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我们从哪里来?东亚人血统溯源

时间: 2019年08月21日 | 作者: David Reich | 来源: 科研圈
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“我们从哪里来?”或许是每个人都曾在脑海中浮现过的问题。目前我们对东亚人类历史的了解,远远少于对欧洲和西亚人类历史的了解。这并不是因为东亚的人类历史不重要,而仅仅是因为我们对东亚的研究不够。但是,当下的中国在古 DNA 彩票网站面临着前所未有的机遇。这项强大的技术在中国的应用将是我们解开东亚人类历史之谜的关键。


作者  大卫·赖克(David Reich)

译者  叶凯雄  胡正飞



现代东亚人的早期历史


关于当今东亚人群的第一个大规模基因组调查结果是在 2009 年发表的,这个调查涵盖了来自大约 75 个群体的近 2000 人。其中的一个调查结果得到了研究人员们的特别关注:东南亚的人类遗传多态性比东北亚的要更高一些。他们提出的解释是:有单一的一股现代人首先迁徙到了东南亚,然后再向北进入中国以及其他地方。这种模型遵从了一个更普遍的、能解释全球人群多态性模式的理论:有单一的一股现代人迁徙走出了非洲,然后往各个方向扩张,每衍生出一个新的群体,便丢失一部分遗传多态性。现在我们知道,这个关于东亚人群历史的理论模型很有可能并不准确。欧洲的历史上发生了多次群体替代和混血事件。从古 DNA 研究中,我们也知道了当今欧亚大陆西部的遗传多态性模式并不是首批现代人迁徙进入该地区的准确反映。类似的,对于东亚,这个由南往北迁徙并沿途丢掉遗传多态性的理论模型是非常错误的。


2015 年,王传超(注:厦门大学人类学研究所所长、教授)与我们合作分析一份珍贵的数据:来自大约 40 个中国人群的、大约 400 个现代个体的全基因组数据。在 DNA 研究中,来自中国的样本非常稀少。王传超和他的同事们在中国完成遗传学实验,然后与我们合作分析电子化的数据。在接下来的一年半的时间里,我们把这些数据跟已经发表的其他东亚国家人群的数据和我们自己实验室生产的来自俄罗斯远东的古 DNA 数据进行综合分析。这项研究帮助我们更深刻地认识东亚人群的历史,以及找到当下不同东亚人群的起源。


通过主成分分析,我们发现当下的绝大多数东亚人的血统可以用 3  个群组来描述。


第一个群组的核心人群来自黑龙江流域,也就是当今中国东北部与俄罗斯的国界线区域。这个群组包含了我们以及其他实验室从黑龙江流域获得的古 DNA。所以,这个区域的居民在过去超过 8000 年的时间里,都保持着遗传上的相似性。


第二个群组的主要人群来自青藏高原,也就是喜马拉雅山以北的大片区域。这片区域的大多数地方的海拔都比欧洲的最高峰阿尔卑斯山还要高。


第三个群组的主要人群来自东南亚,而且最具代表性的人群是中国大陆沿岸岛屿,例如海南和台湾的原住民。


我们使用了四群体检验来评估不同的现代人群之间的关系。除了以上 3 个群组的代表性人群,我们还纳入了美洲原住民、安达曼群岛原住民和新几内亚人。后面这 3 个人群的祖先至少从末次冰期开始就跟东亚人的祖先基本隔离了,所以这些人群所携带的东亚人相关的遗传信息实际上就像是来自那个历史时期的古 DNA。


我们的分析结果支持这样的一个人群历史模型:当今绝大多数东亚人的现代人血统基本上来自两个很久之前便分离开的两个支系的混血,只是不同人群的融合比例不同而已。这两个支系的成员往各个方向扩张,它们相互之间,以及它们与其他遇见的人群间的混血,铸造了当今东亚的人群结构。


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本书作者大卫·赖克 | 图片来源:news.harvard.edu



长江和黄河流域的“幽灵群体”


中国是世界上为数不多的独立的农业起源地之一。考古证据表明,从大约 9000 年起,农民们便开始在中国北部黄河流域的风沙沉积物里种植谷子以及其他作物了。大约在同一时期,在南边的长江流域,另一群农民也开始种植包括水稻在内的农作物。长江流域的农业文明沿着两条路线往外扩张:一条大陆路线,在大约 5000 年前到达了越南和泰国;一条海洋路线,在差不多同样的时间到达了台湾。在印度和中亚,中国农业文明和近东起源的农业文明发生了第一次碰撞。当今的语言分布也暗示了历史上可能的人群迁徙。当今东亚大陆上的语言至少可以分成 11 个语系:汉藏语系、傣-卡岱语系(Tai-Kadai,也称侗傣语系)、南岛语系、南亚语系、苗瑶语系(Hmong-Mien)、日本语系(Japonic)、印欧语系、蒙古语系(Mongolic)、突厥语系(Turkic)、通古斯语系(Tungusic,也称满-通古斯语系),以及朝鲜语系(Koreanic,也称韩国语系或者高丽语系)。彼得·贝尔伍德主张这里边的前 6 个语系是东亚农业文明往外扩张、传播他们的语言的结果。


通过遗传学研究我们又发现了什么呢?当下我们从遗传学角度学到的关于东亚久远人群历史的知识非常有限,远远比欧亚大陆西部甚至美洲的要少。尽管如此,王传超还是从我们现有的少数古 DNA  数据和当下人群的遗传多态性数据里得到了新的认识。


我们发现在东南亚和中国台湾,许多人群的全部或者绝大多数祖源都来自一个同质化的祖先群体。因为这些人群的地理分布恰好跟长江流域水稻种植文化往外扩张的区域重合,我们不禁提出一个假说,认为这些人群就是历史上开创了水稻种植文化的人的后代。我们还没有来自长江流域首批农民的古 DNA,但我的猜测是,他们应该跟这个构建的“长江流域幽灵群体”相吻合。我们说的这个“幽灵群体”便是为当下东南亚人群贡献了绝大多数血统的祖先群体。


汉族人是世界上人口最多的群体,拥有超过 12 亿人口。但是我们发现,他们并不是“长江流域幽灵群体”的直接后代。相反,汉族人有很大一部分血统来自另外一支、很久远以前就分化出去的东亚支系。北方汉族人有更多的血统来自该支系。这个发现也跟 2009 年以来的另外一个发现相吻合,即汉族人内部有一个微小的从北到南的梯度性差异。如果历史上汉族人的祖先从北往南扩张,并沿途与当地人发生混血,那么我们发现的这些模式就可以得到解释。


当王传超建立起关于东亚久远人群的历史模型时,他发现汉族人和藏族人都有很大一部分血统来自同一个祖先群体。这个群体独立的、纯种的血统已经不复存在,而且这个群体对许多东南亚人群并没有遗传贡献。基于考古学、语言学和遗传学的综合证据,我们把这个祖先群体叫作“黄河流域幽灵群体”。我们的假说认为,这个群体在黄河流域开始了农业文明并传播了汉藏语系的语言。来自黄河流域首批农民的古 DNA 将会检验我们这个假说的对错。东亚的人群历史有着一层又一层的人群迁徙和混血事件,现代人群的遗传多态性模式就是这些复杂历史事件综合的结果。所以,单独研究现代人群的遗传多态性模式无法帮助我们还原复杂的历史,只有古 DNA 可以帮助我们揭开历史一层又一层的面纱。



东亚周边的重大混血事件


一旦中国平原上的核心农业群体,也就是长江与黄河流域的“幽灵群体”形成,他们便开始往各个方向扩张,跟此前几千年里先到达的当地群体发生混血(见图23)。


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在 5 万年到 1 万年前之间,采猎者群体开始分化,往北扩张进入美洲,往南扩张进入澳大利亚。在 9000 年前,来自这次大扩张的两个非常不同的群体,分别独立发展了农业文明。他们一个集中分布在 黄河流域,一个集中分布在长江流域。这两个人群在 5000 年前也开始往各个方向扩张。在中国,这两个群体的碰撞和混血创造了我们在当下汉族人群里观察到的北方和南方血统的梯度性差异。


青藏高原上的人群便是这种扩张的例子之一。他们大约 2/3 的血统来自“黄河流域幽灵群体”。很有可能就是他们首次把农业带到了该地区。他们另外 1/3 的血统来自另外一支久远的东亚支系,很有可能就对应着青藏高原上的原住民采猎者。


另外一个混血的例子是日本人。在上万年的历史时间里,采猎者都占据着日本群岛。但是在大约 2300 年前,日本群岛开始出现了东亚大陆衍生出来的农业文化,这种文化跟同时代朝鲜半岛上的文化有着非常明显的相似性。据遗传学数据确认,农业文化到达日本群岛是人群迁徙的结果。斋藤成也(Naruya Saitou)及其同事建立了一个人群历史模型,把当下的日本人群模拟成两个古老的、分化程度很高的东亚群体的融合体。其中一个古老群体跟当下的朝鲜半岛上的人紧密关联,而另外一个古老群体跟今天的阿伊努(Ainu)人紧密关联。阿伊努人现在仅分布在日本最北边的岛屿上,他们的 DNA 与农业文明到来以前的采猎者的 DNA 非常相似。通过斋藤成也的人群历史模型,可以推断出当下日本人的血统有大约 80% 来自农民祖先群体,而剩下 20% 来自采猎者祖先群体。


根据现在日本人基因组里的来自农民祖先群体的 DNA 片段的大小,我们和斋藤成也推断,农民祖先群体和采猎者祖先群体发生混血的平均时间是在大约 1600 年前。该时间远远晚于农民群体首次到达日本的时间,意味着在农民群体到达后,两个群体之间的隔离持续了几百年。该时间也对应着日本的古坟时代,正是在这个时代,许多日本岛屿第一次被纳入统一的中央政权之下,也许就是从那个时候开始,不同人群开始了普遍的混血,并最终形成了我们今天所观察到的相对同质化的日本人群。


古 DNA 也揭示了东南亚大陆上久远的人类历史。2017 年,我的实验室从来自越南门北(Man Bac)遗址的古人类遗骸中提取了 DNA。在这个有着近 4000 年历史的遗址中,具有不同形态学特点的遗骸紧挨着埋葬在一起,有些遗骸的特点与长江流域的古代农民群体以及当下的东亚人很相似,有些遗骸则更接近于该地此前历史时期里的采猎者。我实验室的研究人员马克·利普森(Mark Lipson)发现,我们收集到的所有古越南人样本都是一支很久远以前就分离出去的东亚支系与“长江流域幽灵群体”之间混血的结果,而且门北遗址里的部分农民明显拥有更多的来自“长江流域幽灵群体”的血统。另外,这两种血统的相对比例在门北农民群体里,与在当下一些偏远地区的南亚语系群体里非常类似。这些发现都支持这样一个理论:当今南亚语系的分布,是来自中国南部的种植水稻的农民祖先群体往外扩张传播的结果,这些祖先群体在扩张的过程之中还与当地的采猎者群体发生了混血。一直到今天,柬埔寨和越南的许多南亚语系群体都还携带有少量但非常明显的采猎者血统。


*本文节选自《人类起源的故事》(Who We Are and How We Got Here)