医学与社会
2022年06月号

非洲最古老基因组揭示人类迁徙之迷

作者:生命新知

非洲是人类的发源地,但迄今为止,来自非洲大陆的古代DNA对人类曾生存在那里的历史提供的线索相对较少,部分原因是研究人员一直在努力恢复在炎热潮湿气候下幸存下来的基因样本。研究人员对来自非洲东南部的6个古人类DNA进行分析,可以窥见18 000年至5000年前居住在非洲大陆上的人们的生活、活动和相互关系;同时揭示了更早以前非洲人口的复杂混合。例如,这项研究表明,在上一个冰河期,一些非洲社会可能会因为环境支离破碎而变得更加定居和孤立。

为了更清楚地了解古代非洲,一个由北美研究人员领导、由5个非洲国家的13名科学家组成的研究小组,分析了埋在马拉维、坦桑尼亚和赞比亚的4名婴儿和两名成年人的遗骸样本。研究小组设法提取了足够的DNA来对基因组进行部分测序。其中,5个样本来自内耳骨,因为内耳骨密度高且DNA保存完好。

大约1.4 万年前,马拉维Hora岩石避难所的两名男婴侧身弯曲下葬。耶鲁大学人类学家Jessica Thompson说:“我花了很多时间思考导致他们这么年轻就死去的环境,以及……他们是如何被小心地埋葬的。”

离现代最近的遗骸来自赞比亚Kalemba岩石避难所的一名成年女性,通过放射性碳测定其年代约为5000年前。最古老的遗骸是在坦桑尼亚Mlambalasi岩石避难所发现的一名女性,放射性碳显示年代约为1.8万年前。此前,撒哈拉以南非洲最古老的人类基因组已有9000年的历史。

Thompson与他的同事分析了6个样本的部分基因组,以及此前在整个非洲大陆报道的28个部分基因组。研究小组通过一个计算机程序运行数据,该程序比较相似的DNA片段以估计其亲缘关系;他们重建了一个可追溯到1.8万年前的粗略家谱。

他们的模型表明,这34个个体来自3个主要种群。其中两个来自非洲东北部和南部,并且已经为人所知。第三种群来自中非,与今天在生活那里过着觅食生活的人关系最为密切。

哈佛医学院人口遗传学家David Reich是这项研究的共同负责人,他表示,这些祖先群体的独特遗传特征表明,他们在最终聚集一起之前,大部分时间是彼此隔离的。 “如果你看看欧洲人和东亚人,他们可能相隔四万年或五万年。”他说,“这3个群体在20万年前基本上是分离的,然后聚集在一起……可能在8万到5万年前。”Reich指出,这个时间范围只是一个粗略的估计,因为没有一个新的基因组可以追溯到2万年前。

但莱斯大学考古学家Mary Prendergast说,这种混合的时间框架与物质文化的发展相匹配。她说,在那个时期的非洲文物中,“我们看到人们以不同的方式联系在一起很多线索”。

在这种背景下,新的DNA数据表明,在2万年前的某个时候,古代非洲人活动在住所附近。在他们的岩石避难所中发现的石器具有当地特色。他们的DNA表明,从这个时候开始,人们寻找伴侣的行走距离变短了。

史密森国家自然历史博物馆的古人类学家Rick Potts指出,这一日期范围标志着影响全球气候的最后一次大冰期。在整个热带非洲,森林收缩,草原生长,为许多物种形成了支离破碎的热带草原状“岛屿”,其中可能包括人类。“思考撒哈拉以南非洲的觅食者是否正在映射到一种避难所模式,这很有趣。”

参考文献:Michael Price. Oldest genomes from Africa offer glimpse of complex past[J]. Science,2022,375:803-804.

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