研究前沿

形态学和古基因组学交叉研究深度解译距今11000年以来东亚和东南亚交汇区域人群多样性和复杂的群体遗传史

摘要: 2021年6月24日,国际权威学术期刊《Cell》在线发表了由中科院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究员团队、云南省文物考古研究所吉学平研究员、山东大学王为教授、广西壮族自治区文物考古研究所谢光茂研究员、李珍研究员、福建平潭国际南岛语族考古研究院范雪春研究员等共同主导联合西北大学、福建龙岩市博物馆、北京大学、中国社会科学院、中山大学等国内 ...


2021年6月24日,国际权威学术期刊《Cell》在线发表了由中科院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究员团队、云南省文物考古研究所吉学平研究员、山东大学王为教授、广西壮族自治区文物考古研究所谢光茂研究员、李珍研究员、福建平潭国际南岛语族考古研究院范雪春研究员等共同主导联合西北大学、福建龙岩市博物馆、北京大学、中国社会科学院、中山大学等国内外18家单位的学者共同发表了题为《Human population history at the crossroads of East and Southeast Asia(东亚与东南亚交汇区域人群历史)》的古基因组研究成果。报道了距今11000年以来东亚和东南亚交汇区域东亚人群体遗传史。


文章首页和作者截图


华南由于湿热的气候,DNA降解速度很快,保存状况大多不佳。付巧妹团队成功完成古DNA提取、建库、测序、分析等一系列步骤(其中共同开发的独特古核DNA捕获技术、参与的古DNA提取技术),通过从广西170例和福建1例古人类中成功提取的31例人骨的核基因组,成功获得了本研究需要的数据,其中隆林人和奇和洞人两个大于一万年的古人类个体的数据是东亚南部与东南亚地区迄今为止获得的最早的人类古基因组数据。

隆林人是原滇黔桂石油勘探局地质工程师李长青在广西隆林县德峨镇附近的老么槽洞洞前区域发现的,标本很快送到云南省博物馆(后转移到云南省文物考古研究所)。经张兴永先生初步鉴定后,存放于库房二十多年,直到2007年,包裹在岩块中的头骨特殊形态特征再次引起研究人员的关注。2008—2015年期间的多项形态研究揭示隆林人的来源有两种可能:一是西南地区现代人到来之前古老型人类残存最晚的记录或未知的新人种;二是残留有早期祖先形态多样性特征的早期现代人,可能代表一种新的支系,这一支系对现代东亚人没有遗传贡献。隆林人的内耳迷路的3D复原形态特征显示与现代人关系较近,其次为早期现代人;头骨形态研究暗示隆林人可能是与同时期的一种或几种古老型人类杂交的结果,因此形成了极不寻常的表型特征。福建奇和洞人的相关形态,有学者研究认为其是古老人群。先前头骨形态学研究提出有关东亚与东南亚祖先人群的“两层假说”,认为距今5000年及以前,中国东南沿海同东南亚地区一样,普遍存在着以狩猎采集经济和屈肢葬为特点的狩猎采集人群(澳美人群),奇和洞人属于这“第一层”人群。上述形态学研究首次揭示了华南地区晚更新世至全新世古人类形态的多样性和复杂性,曾引起国际学术界的高度关注。


隆林人发现时照片(左一为发现人李长青先生)(李长青供图)

隆林人化石发现地


2014年开始,中科院古脊椎动物与古人类研究所与云南省文物考古研究所合作开展隆林人线粒体古DNA研究,结果显示:隆林人代表华南现代人M71支系的一个新发现的亚支系M71d,这一支系在东南亚曾广泛分布且与东南亚现生人群有联系,在贵州和广西发现却与华南现生人群没有任何联系。这一支系可能起源于东南亚,是新石器时代早期以前向北扩散至华南的结果。


修复后的隆林人化石


2016年以来,研究团队集中开展了上述样本全基因组研究,整合了广西和福建成功提取出核DNA的31个个体数据,开展了距今12000年以来广西及其以东以及相邻东南亚古人类的群体遗传史研究。本研究表明:距今12000-10000年前,华南和东南亚至少存在着3个独特的祖先支系类型,即以广西隆林人为代表的相关古老东亚人群支系、以福建奇和洞人为代表的古南方人群支系和以和平文化相关的含古亚洲遗传成分“和平人”支系。广西隆林人为代表的相关古老东亚人群是一个此前从未观测到的,对现在生活人群无明显遗传贡献的,在东亚南北方人群分离之前分化出来的未知的东亚古老人群。距今9000年至6400年农业到来之前,三个支系在广西地区杂交,形成以独山人(以广西隆林人为代表的相关古老东亚人群和以奇和洞人为代表的古南方人群后裔)和宝剑山人(独山人群与和平人群混合的后裔)人类化石为代表的古人类群体。距今6000年后,以隆林人为代表的相关古老东亚人群在东亚南部消失,古南方人群与今天的南岛语族人群关系密切,“和平人”的少量基因保存在东南亚农业人群中。至少距今6000-1500年间壮侗语系和和苗瑶语系人群才出现于该区域,构成今天该地区的主要少数民族群体。

距今4000年以来,东南亚地区的农业人群与现代东亚人群有更为相似的遗传结构,他们的基因组中混合了大量中国南方现代人群相关的祖先成分和少量的“和平人”成分,并且中国南方人群的遗传成分占主导。过去认为农业传播是人群传播的驱动力,但本研究发现本区域农业出现以前的更早时期就已开始有人群交流融合,与农业传播无关。本研究首次发现中国南方史前人群中存在“和平人”成分,此前在云南西南部的临沧、西双版纳和普洱澜沧江及其支流沿岸的多个地点也发现了“和平人”使用的典型石器组合,以至于国际上研究和平文化的主流学者认为和平文化的源头应该在云南。新的研究成果为探索和平文化相关人群在华南的起源和扩散提供了重要线索。

华南和东南亚有着极其多样和复杂的人类群体遗传史,研究表明一万年前的多样性比现生民族群体的多样性还要多。此项研究强调进一步开展华南和西南地区更广泛、更早的古人类遗传学研究有助于解开早期现代人扩散和现代多民族形成过程的相关谜团。

文章共同通讯作者为付巧妹研究员、吉学平研究员、Melinda A.Yang助理教授(原古脊椎所博士后)。共同第一作者研究生王恬怡、王伟教授、谢光茂研究员、李珍研究员、范雪春研究员。

此研究得到中国科学院、国家自然科学基金、郑州大学“中华文明根系研究”项目、腾讯科学探索奖、霍华德·休斯医学研究所的经费支持。文章链接:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.05.018


吉学平,云南省文物考古研究所

付巧妹,中科院古脊椎动物与古人类研究所




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