gòu)的主要祖先群體之一,已經(jīng)在東南沿海出現(xiàn)。
“這表明,最早的南島語系人群,起源于與我國(guó)南方的福建及其毗鄰地區(qū)相關(guān)人群,并且這一時(shí)間可以明確追溯到8400年前?!备肚擅谜f。
這也是科學(xué)家第一次通過古基因組數(shù)據(jù),明確了中國(guó)8000多年前的古南方人群是南島語系人群的祖先來源。
沒有外來人群的“大換血”
另一個(gè)有意思的發(fā)現(xiàn)是,我國(guó)南北方人的這種演化互動(dòng),和歐洲人群截然不同。
在約9000年前農(nóng)業(yè)出現(xiàn)以來,歐洲人群就不斷遭遇近東遷徙而來的農(nóng)業(yè)人群,以及歐亞草原人群等外來群體的“大換血”。換言之,外來人群長(zhǎng)期在重構(gòu)歐洲人群遺傳信息,對(duì)現(xiàn)今歐洲人產(chǎn)生重要影響。
我國(guó)的情況卻有所不同。根據(jù)這次研究可以看到,雖然早在9500年前,我國(guó)南北方人群已經(jīng)分化,但南北方同期人群的演化,基本是連續(xù)的。
“這說明我們沒有受到明顯的外來人群影響,遷徙互動(dòng),也主要發(fā)生在東亞區(qū)域內(nèi)各人群間?!备肚擅谜f。據(jù)她推斷,這可能與我國(guó)是稻作和粟作農(nóng)業(yè)的獨(dú)立起源中心有關(guān),不需要外來人群帶來農(nóng)業(yè),就能夠較好地自給自足。
如今,取得這一突破,付巧妹認(rèn)為一個(gè)關(guān)鍵的原因,還是在于古DNA技術(shù)的創(chuàng)新。
在科研團(tuán)隊(duì)借助這一技術(shù)成功獲取相關(guān)基因組數(shù)據(jù)后,審稿專家給出高度評(píng)價(jià):“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?!?/p>
在5月14日中科院和國(guó)家文物局聯(lián)合舉行的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)與研究成果發(fā)布會(huì)上,中科院院長(zhǎng)白春禮院士專門向這一研究成果致賀信,其中談到他的評(píng)價(jià):這項(xiàng)成果對(duì)于“探索中國(guó)史前人群的遷徙歷史、遺傳格局及內(nèi)部融合過程,對(duì)于明確現(xiàn)今主要生活在中國(guó)臺(tái)灣及太平洋島嶼等地的南島語系人群的祖先來源,具有重大的科學(xué)價(jià)值和社會(huì)意義”。
在接受記者采訪時(shí),付巧妹說,這一發(fā)現(xiàn)填補(bǔ)了東方尤其是中國(guó)史前人類遺傳、演化、適應(yīng)方面的重要信息。她也坦言,該研究只是揭開人類演化史的冰山一角,同時(shí)提出更多、更深層的追問——
舊石器時(shí)代,中國(guó)南北方人群有著怎樣的互動(dòng)與交流?新石器時(shí)代,北方沿海人群與內(nèi)陸人群是否存在較大差異?中國(guó)南北方人群的遷移,與農(nóng)業(yè)技術(shù)的傳播與擴(kuò)散有何關(guān)聯(lián)?
付巧妹希望利用古DNA技術(shù),未來能一一破解這些謎團(tuán),“期待著新一輪中國(guó)史前人群研究帶來新的解答。”
?。ㄔd于《中國(guó)青年報(bào)》 2020-05-19 12版)
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