人之初，分南北：9500年前南北方人就“分家”了

中科院古脊椎所古DNA超凈室（圖/中科院古脊椎所）

中國山東扁扁洞一具約9500年前個(gè)體的顳骨（圖/中科院古脊椎所 ）

我們是誰？我們從何而來？這是古今中外人類探究自我的終極發(fā)問。這不僅僅是一個(gè)哲學(xué)話題，更是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)問題。科學(xué)界對(duì)于人類不同族群演化的研究從未停止。作為人類演化史的重要一環(huán)，中國南北方人群從何而來、如何演化，一直以來學(xué)界沒有定論，而現(xiàn)在，中國科學(xué)家給出了更明確的答案。

5月15日，《科學(xué)》雜志在線發(fā)表中科院古脊椎所付巧妹團(tuán)隊(duì)獨(dú)立主導(dǎo)、多家單位參加的研究成果。該成果通過對(duì)中國南北方人群的古基因組研究，逐步揭開東亞尤其是中國史前人群南北格局、遷徙擴(kuò)散及遺傳混合歷史的面紗。

9500年前，中國已有明顯的南北方人群分化

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、尤其是中國南北方，史前人類基因組的相關(guān)信息人們卻所知甚少。

“人類演化史中，不能缺少來自中國的重要篇章。”抱著這個(gè)想法，付巧妹團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多家科研機(jī)構(gòu)，依托先進(jìn)的古DNA技術(shù)，成功捕獲并測(cè)序了中國北方山東、內(nèi)蒙古及南方福建、亮島和鎖港等地11個(gè)遺址的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。

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)，這也是首次針對(duì)中國南北方人群展開的時(shí)間跨度最大的系統(tǒng)性古基因組研究。

通過探究這些人群的基因組，研究人員發(fā)現(xiàn)，至少從9500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)，至少從8400年前起，中國大陸沿海及臺(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)。

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，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。

這種“互動(dòng)”跟歐洲人群截然不同。在約9000年前農(nóng)業(yè)出現(xiàn)以來，歐洲人群就不斷受到近東農(nóng)業(yè)人群及歐亞草原人群等外來群體的“大換血”，外來人群一直在重構(gòu)歐洲人群遺傳信息。

付巧妹分析，這可能與中國是稻作和粟作農(nóng)業(yè)的獨(dú)立起源中心有關(guān)?！稗r(nóng)業(yè)對(duì)人口擴(kuò)增的影響是巨大的。農(nóng)業(yè)不是在歐洲本土起源的，外來人群帶來了農(nóng)業(yè)，就可能很快在當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)張起來；而中國人有自己的農(nóng)業(yè)，能自給自足，何不自得其樂呢？”

進(jìn)擊的“胡建人”

研究人員發(fā)現(xiàn)，古南方人群成分雖然在現(xiàn)今東亞大陸人群中所占比例較小，卻對(duì)其他地區(qū)的人群具有廣泛的影響?，F(xiàn)代遺傳學(xué)和新石器時(shí)代中期以來的考古學(xué)材料雖已暗示了南島語系人群與東亞南方大陸人群之間的聯(lián)系，但對(duì)其起源地卻一直沒有定論。

此次付巧妹團(tuán)隊(duì)終于找到了確鑿的遺傳學(xué)證據(jù)。他們通過研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)今廣泛分布于臺(tái)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(shí)代的中國南方沿海人群有著非常密切的遺傳聯(lián)系。

這表明，最早的南島語系人群起源于與中國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?！斑@是我們第一次通過古基因組數(shù)據(jù)明確了中國8000多年前的古南方人群是南島語系人群的祖先來源?！备肚擅谜f。

值得一提的是，相較于現(xiàn)今生活在東亞北方和西部人群（如達(dá)斡爾族人群），福建8400年前的奇和洞人顯示出與東亞現(xiàn)今中部和南方人群（如漢族和傣族人群）存在著更多的遺傳聯(lián)系，且與中國臺(tái)灣的阿美族和泰雅族人群具有最強(qiáng)的遺傳聯(lián)系，反映出現(xiàn)今族群之間的聯(lián)系性。

中科院院長(zhǎng)白春禮評(píng)價(jià)稱，這項(xiàng)成果對(duì)于“探索中國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”。

“釣”DNA的古人類“神探”

付巧妹團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究不僅揭示出南方大陸人群與北方大陸人群的遺傳聯(lián)系，而且證實(shí)了南島語系人群的中國南方起源。審稿專家對(duì)此評(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?！?/p>

這項(xiàng)研究工作自2012年起即已開始籌備，歷時(shí)8年，終于取得重大突破。

其實(shí)早在2014年，付巧妹和團(tuán)隊(duì)成員便已成功獲得北方山東和南方島嶼亮島的幾個(gè)關(guān)鍵樣本的基因組數(shù)據(jù)，對(duì)東亞南北方古人群遺傳特點(diǎn)得出了非常有價(jià)值的研究進(jìn)展。

可付巧妹卻總覺得，自己還沒有被說服?！傲翇u是個(gè)島嶼，大家都知道，島上的人跟大陸上的人有可能是完全不同的。”于是，她帶領(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)”。

然而，我國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?！霸疽獜哪甏眠h(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。

近4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)，與我國南方多家博物館及考古機(jī)構(gòu)合作，深入南方30多個(gè)遺址采集257例古代人類樣本?！霸谶@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8400—4200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。

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。（本刊綜合）