——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
中科院昆明動(dòng)物研究所完成的“基因組多樣性與亞洲人群的演化”項(xiàng)目獲得2014年度國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目以基因組多樣性的分布格局及形成機(jī)制為視角,以亞洲人群為研究對(duì)象,圍繞著“亞洲人群源流歷史和演化”,通過(guò)澄清亞洲人群的源流歷史中懸而未決的重要科學(xué)問(wèn)題、詮釋人群對(duì)新環(huán)境適應(yīng)的遺傳學(xué)機(jī)制,總結(jié)出人類起源、遷徙及發(fā)展演化等過(guò)程中的一些重要規(guī)律和特點(diǎn)。
“我們是從哪里來(lái)?”人們對(duì)自己的身世總是充滿了好奇,也一直在尋找答案。事實(shí)上,這也是一個(gè)存在很大爭(zhēng)議的問(wèn)題。它不僅是哲學(xué)家追問(wèn)的問(wèn)題,古生物學(xué)家、考古學(xué)家也在力圖通過(guò)化石等手段尋找答案。
由中科院昆明動(dòng)物研究所張亞平院士等主持完成的“基因組多樣性與亞洲人群的演化”項(xiàng)目,通過(guò)對(duì)我國(guó)及周邊地區(qū)眾多民族人群的基因研究尋找到了答案——現(xiàn)代人類祖先“走出非洲”。不過(guò),“走出非洲”后,人類祖先又是如何遷徙演化的?這也是一個(gè)研究中的難題。張亞平帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì),在亞洲各民族人民基因中尋找到了答案,為解答這個(gè)問(wèn)題提供了最新的科學(xué)依據(jù)。
“我們希望通過(guò)一些遺傳學(xué)研究,來(lái)搞清關(guān)于現(xiàn)代人類如何來(lái)到中國(guó)的一些疑惑。之前,無(wú)論是化石還是石器記錄,由于受制于埋藏保存等諸多因素,相關(guān)數(shù)據(jù)稀少,使我們只能了解到人類進(jìn)化史中有限的若干片段……”項(xiàng)目成員之一,中科院昆明動(dòng)物研究所副研究員彭旻晟對(duì)記者回憶,大概是在10多年前,張亞平帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)就開(kāi)始逐步通過(guò)當(dāng)今人群的DNA序列信息,關(guān)注人類的起源和遷徙的一些研究。
現(xiàn)代人類祖先“走出非洲”
追溯遙遠(yuǎn)過(guò)去的事件,在很多人看來(lái)似乎只有考古學(xué)、地質(zhì)學(xué)才具備這樣的能力。那么,遺傳學(xué)家是如何做到的?
彭旻晟認(rèn)為,遺傳物質(zhì)DNA代代相傳,是進(jìn)化事件的忠實(shí)記錄者。通過(guò)對(duì)現(xiàn)代人群中DNA多態(tài)位點(diǎn)的分析,可以追溯發(fā)生在遠(yuǎn)古時(shí)代的進(jìn)化事件,重建人群的起源和遷徙的歷史。
彭旻晟介紹說(shuō),在人類生殖繁衍的過(guò)程中,父母向子代傳遞遺傳信息。這些信息主要通過(guò)遺傳物質(zhì)DNA的A、T、C、G四種堿基的排列順序來(lái)編碼。隨著世代的延續(xù),DNA上的突變會(huì)不斷地積累。借助數(shù)學(xué)方法,遺傳學(xué)家不斷地摸索DNA發(fā)生突變的快慢和規(guī)律,從而可以回溯突變發(fā)生的先后次序,甚至推算出特定突變發(fā)生的時(shí)間。因此,通過(guò)研究當(dāng)今人群的DNA序列信息,遺傳學(xué)家可以追溯過(guò)去不同時(shí)段祖先的DNA序列狀態(tài),從而重建人群的源流和演化歷史。
“之前,復(fù)旦大學(xué)金力領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)研究了來(lái)自163個(gè)群體的12127份男性個(gè)體DNA樣本。通過(guò)分析父系遺傳的Y染色體上的DNA變異(僅由父親傳給兒子),研究人員發(fā)現(xiàn)所有的Y染色體均源自非洲,起源時(shí)間在8.9萬(wàn)至3.5萬(wàn)年前?!迸頃F晟解釋說(shuō),在此基礎(chǔ)上,我們則從母系遺傳的線粒體DNA標(biāo)記(僅由母親傳給后代)入手。相關(guān)結(jié)果表明所有樣本的線粒體DNA均來(lái)自非洲,時(shí)間在10萬(wàn)年以內(nèi)。
隨著研究的深入和細(xì)化,這些研究表明中國(guó)人群的祖先是來(lái)自距今10萬(wàn)年以內(nèi)“走出非洲”的部分現(xiàn)代人。由于未能檢測(cè)到來(lái)自直立人(如北京人)的遺傳組分,研究人員推測(cè)直立人和現(xiàn)代人沒(méi)有發(fā)生“雜交”,或是雜交產(chǎn)生的后代未能幸存下來(lái)。
多次遷移事件抵達(dá)東亞大陸
那么,作為當(dāng)代中國(guó)人的祖先人群,“走出非洲”后又是如何來(lái)到東亞大陸的?
彭旻晟認(rèn)為,東亞大陸相比穿越內(nèi)陸的沙漠、高山、峽谷等復(fù)雜多變環(huán)境,海岸有著較為平緩的地形和穩(wěn)定的食物來(lái)源,應(yīng)該更適合人群遷移擴(kuò)散。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,研究團(tuán)隊(duì)與印度學(xué)者開(kāi)展合作,通過(guò)分析比較南亞、東亞以及大洋洲人群的線粒體DNA數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)三個(gè)地區(qū)人群的主要母系遺傳組分,均分別直接來(lái)自“走出非洲”的現(xiàn)代人祖先群體。這提示南亞、東亞以及大洋洲人群的祖先在“走出非洲”后主要沿亞洲南部海岸線遷移擴(kuò)散。當(dāng)?shù)竭_(dá)南亞后,一部分祖先人群未做長(zhǎng)期停留就繼續(xù)前往東亞以及大洋洲。
通過(guò)進(jìn)一步研究,彭旻晟推測(cè)出,在東南亞與大洋洲土著祖先人群分道揚(yáng)鑣后,我們的祖先開(kāi)始由南向北遷移進(jìn)入東亞。目前已有的證據(jù)表明北向遷移的歷史是非常復(fù)雜的。
“首先,前后持續(xù)的時(shí)間很長(zhǎng)(約6萬(wàn)至2萬(wàn)年前),提示存在多次遷移事件。其次,遷移的路線不止一條?!迸頃F晟告訴記者。在隨后的歷史進(jìn)程中,由于戰(zhàn)亂、貿(mào)易、婚嫁發(fā)生了許多大大小小的人群遷移事件,古老的由南向北遷移留下的印記依然記錄在今天中國(guó)各民族人群的DNA之中。
舊石器晚期已定居青藏高原
人類最早何時(shí)成功定居于青藏高原?這是考古學(xué)、歷史學(xué)以及遺傳學(xué)領(lǐng)域爭(zhēng)論不休的問(wèn)題。被譽(yù)為“世界屋脊”的青藏高原自然環(huán)境惡劣,在這樣的環(huán)境下人類居然可以生存,令人驚嘆。
“研究團(tuán)隊(duì)對(duì)青海、西藏、四川、云南、甘肅等地的680份藏族人群樣本進(jìn)行了分析?!迸頃F晟說(shuō),分析結(jié)果表明,現(xiàn)代藏族人98%左右的母系遺傳組分可以追溯至新石器時(shí)期以來(lái)遷入青藏高原的中國(guó)北方人群。同時(shí),研究還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)特殊的新基部組分——單倍型類群M16。與源自中國(guó)北方人群的母系遺傳組分不同的是,類群M16直接從歐亞大陸建群類群M分化而來(lái),且基本只能在藏族群體中觀測(cè)得到。張亞平對(duì)該結(jié)果給予最合理的解釋是,M16類群很可能代表了舊石器晚期即已定居青藏高原的現(xiàn)代人類祖先延續(xù)至今的母系遺傳組分。
與此同時(shí)彭旻晟表示,在青藏高原腹心地帶拉薩附近有一個(gè)人類手印腳印的舊石器遺址,該遺跡的估算時(shí)間(2.06~2.17萬(wàn)年),這和M16類群的年齡很接近,也在一定程度上支持了上述觀點(diǎn)。
“人類的起源與演化研究,是澄清人類自身來(lái)源、了解我們祖先歷史的主要途徑。對(duì)歐亞大陸的遷移定居,是‘走出非洲’之后的現(xiàn)代人類祖先遷移演化歷史的核心內(nèi)容,更是人類得以成功繁衍發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?!迸頃F晟認(rèn)為。
(原載于《云南日?qǐng)?bào)》 2015-02-25 03版)
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