一米九大高个,住着十几平联排房,埋掉器物、猪狗祭祀先人……五千年前济南章丘的先人面貌、风土人情,随着焦家遗址的深入发掘,逐渐展现在我们眼前。
我们的祖先究竟是什么样子,我们从他们那里又遗传了什么?这是考古发现及古DNA分析能够告诉我们的。人类一直都在追问,我们是如何发展到今天的?对考古学家来说,想要解释这个问题,不仅要依靠人类祖先埋在地下的遗物,还要运用最新的生物技术,对古代人类遗骸中的DNA进行提取和分析。
本报记者 任志方 整理
来自90具埃及木乃伊的“遗赠”
5月30日,《自然》旗下子刊《自然-通讯》刊发一项研究,发现90具埃及木乃伊的DNA与古代的中东人更为接近。而现代埃及人则从撒哈拉沙漠以南的非洲人那里继承了更多的基因。
3300多年前的古埃及人如何会与古代的中东人“产生”亲缘关系?考古学家依靠的是来自古埃及木乃伊的“遗赠”。
这90具木乃伊来自埃及史上的新王国时期到罗马时代,在公元前1380年到公元425年之间,被埋葬在埃及中部、尼罗河西岸的Abusirel-Meleq地区。德国马普人类历史科学研究所和图宾根大学的研究团队提取并比对了这些木乃伊的DNA信息。
研究者比对这90具木乃伊的基因信息,发现他们关系最近的“亲属”,可以追溯至以色列、约旦地区的古代农民。相比之下,现代的埃及人则从非洲中部人群继承了更多的基因。
从木乃伊身上提取DNA信息并非易事。遗体首先经历了古埃及人的各种化学防腐处理,而后又在埃及炙热潮湿的气候中度过了千年岁月,另外还有现代的基因污染。研究者从一具木乃伊身上提取出的基因,最终证实是现代污染的结果。
此次研究绕开了木乃伊的软组织,而是从骨骼与牙齿中提取出DNA。为了防止提取的DNA受到污染,研究人员仔细排除了一个世纪以来,所有在挖掘活动中接触过木乃伊人员的DNA。
科学家还从木乃伊身上获得了母子遗传中的DNA线粒体变异信息。由于DNA污染,研究团队只从三具木乃伊身上提取了详细的核心DNA信息,是来自父母双方的遗传。
古DNA可用来研究古今谱系关系
古DNA技术是遗传学、考古学等领域的重要研究手段。通过现代分子生物学的手段,提取和分析保存在古代人类和动植物遗骸中的古DNA分子,用来研究包括古代和现代生物的谱系关系、人类起源与迁徙路线、古代个体间或群体间的亲缘关系、人类遗骸的性别鉴定、古人的病理及饮食、古代农业与养殖的发展等内容,解决了许多传统手段无法解决的科学问题,是打开古代生命奥秘的钥匙。
国际上公认的首例古DNA研究,是1984年加州大学伯克利分校的一个实验室从博物馆保存的已灭绝140多年的斑驴风干的肌肉中提取出DNA,克隆并测序了两段线粒体DNA序列。
1985年,遗传学家斯万特·帕博从距今2400多年的埃及木乃伊中也成功克隆出人类古DNA,该研究引起了当时学术界的广泛关注,并由此在世界上掀起了人类古DNA研究的热潮。
运用古DNA技术需要非常谨慎地判断和细致地操作,原因在于古DNA极易被污染。许多微生物都会吞噬并污染古DNA；由于保存环境不同,古DNA自然降解的程度也有所不同；而研究者的操作也容易导致古DNA被污染。因此,如何分辨并尽量避免污染是非常重要的步骤。
重大历史事件的影响反映在现代人基因中
由于每个民族都有特定基因“主色调”,研究者还可以通过绘制现代人的基因图谱来描绘由迁徙、扩张等历史事件导致的基因流动。
2014年2月出版的美国《科学》杂志刊文称,丝绸之路经济贸易往来、成吉思汗西征乃至欧洲殖民扩张等重大历史事件的影响,都反映在现代人类的基因中。
研究人员利用世界各地95个民族近1500人的DNA数据,绘制出一幅过去4000年中的人类基因交流地图,为人类通过基因分析方法“考古”历史事件提供了可能。参与研究的英国牛津大学博士迈尔斯说:“DNA讲述了人类过去的故事,从中可以发掘人类历史的细节。”
人类基因交流地图反映出一些以前没有记录的历史事件。比如中国土族人的基因数据表明,公元1200年左右,类似于现代希腊人的欧洲人可能与当时的中国人通婚,这些欧洲人是沿着丝绸之路来做生意的商人。
基因分析也揭示了其他重大历史事件的“基因遗产”,比如巴基斯坦一些民族的基因数据显示他们继承了撒哈拉以南非洲黑人的DNA,可能与古代黑奴贩卖有关,另外有些人则继承了古代欧洲人的基因。
2005年至2016年,河南省文物考古研究院考古队对灵井许昌人遗址进行了连续12年的考古发掘,发现45件距今12.5万年至10.5万年的古人类头骨化石。尽管头骨化石出土时已经破裂成碎片,但其中1号年轻男性头骨和2号成年人头骨保存相对完整。
今年3月,美国《科学》杂志发表题为《中国许昌出土晚更新世古人类头骨研究》论文称,人类研究取得突破性进展:十多万年前生活在河南省许昌市灵井遗址的“许昌人”,可能是中国境内古老人类和欧洲尼安德特人的后代。
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