厦门大学,哈佛医学院发表 Nature 文章:应用古 DNA 解析东亚人群形成史

来源: 生物360 / 作者: 2021-02-26
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2 月 22 日,厦门大学人类学研究所、厦门大学生命科学学院细胞应激生物学国家重点实验室王传超教授课题组与哈佛医学院 David Reich 教授团队合作,联合全球 43 个单位的 85 位共同作者在 Nature 期刊上发表文章 Genomic Insights into the Formation of Human Populations in East Asia,通过古 DNA 精细解析东亚人群形成历史。

在这项工作中,作者发布了东亚地区距今 8000 到 1000 年前 166 个古人基因组捕获测序数据,涵盖了中国陕西新石器时代五庄果墚遗址、中国台湾新石器到铁器时代汉本和公馆遗址、蒙古国 50 余个考古遗址、俄罗斯远东地区 Boisman、Yankovsky 和黑水靺鞨等遗址、日本绳文人遗址等,研究人员还报道了中国和尼泊尔 46 个现代族群的 383 个样本的芯片分型数据以及 108 个考古碳十四测年数据。

研究人员利用古 DNA 数据检验了东亚地区农业和语言共扩散理论,有许多重要发现:(1)汉藏同源:5000 年前黄河流域的农业人群在中国北方传播农耕、汉藏语言和相关技术,在遗传上成为了藏族和汉族的共同祖先人群之一;(2)南岛与壮侗同源:3000-2000 年前台湾地区的古人与大陆壮侗语人群有紧密的遗传关系,南岛语人群形成过程中还受到来自北方农业人群的基因混合影响,南岛和壮侗的祖先人群向南扩张,传播南岛语和壮侗语,并对南亚语人群有遗传贡献;(3) 自蒙古高原、贝加尔湖到黑龙江流域的广大地区的 8000 多年前的采集狩猎人群与其后的蒙古和通古斯语人群有着较强的遗传连续性,在遗传上并未明显受到来自农业人群的影响,反驳了语言学家 Martine Robbeets 提出的西辽河农业人群的扩张促成了原始泛欧亚语(Transeurasian)传播的假说。

人群大规模的迁徙和混合使得东亚地区人群之间的遗传差异越来越小,现代的东亚族群之间的差异比 8000 年前减少了至少 4 倍。研究人员还观察到日本绳文时期、中国台湾、东南亚等新石器到铁器时代的古人群有遗传上的联系,表明他们的一部分祖先人群可能来自共同的早期沿海迁徙路线,这与早期分子人类学上所观察到的旧石器时代 Y 染色体单倍群 D 的分布相吻合。研究者们发现 8000 多年前蒙古国的采集狩猎人群与黑龙江流域的采集狩猎人群在遗传上非常相似,而在 5000 年前青铜时代早中期颜那亚草原游牧人群从欧洲向东扩张进入蒙古,而后被 4000-3500 年前到来的青铜时代中晚期草原游牧人群所取代时,在距今 2000 年前左右又有与汉族有关的遗传成分进入到蒙古。该研究还从古 DNA 角度对汉族人群的源流做出了分析,认为南北方汉族的祖先人群主要是由新石器时代南北方农业人群混合形成的,由北向南呈现梯度混合模式。

因受到气候和土壤等环境条件影响,中国南方的古人骨骼样本保存状况较差,该研究使用 1240K 和外显子捕获测序方法,突破技术瓶颈,首次成功地对中国台湾的古代样本进行了 DNA 提取、富集和高通量测序。综合考古学、语言学等证据,该研究系统性地重构了东亚人群的形成、迁徙和混合历史。这是目前国内开展的东亚地区最大规模的考古基因组学研究,此次所报道的东亚地区古人基因组样本量是以往国内研究机构所发表的样本量总和的两倍,改变了东亚地区尤其是中国境内考古基因组学研究长期滞后的局面。

该研究是由王传超教授团队与哈佛医学院(David Reich 教授)、德国马普人类历史科学研究所(Johannes Krause 教授)、复旦大学现代人类学教育部重点实验室(李辉教授和金力院士)、维也纳大学进化人类学系(Ron Pinhasi 副教授)、南洋理工大学人文学院(Hui-Yuan Yeh 助理教授)、俄罗斯远东联邦大学科学博物馆(Alexander N Popov 研究员)、西安交通大学(张虎勤教授)、蒙古国国家博物馆研究中心、乌兰巴托国立大学考古系、华盛顿大学人类学系、台湾成功大学考古所、加州大学人类学系等全球 43 个单位的 85 位共同作者组成的国际合作团队联合完成的。厦门大学人类学研究所、厦门大学生命科学学院细胞应激生物学国家重点实验室为论文第一完成单位。厦门大学人类学研究所韦兰海副教授、胡荣助理教授、郭健新博士后、何光林博士后和杨晓敏硕士参与了研究工作。该研究得到了国家自然科学基金 “中国东南各族群的遗传混合”、国家社科基金重大项目 “多学科视角下的南岛语族的起源和形成研究”、厦门大学南强青年拔尖人才支持计划 A 类、中央高校基本科研业务费等资助。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41586-021-03336-2

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