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科学家解密1.1万年以来东亚与东南亚交汇处人群的遗传历史

2021-06-25 古脊椎动物与古人类研究所
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  6月24日,中国科学院古脊椎所研究员付巧妹团队与云南省文物考古研究所研究员吉学平、山东大学教授王伟、广西文物保护与考古研究所研究员谢光茂及李珍、平潭国际南岛语族研究院研究员范雪春共同主导,西北大学、福建龙岩市博物馆、北京大学、中山大学、中国社会科学院等单位参与完成的核基因组研究成果Human population history at the crossroads of East and Southeast Asia since 11,000 years ago,在线发表在Cell上。科研人员对东亚南部人群的古基因组开展研究,揭示了自1.1万年以来东亚与东南亚交汇处人群迁徙与互动的历史,探究了两地接壤区域人类古基因组的相关问题,更新了对两地人群交流历史的认识,追溯了现今生活在广西地区侗傣语系和苗瑶语系人群的祖先。6月21日,该地区及福建地区线粒体基因组的研究成果(Maternal genetic history of southern East Asians over the past 12,000 years)发表在Journal of Genetics and GenomicsJGG)上,通过追溯东亚南部人群的母系遗传历史来探究其与周边人群的交流动态。

  此前,对东南亚和中国南方古人类的基因组研究显示,两地早期人群有着不同的遗传历史。在东南亚,距今约12,000-4,000年前的狩猎采集者——和平人(Hòabìnhian),是一支古老的亚洲人群,与东亚现在生活的人群分离较早。然而,距今4,000年以来,在农业传播的背景下,东南亚地区的农业人群呈现出与现代东亚人群更为相似的遗传结构,他们的基因组中混合了大量中国南方现代人群相关的遗传成分和少量和平文化相关的古老亚洲人群成分。距今4,000年以来,东南亚大陆人群的基因组中,中国南方人群为代表的遗传成分占据主导。在中国南方福建及周边地区生活着距今9,000-8,000年的以奇和洞人群为代表的古南方人群。他们的遗传关系显示与现在生活的南方人群更相近,与今天的南岛语族人群密切相关。这些研究揭示了东亚南方与东南亚两地早期人群遗传历史的差异性与相关性,也留下许多亟待探索的重要科学问题,为了进一步解答两地人群互动、迁徙等重要科学问题,对位于两地交汇处之一——我国广西地区的人群开展相关古基因组研究成为关键。

  付巧妹团队运用古核基因组捕获技术,克服了由于东亚南方炎热潮湿环境导致古DNA保存差的困难,得以从广西170个人类骨骸或化石(30个遗址)中捕获30例(15个遗址)距今10,686-294年的人类古基因组,以及福建1例距今11,747年的人类古基因组(图1)。其中,来自广西隆林、福建奇和洞的2个人类个体的年代均早于1万年,这是迄今东亚南方与东南亚地区获得的最早的人类古基因组数据。具体研究内容如下:

  对距今约1.1万年的广西隆林古代个体(Longlin)的古基因组分析发现,此前考古学研究基于隆林人的颅骨呈现出古老型人类与早期现代人混合的特征,认为她可能是二者混合的后代,但古基因组研究表明她已是遗传意义上的现代人,其基因组含有的尼安德特人或丹尼索瓦人的含量不高于其他现代人。以隆林人为代表的相关人群不同于此前观察到在中国南方沿海的古南方人群和东南亚地区的和平文化相关的古老亚洲人群。她是一个此前从未观测到的、对现在生活人群无明显遗传贡献的、在东亚南北方人群分离之前分化出来的、未知的东亚古老人群。该研究揭示出万年以前亚洲人群的遗传多样性,这种多样性比现在甚至稍晚时期都要高,亦凸显出东亚人群遗传历史的复杂性。

  该研究同时对该区域距今9,000-6,400年前人群的古基因组展开分析,结果显示:距今约9,000年的独山人呈现出以隆林人为代表的相关古老东亚人群与以奇和洞为代表的古南方人群的混合的特点;而距今8,300-6,400的宝剑山人则延续了独山洞人的遗传成分,此外还混合有与和平文化相关的古老亚洲遗传成分(图2)。这说明,至少在6,400年前,以隆林人为代表的相关古老东亚人群成分在该区域人群中仍然存在。不过,她在母系遗传上未观察到对晚期人群的明显影响。尽管以隆林人为代表的相关古老东亚人群成分对现在生活的人群并没有主要遗传贡献,但这个人群在东亚南方与东南亚的交汇区域也曾延续到数千年前。

  此前的古基因组证据显示,中国南方人群向东南亚地区的扩散和影响可追溯到距今4,000年的东南亚农业人群,新石器时代向农业的过渡被认为是中国南方向东南亚地区人口扩张和混合的主要动力。然而,研究表明,两地人群之间更早期的流动与农业并不相关,相关问题需要进一步研究探索。该研究首次在中国南方史前人群中发现和平文化相关的古老亚洲遗传成分,为探索和平文化相关人群的起源与扩散提供更多线索。

  研究人员对该区域距今约1,500-500年(历史时期)的古人群基因组展开分析,发现广西地区在这一时期人群显示与距今6,000年之前的史前古老人群(包括广西隆林人、独山人和宝剑山人)完全不同,即广西特有的以隆林人为代表的相关古老东亚人群此时已消失。此外,这些距今1,500-500年的人群显示与现今生活在广西的侗傣语系和苗瑶语系的人群有着密切的遗传联系。他们和现在的侗傣语系和苗瑶语系的人群一样,受到东亚古北方人群的影响,是东亚古南方人群和古北方人群的遗传混合群体。线粒体研究也从母系遗传角度印证了这些人群的遗传联系。

  研究揭示距今1.1万年前亚洲人群的多样性,以隆林人为代表的相关古老东亚人群,这是此前从未观察到、也未对现今南北人群做出贡献的未知古老东亚人群。以动态视角揭示出我国广西、福建地区人群的演化与变迁历史,凸显出广西地区在亚洲人群演化中的重要地位——这是东亚与东南亚在地理上接壤的交汇区域,两地人群在遗传历史上的交流区域(图3),不同古老人群的互动区域,也是首次发现东亚与东南亚两地在农业传播前便已存在人群之间的基因交流。研究显示,该地区6000年以后发生人群的更替,为溯源我国少数民族历史提供了重要线索。该研究对于探究东亚和东南亚史前人群的互动历史细节、修正东亚南方人群的演化模式具有重要科学意义。

  研究工作得到中科院、国家自然科学基金、郑州大学“中华文明根系研究”项目、腾讯科学探索奖、霍华德·休斯医学研究所的支持。

  论文链接:12 

图1.新样本的地理和时间分布图

图2.早期亚洲人群系统发育图

图3.东亚与东南亚交汇处自1.1万年以来人群动态示意图

图4.科学家解密1.1万年以来东亚与东南亚交汇处人群的遗传历史

打印 责任编辑:侯茜

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