古DNA揭示中國西北地區(qū)史前人類對野生動物資源的利用

關(guān)鍵詞：古DNA；物種鑒定；中國西北；野生動物資源

1引言

考古學(xué)領(lǐng)域關(guān)于動物的研究主要聚焦于家養(yǎng)動物的起源、馴化及擴(kuò)散等方面的問題，即通過動物考古學(xué)、分子考古學(xué)等方法，研究家養(yǎng)動物的起源擴(kuò)散，進(jìn)而探索古代農(nóng)業(yè)起源、生業(yè)模式、文化交流等問題[1]。除了家養(yǎng)動物外，考古遺址中有時還會發(fā)掘出一些野生動物遺骸，但是關(guān)于野生動物的研究相對較少，因此對野生動物遺骸的研究既有利于我們了解古代居民的飲食結(jié)構(gòu)、狩獵活動和經(jīng)濟(jì)模式等，對于保護(hù)和利用野生物種遺傳資源也有著重要的意義[2]。然而，中國很多遺址出土的大量動物遺骸都有骨骼形態(tài)特征不明顯、質(zhì)量較差、結(jié)構(gòu)相似等問題，導(dǎo)致動物考古學(xué)者的鑒定結(jié)果不準(zhǔn)確或者無法分辨出土遺骸的具體種屬[3]，無法對其進(jìn)行深入研究，而古DNA研究技術(shù)可以解決這一問題。

古DNA（ancientDNA，aDNA），是指從考古材料、古生物化石、生物遺體、遺跡及沉積物中獲取的古代生物DNA分子。作為遺傳信息的載體，古DNA可以準(zhǔn)確有效地反應(yīng)物種的遺傳結(jié)構(gòu)與進(jìn)化規(guī)律，對于研究家畜馴化、農(nóng)業(yè)起源等問題有關(guān)鍵作用[4]。線粒體DNA因為遵循母系遺傳模式、具有多拷貝數(shù)和比核基因更高的突變率，可以很好地用在系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和群體多樣性等問題的研究中[5]，在古DNA研究中扮演著重要的角色。相比較而言，過去的線粒體DNA研究多局限于線粒體控制區(qū)片段和細(xì)胞色素b基因等短片段研究，而線粒體全基因組研究可以獲得更多的信息，分析物種的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系、遺傳多樣性變化[6-7]。此外，線粒體DNA技術(shù)也被廣泛應(yīng)用到動物的分子鑒定中，并已成功用于多種哺乳動物的物種鑒定[8]。

本文通過對中國西北地區(qū)陜西泉護(hù)村、甘肅磨溝、青海長寧、寧夏打石溝4個遺址出土的9例動物遺骸，進(jìn)行古DNA提取、DNA文庫構(gòu)建和高通量全基因組測序，獲得線粒體全基因組序列，通過生物信息學(xué)方法對序列數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，同時結(jié)合系統(tǒng)發(fā)育分析、主成分分析、遺傳距離計算等方法確定物種的種屬關(guān)系。另外，本文還結(jié)合考古背景討論了西北地區(qū)史前先民對野生動物資源利用的問題。

2材料與方法

2.1遺址背景

長寧遺址位于中國西北青海省西寧市大通縣長寧鄉(xiāng)長寧村西南約3km處，坐落在北川河的一級階地上，距西寧市30km，地理坐標(biāo)為101°44′E、36°48′N[9]（圖1）。長寧遺址是一處以齊家文化為主的大型聚落居址，遺址主體年代距今約4200～3800年，處于新石器時代到青銅時代的過渡階段。遺址出土了大量的動物骨骼，根據(jù)動物考古鑒定可知，包括家養(yǎng)動物和野生動物；家養(yǎng)動物中，羊的數(shù)量最多，其次為豬和牛，狗也占有一定比例；野生動物約占動物總數(shù)的三分之一，包括馬鹿（Cervuscanadensis）、狍（Capreolus）、狼（Canislupus）、狐貍（Vulpes）、貓（Felis）、猞猁（Lynxlynx）、旱獺（Marmotabobak）、巖羊（Pseudoisnayaur）、斑羚（Naemorhedusgoral）等[10]。

磨溝遺址位于甘肅省甘南藏族自治州臨潭縣陳旗（今王旗）鄉(xiāng)磨溝村，在臨潭縣與岷縣交界處的洮河西南岸、磨溝河西岸，海拔2209～3926m，地理坐標(biāo)為103°8′E、34°6′N。該遺址包括馬家窯文化、齊家文化、寺洼文化及宋代的遺存。遺址出土了大量的動物遺骸，種屬非常豐富，包括豬（Sus）、狍（Capreolus）、梅花鹿（Cervusnippon）、馬鹿（Cervuscanadensis）、麝（Noschusnoschiferus）、盤羊（Ovisammon）、山羊（Caprahircus）、綿羊（Ovisaries）、巖羊（Pseudoisnayaur）、鬣羚（Capricornissumatraensis）、黑熊（Ursusthibetanus）、熊貓（Ailuropodamelanoleuca）、狐貍（Vulpes）、豺（Cuonalpinus）、猞猁（Lynxlynx）、竹鼠（Rhizomys）等[11]。

泉護(hù)村遺址位于陜西省渭南市華縣城東柳枝鎮(zhèn)，地理坐標(biāo)為109°51′E、34°31′N，1958年以來先后多次發(fā)掘。遺址的文化內(nèi)涵從早到晚依次是：廟底溝文化、兩周、漢、唐等。該遺址出土的動物骨骼中，包括狗（Canislupusfamiliaris）、豬（Sus）、綿羊（Ovisaries）等家畜和獐（Hydropotesinermis）、梅花鹿（Cervusnippon）、金絲猴（Rhinopithecus）、貓（Felis）、虎（Pantheratigris）、竹鼠（Rhizomys）以及魚類、鳥類和龜鱉類等野生動物[12]。

打石溝遺址位于寧夏回族自治區(qū)固原市彭陽縣城古城鎮(zhèn)店洼村，地理坐標(biāo)為106°32′E、35°51′N。該遺址出土的遺物有陶器、石器、玉器和骨器及大量的動物和植物遺存。根據(jù)出土遺物，初步判斷該遺址屬于新石器時代晚期氏族部落遺址（陜西龍山時代客省莊二期文化，距今4300～4000年）[13]。

2.2樣本信息

本研究共9例樣本，分別采集自長寧遺址（CNS6、CNS21、CNS22、CNS23）、磨溝遺址遺址（MG08S、MG09S）、泉護(hù)村遺址（QHS1、QHS3）和打石溝遺址（DSG04Y），形態(tài)學(xué)鑒定結(jié)果為5例綿羊、4例山羊。樣本照片如圖2所示（實驗樣本信息詳見本文網(wǎng)絡(luò)版附屬材料）。

2.3古DNA提取

利用電動打磨工具和經(jīng)過滅菌處理的一次性鉆頭去除1～2mm的骨骼表面，盡可能去除樣本的外源污染。隨后，在10%的次氯酸鈉溶液中浸泡15min，再經(jīng)DEPC（diethylpyrocarbonate）水沖洗，浸泡無水乙醇5min。最后用紫外燈照射樣本正反面，直至干燥。次日，利用電動打磨工具打磨骨骼取粉，每個樣本取粉200～250mg。古DNA抽提參照楊東亞等的方法[14]，使用QIAquick?PCRPurificationKit試劑盒結(jié)合超濾管（Millipore）得到抽提液，繼而使用NEBNext?UltraTMDNALibraryPrepKitforIllumina?試劑盒構(gòu)建文庫。線粒體捕獲實驗由iGeneTechBioscience公司完成，最后由IlluminaHiseqXTen平臺進(jìn)行雙端測序。

2.4測序數(shù)據(jù)處理

對于測序得到的原始雙端序列，使用paleomix流程處理fastq文件[15]，具體流程如下：首先，利用AdapterRemovalv2.2.0識別并剪切掉接頭序列，過濾片段長度低于35bp的reads并丟棄質(zhì)量低于20的堿基，同時將雙端數(shù)據(jù)合并[16]。其次，選取共146個?？苿游锖吐箍苿游锏木€粒體基因組（具體信息詳見網(wǎng)絡(luò)版附屬材料）作為參考序列，用bwav0.717的aln算法同時與它們進(jìn)行比對以鑒定具體物種，再以鑒定物種的線粒體全基因組為參考序列進(jìn)行比對，并丟棄mappingquality小于25的reads，得到bam文件[17]。隨后，使用Picardv2.20.0中的MarkDuplicates命令刪除PCR重復(fù)[18]，使用GATKv3.7.0的RealignerTargetCreator和IndelRealigner模塊進(jìn)行區(qū)域重排[19]，使用Qualimapv2.2.1統(tǒng)計測序質(zhì)量和線粒體覆蓋度[20]，分別利用ANGSDv0.931[21]、htsbox-r312[22]、Schmutziv1.5.7[23]和MIAv1.0（mappingiterativeassembler）[24]提取線粒體一致性序列，將四種軟件提取的一致性序列fasta文件合并后對齊，通過人工校正，比較每一個堿基位點，堿基矛盾的地方修改為“N”，獲得最終一致性序列。最后，使用BLAST對所得線粒體一致性序列進(jìn)行在線檢索[25]，得到樣品序列的物種信息，進(jìn)一步確定實驗樣品的種屬類型。

2.5數(shù)據(jù)真實性檢驗

按照古DNA防污染規(guī)程，所有前PCR（PolymeraseChainReaction）操作均在吉林大學(xué)考古學(xué)院專業(yè)的古DNA實驗室內(nèi)進(jìn)行，后PCR步驟在另一處相距很遠(yuǎn)的獨立實驗室（吉林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院）中完成。每次開始實驗前，先用紫外線照射工作區(qū)域30min，實驗時經(jīng)常用DNA-off試劑擦拭移液槍及超凈臺臺面。所有實驗人員均穿著防護(hù)服并佩戴一次性無菌的帽子、口罩和手套，實驗過程中使用的所有一次性耗材均為DNA-free級別。為了檢測污染狀況，在每份DNA提取和擴(kuò)增的步驟都設(shè)置了空白對照，實驗結(jié)果均為陰性。

古DNA通常會因為水解和氧化等造成的損傷而在實驗擴(kuò)增的過程中存在C到T或者G到A的突變[26]。在本研究中，我們通過MapDamage2.0軟件對9個古代樣本的測序片段（reads）進(jìn)行末端損傷檢驗[27]，所有樣本的結(jié)果都反饋了在起始位置上的鳥嘌呤（Guanine）殘基以及腺嘌呤（Adenine）殘基相對于胞嘧啶和胸腺嘧啶殘基升高（線粒體DNA片段末端的堿基損傷模式見附屬材料），這符合古DNA斷鏈處會出現(xiàn)嘌呤富集促使降解的現(xiàn)象[28]。由于建庫過程中應(yīng)用的Q5酶具有校正活性，因此消除了胞嘧啶脫氨基作用的影響，使得3’末端檢測到非常低的嘌呤富集的信號，說明在5’末端的胞嘧啶脫氨存在十分重要的古DNA降解反應(yīng)[29]。上述結(jié)果表明本研究樣本數(shù)據(jù)符合古DNA損傷模式，數(shù)據(jù)真實可靠。為了降低古DNA損傷對后續(xù)分析造成的影響，我們依照paleomix流程對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了rescale和trim處理，其中trim處理的堿基數(shù)根據(jù)樣本reads上每個堿基的質(zhì)量分?jǐn)?shù)算得[15，30]。數(shù)據(jù)經(jīng)過trim后，可直觀看出損傷模式及切除后的對比，說明損傷處理有效（線粒體DNA片段經(jīng)末端堿基損傷修剪后的模式見附屬材料）。

2.6數(shù)據(jù)分析

為了在更廣泛的時空范圍內(nèi)對上述遺址出土的樣本進(jìn)行分析，我們從NCBIGenBank下載已發(fā)布的空齒鹿亞科、羚羊亞科和羊亞科動物的線粒體全基因組數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)庫信息見附屬材料），通過上述方法比對確定了本研究9個樣本的具體種屬，使用MUSCLEv3.8.1將9個樣本的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對對齊[31]，并使用UGENEv49.0進(jìn)行可視化查看[32]，通過統(tǒng)計序列長度分布情況、保守位點的數(shù)量和分布、缺失數(shù)據(jù)（gap）的數(shù)量和分布情況評估對齊效率，使用Gblocksv0.91b去除對齊質(zhì)量較差的區(qū)域，提高對齊結(jié)果的質(zhì)量和可靠性[33]，并使用16316bp序列進(jìn)行后續(xù)分析。

以麝科（Moschidae）麝屬（Moschus）下的原麝（Moschusmoschiferus）線粒體全基因組序列NC_013753.1為外類群（outgroup），使用ModelTest-NGv0.1.6基于貝葉斯信息準(zhǔn)則（BayesianInformationCriterion，BIC）確定最佳替代模型為TPM3uf+I+G4模型[34]，用RAxML-NGv0.9.0構(gòu)建最大似然樹（MaximumLikelihood，ML）[35]。使用Beastv2.6.0軟件使用嚴(yán)格分子鐘基于GTR+I+G模型構(gòu)建貝葉斯樹[36]，檢測各項ESS值（EffectiveSampleSize）均大于300，并使用TreeAnnotatorv2.6.0軟件簡化樹，拋棄25%的老化樣本[37]。對于所獲得的系統(tǒng)發(fā)育樹，由iTOL工具（InteractiveTreeofLife）進(jìn)行可視化處理[38]。

為了進(jìn)一步調(diào)查各個群體的遺傳多樣性，我們基于Rv4.1.2利用R軟件的“adegenet”包[39，40]進(jìn)行主成分分析，并使用ggplot2進(jìn)行繪圖可視化[41]。此外，我們用MEGA11計算不同個體之間的遺傳距離[42]，并使用R軟件的“pheatmap”包基于Rv4.1.2繪制熱圖[43]，進(jìn)一步為樣品的物種鑒定提供證據(jù)。

3結(jié)果

3.1古代樣本的測序和鑒定結(jié)果

本次實驗中9例古代樣本均成功提取出DNA，為了確定樣本的具體種屬，我們同時將9例樣本的數(shù)據(jù)比對到115個?？苿游锖?1個鹿科動物的線粒體參考基因組上，初步選擇比對參考序列覆蓋度最高的5個物種，再分別對5個對應(yīng)物種提取一致性序列并進(jìn)行BLAST在線搜索，得到樣品序列的物種信息（詳見網(wǎng)絡(luò)版附屬材料），發(fā)現(xiàn)9例樣本均為比對到線粒體參考基因組覆蓋度最高的物種，其中包括4例普氏原羚（Procapraprzewalskii）、1例藏原羚（Procaprapicticaudata）、1例鬣羚（Capricornissumatraensis）和3例西伯利亞狍（Capreoluspygargus）（樣本比對到參考序列的信息和樣本BLAST搜索的信息詳見網(wǎng)絡(luò)版附屬材料）。以鑒定物種的線粒體全基因組為參考序列分別對9例樣本進(jìn)行比對，分析后得到的線粒體基因組覆蓋乘數(shù)均大于1X，且線粒體基因組覆蓋的位點數(shù)均大于10000（表1）。

3.2系統(tǒng)發(fā)育分析

為了確定古代樣本的的系統(tǒng)發(fā)育位置，我們將成功獲得測序數(shù)據(jù)的9個古代樣本和從NCBI上收集的28例羚羊亞科、45例羊亞科和16例空齒鹿亞科的線粒體基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析，以原麝（Moschusmoschiferus）為外類群構(gòu)建最大似然樹（圖3）和貝葉斯樹（圖4）。

最大似然樹和貝葉斯樹得到的結(jié)果一致：所有樣本根據(jù)聚類可分為鹿科和?？苾纱蟠?，而?？朴挚煞譃榱缪騺喛坪脱騺喛苾蓚€簇[44-45]，每個屬對應(yīng)每個亞科下的分支，每個種對應(yīng)每個屬下的分支。其中，長寧遺址的3個樣本（CNS6、CNS22、CNS23）、磨溝遺址的1個樣本（MG08S）和泉護(hù)村遺址的1個樣本（QHS1）聚類于羚羊亞科原羚屬分支，原羚屬分有三個種，即：普氏原羚（Procapraprzewalskii）、藏原羚（Procaprapicticaudata）和蒙原羚（Procapragutturosa）[46]，長寧遺址的3個樣本和QHS1與3個現(xiàn)代普氏原羚聚為一支，MG08S與現(xiàn)代藏原羚聚為一支；QHS3聚類于羊亞科鬣羚屬分支，鬣羚屬分有四個種，即：日本鬣羚（Capricorniscrispus）、紅鬣羚（Capricornisrubidus）、臺灣鬣羚（Capricornisswinhoei）和鬣羚（Capricornissumatraensis）[45]，QHS3與現(xiàn)代鬣羚聚為一支；長寧遺址的1個樣本（CNS21）、磨溝遺址的1個樣本（MG09S）和打石溝遺址的1個樣本（DSG04Y）聚類于空齒鹿亞科狍屬分支，狍屬分有兩個種，即：歐洲狍（Capreoluscapreolus）和西伯利亞狍（Capreoluspygargus）[47-48]，3個樣本均與現(xiàn)代西伯利亞狍聚為一支。

3.3主成分分析（PCA）

為了進(jìn)一步確定古代樣本與羚羊亞科、羊亞科和空齒鹿亞科之間的關(guān)系，我們使用上述數(shù)據(jù)庫的線粒體基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析（圖5）。

從圖中可以看到，第一主成分PC1將所有樣本分為羊亞科、羚羊亞科和空齒鹿亞科3組，第二主成分PC2則分別將3個亞科下的每個種屬區(qū)分開。CNS6、CNS22、CNS23、QHS1和MG08S被分配到羚羊亞科的原羚屬，且CNS6、CNS22、CNS23和QHS1與普氏原羚聚在一起，MG08S與藏原羚聚在一起；QHS3被分配到羊亞科的鬣羚屬，且與鬣羚聚在一起；CNS21、MG09S和DSG04Y被分配到空齒鹿亞科的狍屬，且與西伯利亞狍聚在一起。上述結(jié)果與系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果一致。

3.4遺傳距離計算

為了驗證上述種屬鑒定結(jié)果的準(zhǔn)確性，我們將9例古代樣本與數(shù)據(jù)庫的線粒體基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行個體間遺傳距離計算（圖6）。

從圖中可以看出，CNS6、CNS22、CNS23和QHS1與現(xiàn)代普氏原羚（NC_014875.1、MG798933.1）之間的遺傳距離最近，且CNS6、CNS22、CNS23和QHS1之間的遺傳距離也很近；MG08S與現(xiàn)代藏原羚（MH345727.1）的遺傳距離最近；QHS3與現(xiàn)代鬣羚（KU605670.1、NC_020629.1）的遺傳距離最近；CNS21、MG09S和DSG04Y與現(xiàn)代西伯利亞狍（NC_025271.1、NC_039093.1）之間具有最近的遺傳距離。此外相較于其他物種，CNS6、CNS22、CNS23和QHS1與原羚屬的藏原羚和蒙原羚（NC_020738.1）的遺傳距離更近；MG08S與原羚屬的蒙原羚和普氏原羚的遺傳距離更近；QHS3與鬣羚屬的日本鬣羚（NC_012096.1）、紅鬣羚（NC_045205.1）和臺灣鬣羚（NC_010640.1）的遺傳距離更近；CNS21、MG09S和DSG04Y與狍屬的歐洲狍（NC_020684.1）的遺傳距離更近。上述結(jié)果從種屬遺傳距離角度進(jìn)一步說明：運用古DNA技術(shù)進(jìn)行物種鑒定的準(zhǔn)確性更高。

4討論

4.1古DNA技術(shù)與動物種屬的鑒定

對于考古遺址中動物遺骸的分類鑒定，目前使用的最廣泛方法是基于形態(tài)特征入手，但依據(jù)形態(tài)鑒定動物遺存種屬會受到以下幾個方面的影響：1）動物遺存的保存狀況。受到年代、埋藏條件、骨骼質(zhì)地等因素的影響，很多動物遺存在出土?xí)r已經(jīng)破碎，難以復(fù)原其完整形態(tài)。如果可用于鑒定動物種屬的特征部位在出土?xí)r無法被觀察到或者已受到破壞，又或者出土部位本身不屬于鑒定種屬的特征部位，那么鑒定過程可能會受到干擾，鑒定結(jié)果則可能有誤。2）動物遺存在形態(tài)上存在相似性。有些種屬的動物骨骼在形態(tài)上較為相似，雖然觀察形態(tài)完整的樣本時，可以通過識別形態(tài)上的細(xì)微差異來確定種屬，但對于大多數(shù)保存狀況較差的骨骼遺存來說，往往難以做出準(zhǔn)確的判斷。3）早期家養(yǎng)動物與野生動物的相似性。遺存年代最早的家養(yǎng)動物，其形態(tài)特征與對應(yīng)的野生物種往往差異不大。因此，依據(jù)骨骼形態(tài)鑒定種屬往往會出現(xiàn)鑒定錯誤的情況。

中國西北地區(qū)許多史前遺址中出土了大量?？苿游?，種類較多，其中羚羊亞科和羊亞科的物種有普氏原羚、藏原羚、蒙原羚、鵝喉羚、盤羊、巖羊、鬣羚、北山羊等[49]；根據(jù)研究可知，家綿羊和山羊最早是從西北地區(qū)傳入中國[50]，但牛科動物形態(tài)特征與這兩者有很強的相似性，因而在一定程度上增加了研究者對那個時代的動物的物種鑒定難度。目前，中國的考古工作報告中多存在鑒定錯誤的問題，如對于無法確定的羊亞科和羚羊亞科樣本，多用“羊”統(tǒng)稱[51]。此外，鹿科動物的有些部位與?？苿游镉邢嗨浦帲绻鐾吝z存不完整，也會出現(xiàn)無法分辨具體種屬或者鑒定錯誤的情況[52]，例如本文中的樣本形態(tài)學(xué)鑒定均為綿羊或山羊。

古DNA技術(shù)可以彌補形態(tài)學(xué)在鑒定動物遺存方面的不足。對于因特征部位不完整或者缺失而無法依據(jù)形態(tài)鑒定種屬的骨骼樣本，仍有可能從中成功提取出古DNA，通過比對分析、系統(tǒng)發(fā)育分析、主成分分析等手段，精確判斷其種屬。如本文中的樣本，為了更精準(zhǔn)地確定種屬，考慮到?？苿游锖吐箍苿游锕趋老嗨频膯栴}，我們選擇了115個?？苿游锖?1個鹿科動物的線粒體全基因組作為參考序列同時進(jìn)行比對，幾乎覆蓋?？苿游锖吐箍苿游锏娜糠N屬；根據(jù)比對參考序列覆蓋度最高的物種，初步確定樣本的種屬，再將提取的一致性序列進(jìn)行BLAST在線搜索，根據(jù)所得樣品序列的物種信息確定比對結(jié)果是否正確。最后通過系統(tǒng)發(fā)育分析、主成分分析、遺傳距離計算等方法得到精確的種屬關(guān)系。

此外，MG08S和MG09S因形態(tài)學(xué)特征不明顯，無法確定二者是否為同一個體，然而這兩個樣本使用的是同一個考古編號。本研究確定這兩個樣本的種屬不一，分別為藏原羚和西伯利亞狍，證明不是同一個體，說明古DNA在一定程度上可以彌補形態(tài)學(xué)的不足，即無法確定不同樣本是否歸屬于同一個體。

4.2中國史前西北地區(qū)野生動物資源的利用

除了本文9個樣本外，長寧、磨溝、泉護(hù)村和打石溝4個遺址均出土了野生動物遺存。這4個遺址樣本對應(yīng)的年代不一，泉護(hù)村主要為廟底溝文化，打石溝主要為客省莊文化二期，長寧和磨溝均為齊家文化時期，都處于新石器時代晚期和末期的范圍內(nèi)。根據(jù)考古研究可知，那個時期西北地區(qū)的肉食來源大多數(shù)為家養(yǎng)動物，也會狩獵一些野生動物作為肉食來源的補充，但是野生動物的占比相對較低[53]；有些墓葬中會隨葬動物骨骼，這些隨葬動物中存在一定比例的野生動物[54]。本研究結(jié)果為上述觀點提供了佐證。

青海長寧遺址的家畜飼養(yǎng)是一項重要的經(jīng)濟(jì)活動，但動物考古研究發(fā)現(xiàn)，野生動物的最小個體數(shù)約占出土動物總數(shù)的三分之一，這說明長寧遺址的先民有將近三分之一的肉食來源于野生動物；其主要的狩獵動物是鹿科動物，也包括一些羊亞科、羚羊亞科和其他種屬的動物。在同時期周邊其他遺址中，野生動物只作為極小一部分的肉食來源補充，這與長寧遺址有很大不同，研究者認(rèn)為與長寧遺址所處地理位置的自然環(huán)境和其獨特的生業(yè)模式有關(guān)。此外，長寧遺址沒有發(fā)現(xiàn)殉牲的現(xiàn)象[10]。

磨溝遺址出土了大量隨葬的動物骨骼，而遺址不同時期的隨葬動物種屬都很多，其中也有一定比例的野生動物，如鹿科動物、羊亞科動物、獼猴、狐貍和黑熊等。就隨葬部位而言，羊亞科、鹿科以頭和角為主，下頜次之，其他肢骨隨葬較少，這反映出野生動物在葬儀中起到補充替代家畜的作用。本文中的樣本出自灰坑，暗示野生動物在磨溝遺址同樣是肉食來源的補充[11]。

泉護(hù)村遺址共出土33種動物，先民賴以生存的動物資源非常豐富，根據(jù)出土動物比例來看，野生動物占比約為13.5%，反映出當(dāng)時先民存在一定的狩獵行為[12]。此外，本研究通過古DNA的方法在泉護(hù)村遺址發(fā)現(xiàn)了普氏原羚，而目前普氏原羚生活范圍僅有青海湖一帶及近祁連山谷的狹小地域，該研究從分子水平上證實了普氏原羚早在新石器時代晚期就已經(jīng)在我國西北地區(qū)存在。

打石溝遺址中除了牛和豬等動物外，還出土有骨針、骨錐、鹿角等骨、角器，說明加工成骨、角器也是野生動物資源利用的一種方式[13]。

綜上所述，根據(jù)4個遺址出土的野生動物情況可知，野生動物作為新石器時代晚期和末期先民的動物資源補充主要體現(xiàn)在肉食來源補充、殉葬和骨器原料等方面。野生動物資源的利用情況隨著時期和環(huán)境的改變而改變。以青藏高原東北部及其周邊地區(qū)為例，相關(guān)研究表明，該地區(qū)先民獲取肉食資源的方式大致經(jīng)歷了由以狩獵為主、家畜飼養(yǎng)為輔，到以家畜飼養(yǎng)為主、狩獵為輔的轉(zhuǎn)變；而當(dāng)氣候惡劣時，農(nóng)作物歉收，先民們會減少家畜的飼養(yǎng)，野生動物作為肉食資源的補充則占比更大；另外，由于環(huán)境差異，不同地區(qū)對野生動物資源的利用方式和利用率也有所不同[53]。

5結(jié)論

本研究通過對中國西北地區(qū)史前時期4個遺址出土的9個形態(tài)學(xué)鑒定為“山羊”或“綿羊”的樣本進(jìn)行古DNA分析，通過與多物種比對和BLAST在線搜索，初步確定9個樣本分別為4個種屬：鹿科（Cervidae）空齒鹿亞科（Odocoileinae）狍屬（Capreolus）的西伯利亞狍（Capreoluspygargus）、?？疲˙ovidae）羚羊亞科（Antilopinae）原羚屬（Procapra）的普氏原羚（Procapraprzewalskii）、藏原羚（Procaprapicticaudata）和羊亞科（Caprinae）鬣羚屬（Capricornis）的鬣羚（Capricornissumatraensis）；系統(tǒng)發(fā)育分析、主成分分析和遺傳距離計算進(jìn)一步支持了鑒定結(jié)果，說明古DNA技術(shù)作為物種鑒定科學(xué)、精準(zhǔn)的手段可以彌補形態(tài)學(xué)鑒定的不足。此外，結(jié)合4個遺址出土的野生動物情況，可以得知史前西北地區(qū)先民在肉食來源、殉葬和骨器原料等方面將野生動物作為動物資源的補充，從分子的角度支持和印證了史前動物考古的相關(guān)研究成果。對古代動物遺存的古DNA研究，為進(jìn)一步了解古代居民的飲食結(jié)構(gòu)、狩獵活動、經(jīng)濟(jì)模式等方面提供了新的資料1）。