古脊椎所揭秘中國(guó)史前人群遷徙動(dòng)態(tài)與族群源流
發(fā)布時(shí)間：2020-05-18 點(diǎn)擊數(shù)：
5月15日，美國(guó)《科學(xué)》（Science）雜志在線發(fā)表中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所付巧妹團(tuán)隊(duì)完成、多家單位參加的研究論文Ancient DNA indicates human population shifts and admixture in northern and southern China，從遺傳學(xué)角度揭開(kāi)了有關(guān)中國(guó)南北方史前人群格局及遷移與混合這一重大學(xué)術(shù)問(wèn)題上的若干謎團(tuán)，是一項(xiàng)有關(guān)中國(guó)、東亞古人群遺傳特點(diǎn)、基因交流與遷徙融合的重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)和研究成果。相關(guān)研究成果呈現(xiàn)了中國(guó)史前人群遺傳與演變歷史，提供了東方尤其是中國(guó)地區(qū)史前人類(lèi)遺傳、演化、適應(yīng)方面的重要信息。
該文系首次正式發(fā)表大規(guī)模中國(guó)南北方史前人類(lèi)基因組分析結(jié)果，為探源華夏族群及其文化和修正東亞南方人群演化模式做出了重要貢獻(xiàn)。在中華民族探源方面，發(fā)現(xiàn)中國(guó)、東亞主體人群連續(xù)演化是主旋律，中國(guó)南北方古人群早在9500年前已經(jīng)分化，至少在8300年前南北人群融合與文化交流的進(jìn)程即已開(kāi)始，4800年前出現(xiàn)強(qiáng)化趨勢(shì)，至今仍在延續(xù)。在修正東亞南方人群演化模式方面，明確中國(guó)福建及周邊距今8400年的古南方人群不屬于“第一層”祖先人群，即來(lái)自南亞及太平洋島嶼的古人群。事實(shí)上，他們是南島語(yǔ)系人群（現(xiàn)今主要生活在臺(tái)灣島及太平洋島嶼等地）的祖先來(lái)源；整個(gè)東亞沿海族群之間都存在遺傳聯(lián)系，這為修正此前流行的該地區(qū)古人群來(lái)源的“兩層假說(shuō)”提供了遺傳學(xué)基礎(chǔ)，并為農(nóng)業(yè)-語(yǔ)言傳播模式及相關(guān)研究提供了重要證據(jù)。該成果通過(guò)改進(jìn)、創(chuàng)新古DNA技術(shù)首獲中國(guó)南方大陸人群核基因組，使大規(guī)模研究東亞人群遺傳信息成為可能，相關(guān)技術(shù)有著重要的應(yīng)用前景。
這一學(xué)術(shù)成果是中科院推進(jìn)“率先行動(dòng)”計(jì)劃，依托生物演化與環(huán)境卓越創(chuàng)新中心，面向?qū)W科前沿，加強(qiáng)聯(lián)合交流，圍繞東亞人類(lèi)古基因組學(xué)研究所取得的重要突破，也是與國(guó)家文物局共建舊石器時(shí)代人類(lèi)生存與演化重點(diǎn)科研基地、跨學(xué)科交叉與多機(jī)構(gòu)合作取得的重要發(fā)現(xiàn)，其獨(dú)立自主研究對(duì)于有效保護(hù)和利用我國(guó)人類(lèi)遺傳資源與信息，對(duì)于中華民族和華夏文明探源工程，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和社會(huì)意義。
一、首次正式發(fā)表中國(guó)南北方人群規(guī)模性、系統(tǒng)性的史前基因組研究
近年來(lái)，與東亞毗鄰的東南亞、西伯利亞等地的古代人類(lèi)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)南北方分別作為稻作和粟作農(nóng)業(yè)的起源中心，史前人類(lèi)基因組的相關(guān)信息所知甚少。此前，付巧妹團(tuán)隊(duì)關(guān)于四萬(wàn)年前田園洞人的研究揭示出東亞史前人群的多樣性及遺傳歷史的復(fù)雜性，為東亞人群古基因組研究打開(kāi)局面，同時(shí)也激發(fā)出對(duì)不同時(shí)期、不同區(qū)域的東亞古代人類(lèi)樣本進(jìn)行系列采樣研究的迫切需求。
為解決這一問(wèn)題，付巧妹團(tuán)隊(duì)與福建博物院考古研究所、平潭國(guó)際南島語(yǔ)族研究院、福建龍巖及漳平市博物館、山東考古與文物研究院、吉林大學(xué)、山東大學(xué)、山東省博物館、北京大學(xué)、內(nèi)蒙古文物與考古研究所、西北大學(xué)等多家單位合作，共同開(kāi)發(fā)的具有關(guān)鍵作用的古DNA技術(shù)，成功捕獲測(cè)序中國(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（圖1A和B）。這為大時(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(guó)南北方人群開(kāi)展的時(shí)間跨度最大的系統(tǒng)性古基因組研究。
二、古DNA尋根東亞南北方人群 探源華夏族群與文化
洞察東亞史前人群格局，揭示中國(guó)南北方古人群的遺傳差異、融合進(jìn)程與主體連續(xù)性
研究所涉及新石器時(shí)代早期人群樣本，包括來(lái)自北方山東、內(nèi)蒙古地區(qū)5個(gè)遺址（扁扁洞、小荊山、小高遺址、博山遺址、裕民遺址）距今9500-7700年的7個(gè)個(gè)體，及南方福建、臺(tái)灣海峽2個(gè)遺址（奇和洞、亮島）距今8400-7600年的3個(gè)個(gè)體。通過(guò)研究這些人群的基因組發(fā)現(xiàn)，在沿著黃河流域直到西伯利亞?wèn)|部草原的人群，至少?gòu)?500年前起都攜有一種以新石器時(shí)代山東個(gè)體（圖3）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（圖1C和D），且這兩種成分截然不同（圖3A）。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（圖4A），這種變化暗示著自新石器時(shí)代以來(lái)南北方之間頻繁的人群遷移與混合。此外，在8300-7700年前山東人群中發(fā)現(xiàn)古南方人群聯(lián)系(圖2B)及在約8300年前亮島1號(hào)人發(fā)現(xiàn)有少量古北方人群的影響（圖2D），反映南北方人群已經(jīng)開(kāi)始互動(dòng)。
研究數(shù)據(jù)顯示，大概在新石器時(shí)代晚期，人群的遷移和融合繼續(xù)對(duì)東亞人群產(chǎn)生影響。南方以距今4800-4200年的鎖港、溪頭村、曇石山等遺址13個(gè)個(gè)體為代表的新石器時(shí)代晚期人群表現(xiàn)出與東亞北方沿海人群具有基因上的聯(lián)系，并且這種聯(lián)系是雙向的，南方人群遺傳成分也向北影響（圖2A）。
研究觀察到，現(xiàn)今的東亞人群，不管是來(lái)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（圖2C和圖3C）。而與福建奇和洞人相關(guān)的古南方人群成分在中國(guó)南方大陸大量下降（圖3C和3F）。該結(jié)果表明人群的遷移，包括新石器時(shí)代南北方人群之間的互動(dòng)融合，以及新石器時(shí)代以后黃河以北人群向南的大量遷移，基本構(gòu)成了現(xiàn)今東亞南北方人群的基因組成。
闡明東亞自9500年以來(lái)主體人群連續(xù)性，為華夏民族的探根溯源提供重要證據(jù)
中國(guó)人群與歐洲人群，自新石器時(shí)代以來(lái)的演化歷程差異較大。在約9000年前農(nóng)業(yè)出現(xiàn)以來(lái)，歐洲人群不斷受到近東農(nóng)業(yè)人群及歐亞草原人群等外來(lái)群體的大換血。也就是說(shuō)，外來(lái)人群一直在重構(gòu)歐洲人群遺傳信息，對(duì)現(xiàn)今歐洲人產(chǎn)生重要影響。在中國(guó)，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(méi)有受到明顯的外來(lái)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。
有趣的是，研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)南北方現(xiàn)今大部分省市的漢族人群，所攜有東亞古北方人群成分和古南方人群成分的混合比例基本相似（圖4B）。此外發(fā)現(xiàn)中國(guó)古南方人群成分在現(xiàn)今南島語(yǔ)系人群中占主導(dǎo)地位（圖4C），確認(rèn)南島語(yǔ)系人群起源于中國(guó)南方。這些研究結(jié)果都為華夏民族的形成演化研究及中華文明的探根溯源提供了重要線索和佐證，對(duì)于我國(guó)考古界、史學(xué)界正在開(kāi)展的華夏文明溯源這個(gè)重大學(xué)術(shù)工程提供了重要的信息與助力。
該文系首次正式發(fā)表大規(guī)模中國(guó)南北方史前人類(lèi)基因組分析結(jié)果，為探源華夏族群及其文化和修正東亞南方人群演化模式做出了重要貢獻(xiàn)。在中華民族探源方面，發(fā)現(xiàn)中國(guó)、東亞主體人群連續(xù)演化是主旋律，中國(guó)南北方古人群早在9500年前已經(jīng)分化，至少在8300年前南北人群融合與文化交流的進(jìn)程即已開(kāi)始，4800年前出現(xiàn)強(qiáng)化趨勢(shì)，至今仍在延續(xù)。在修正東亞南方人群演化模式方面，明確中國(guó)福建及周邊距今8400年的古南方人群不屬于“第一層”祖先人群，即來(lái)自南亞及太平洋島嶼的古人群。事實(shí)上，他們是南島語(yǔ)系人群（現(xiàn)今主要生活在臺(tái)灣島及太平洋島嶼等地）的祖先來(lái)源；整個(gè)東亞沿海族群之間都存在遺傳聯(lián)系，這為修正此前流行的該地區(qū)古人群來(lái)源的“兩層假說(shuō)”提供了遺傳學(xué)基礎(chǔ)，并為農(nóng)業(yè)-語(yǔ)言傳播模式及相關(guān)研究提供了重要證據(jù)。該成果通過(guò)改進(jìn)、創(chuàng)新古DNA技術(shù)首獲中國(guó)南方大陸人群核基因組，使大規(guī)模研究東亞人群遺傳信息成為可能，相關(guān)技術(shù)有著重要的應(yīng)用前景。
這一學(xué)術(shù)成果是中科院推進(jìn)“率先行動(dòng)”計(jì)劃，依托生物演化與環(huán)境卓越創(chuàng)新中心，面向?qū)W科前沿，加強(qiáng)聯(lián)合交流，圍繞東亞人類(lèi)古基因組學(xué)研究所取得的重要突破，也是與國(guó)家文物局共建舊石器時(shí)代人類(lèi)生存與演化重點(diǎn)科研基地、跨學(xué)科交叉與多機(jī)構(gòu)合作取得的重要發(fā)現(xiàn)，其獨(dú)立自主研究對(duì)于有效保護(hù)和利用我國(guó)人類(lèi)遺傳資源與信息，對(duì)于中華民族和華夏文明探源工程，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和社會(huì)意義。
一、首次正式發(fā)表中國(guó)南北方人群規(guī)模性、系統(tǒng)性的史前基因組研究
近年來(lái)，與東亞毗鄰的東南亞、西伯利亞等地的古代人類(lèi)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)南北方分別作為稻作和粟作農(nóng)業(yè)的起源中心，史前人類(lèi)基因組的相關(guān)信息所知甚少。此前，付巧妹團(tuán)隊(duì)關(guān)于四萬(wàn)年前田園洞人的研究揭示出東亞史前人群的多樣性及遺傳歷史的復(fù)雜性，為東亞人群古基因組研究打開(kāi)局面，同時(shí)也激發(fā)出對(duì)不同時(shí)期、不同區(qū)域的東亞古代人類(lèi)樣本進(jìn)行系列采樣研究的迫切需求。
為解決這一問(wèn)題，付巧妹團(tuán)隊(duì)與福建博物院考古研究所、平潭國(guó)際南島語(yǔ)族研究院、福建龍巖及漳平市博物館、山東考古與文物研究院、吉林大學(xué)、山東大學(xué)、山東省博物館、北京大學(xué)、內(nèi)蒙古文物與考古研究所、西北大學(xué)等多家單位合作，共同開(kāi)發(fā)的具有關(guān)鍵作用的古DNA技術(shù)，成功捕獲測(cè)序中國(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（圖1A和B）。這為大時(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(guó)南北方人群開(kāi)展的時(shí)間跨度最大的系統(tǒng)性古基因組研究。
二、古DNA尋根東亞南北方人群 探源華夏族群與文化
洞察東亞史前人群格局，揭示中國(guó)南北方古人群的遺傳差異、融合進(jìn)程與主體連續(xù)性
研究所涉及新石器時(shí)代早期人群樣本，包括來(lái)自北方山東、內(nèi)蒙古地區(qū)5個(gè)遺址（扁扁洞、小荊山、小高遺址、博山遺址、裕民遺址）距今9500-7700年的7個(gè)個(gè)體，及南方福建、臺(tái)灣海峽2個(gè)遺址（奇和洞、亮島）距今8400-7600年的3個(gè)個(gè)體。通過(guò)研究這些人群的基因組發(fā)現(xiàn)，在沿著黃河流域直到西伯利亞?wèn)|部草原的人群，至少?gòu)?500年前起都攜有一種以新石器時(shí)代山東個(gè)體（圖3）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（圖1C和D），且這兩種成分截然不同（圖3A）。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（圖4A），這種變化暗示著自新石器時(shí)代以來(lái)南北方之間頻繁的人群遷移與混合。此外，在8300-7700年前山東人群中發(fā)現(xiàn)古南方人群聯(lián)系(圖2B)及在約8300年前亮島1號(hào)人發(fā)現(xiàn)有少量古北方人群的影響（圖2D），反映南北方人群已經(jīng)開(kāi)始互動(dòng)。
研究數(shù)據(jù)顯示，大概在新石器時(shí)代晚期，人群的遷移和融合繼續(xù)對(duì)東亞人群產(chǎn)生影響。南方以距今4800-4200年的鎖港、溪頭村、曇石山等遺址13個(gè)個(gè)體為代表的新石器時(shí)代晚期人群表現(xiàn)出與東亞北方沿海人群具有基因上的聯(lián)系，并且這種聯(lián)系是雙向的，南方人群遺傳成分也向北影響（圖2A）。
研究觀察到，現(xiàn)今的東亞人群，不管是來(lái)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（圖2C和圖3C）。而與福建奇和洞人相關(guān)的古南方人群成分在中國(guó)南方大陸大量下降（圖3C和3F）。該結(jié)果表明人群的遷移，包括新石器時(shí)代南北方人群之間的互動(dòng)融合，以及新石器時(shí)代以后黃河以北人群向南的大量遷移，基本構(gòu)成了現(xiàn)今東亞南北方人群的基因組成。
闡明東亞自9500年以來(lái)主體人群連續(xù)性，為華夏民族的探根溯源提供重要證據(jù)
中國(guó)人群與歐洲人群，自新石器時(shí)代以來(lái)的演化歷程差異較大。在約9000年前農(nóng)業(yè)出現(xiàn)以來(lái)，歐洲人群不斷受到近東農(nóng)業(yè)人群及歐亞草原人群等外來(lái)群體的大換血。也就是說(shuō)，外來(lái)人群一直在重構(gòu)歐洲人群遺傳信息，對(duì)現(xiàn)今歐洲人產(chǎn)生重要影響。在中國(guó)，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(méi)有受到明顯的外來(lái)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。
有趣的是，研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)南北方現(xiàn)今大部分省市的漢族人群，所攜有東亞古北方人群成分和古南方人群成分的混合比例基本相似（圖4B）。此外發(fā)現(xiàn)中國(guó)古南方人群成分在現(xiàn)今南島語(yǔ)系人群中占主導(dǎo)地位（圖4C），確認(rèn)南島語(yǔ)系人群起源于中國(guó)南方。這些研究結(jié)果都為華夏民族的形成演化研究及中華文明的探根溯源提供了重要線索和佐證，對(duì)于我國(guó)考古界、史學(xué)界正在開(kāi)展的華夏文明溯源這個(gè)重大學(xué)術(shù)工程提供了重要的信息與助力。
