Saqqaq古人：黄种人从亚洲迁徙到美洲
2010年2月11日出版的《Nature》杂志上刊登了由中国深圳华大基因研究院和丹麦哥本哈根大学联合创建的中丹基因组联合中心完成的世界首例古人类全基因组的深度序列测定和解读工作。这一历史性成果以封面故事发表。
该研究中的古人类样本来源于一个被称为Saqqaq的人类群体，约在4750年前至2500年前居住于地球北极附近的格陵兰岛，其后灭绝。数年前，科学家从格陵兰岛永冻层中发现了一名约生活在4000年前的Saqqaq古人的头发样本，随即开展了各项研究工作。2009年，中丹两国科研工作者成功从该头发样本中提取出细胞核DNA碎片并进行了测定，经过艰苦的组装和序列分析工作，证明来自格陵兰岛的Saqqaq古人的遗传信息比公认的美洲原住民更加接近于现代东亚和西伯利亚人群。该研究以强有力的数据证明，在现代美洲原住民迁徙到美洲之前，还有更早一批的黄种人群体经西伯利亚迁徙到美洲，为这一人类演化历史中的重大问题提供了根本证据。
尼安德特人：消失还是延续？
2010年5月7日出版的《Science》杂志刊登了马普学会的研究人员公布的尼安德特人的基因组。在神秘的迦密山出土的尼安德特人的遗骸与之前在欧洲发现的穴居人化石不同，这里的骨骼保持极好。目前，在考古学界人们普遍接受的一个观点就是人类是从非洲大陆走出来并分散在世界各地的，那么，我们的祖先和尼安德特人在彼时彼地“邂逅”了？他们是否存在基因“交换”？
以前针对这两个问题的答案还是很模糊的，就目前来看尼安德特人居住的洞穴中并没有给人这种答案。一些研究通过化石解剖认为尼安德特人与现代人的祖先存在交配现象，不论是中东还是在欧洲。但其他一些人认为祖先从非洲走出来后完全取代了尼安德特人，取代的方式很直接——吃。
但是Svante Pääbo，本次研究团队负责人、马克思-普朗克学会进化学会遗传学家说：“某种程度上，尼安德特人并没有完全消失，他们活在我们的身体里。”研究团队同样将尼安德特人给我们的礼物作为探针来找到使我们变得“现代”的原因。尽管人类与尼安德特人的基因有99.84%的相似性，研究者发现某些基因位点还是在距今44万至27万年前发生了变化，这些变化更新比预期的要更晚。发生变化的编码基因主要有76种，主要涵盖了代谢、皮肤、骨骼以及感知器官。尽管没有人知道这些基因是如何改变生理，哈密尔顿McMaster University大学的基因学者Hendrik Poinar说：“这是突破性的进展，我们可以真正地研究这些消失的人类，而不是仅仅在形态学上加以描述。”
这项发现还否定了人们一开始对“走出非洲”假说的进一步推论，此前人们总是认为所有的人类都可以回溯到一个最初的小团体中，这些现代人的祖先完全取代了其他古代种群。这不是个完全“走出非洲”的模型，2%的通婚并不是小数目。但是，请注意这次的发现暗示了整个人群的混配。纽约大学Todd Disotell说：“这并不是不同洞穴间交易雌性，混配的量很小。”
X女孩：既不是早期现代人，也不是尼安德特人
考古学家在西伯利亚南部的一个山洞中，发现了三万年前一名年轻女性的指骨化石，研究人员叫她“X女孩”。然而，她既不是早期现代人，也不是尼安德特人，而属于一种我们尚不了解的类群，他们可能在更新世晚期广布于亚洲大陆，他们被称为丹尼索瓦人。
研究者们通过比较尼安德特人、现代人与丹尼索瓦人的基因组序列，发现丹尼索瓦人和尼安德特人是姐妹群关系（由同一祖先衍生的两个分支），他们的祖先早前便与现代人祖先分道扬镳。令人惊奇的是，研究者们还发现丹尼索瓦人的部分基因序列仍存在于现代美拉尼西亚人中，意味着这两类人群曾有通婚。
新发现的人类种群似乎是穴居人的“姊妹群”，它的发现为我们描绘出一幅更为复杂的人类进化和走出非洲的图画。非洲是人类的摇篮。一群早期人类祖先在30万 至40万年前离开非洲并马上分道扬镳。一支来到欧洲，进化成穴居人，另一支向东迁移，进化成丹尼索瓦人。大约7万年前又出现一次大迁移，当时现代人离开非洲。他们是我们的祖先，曾与穴居人通婚。当前所有非非洲人的遗传密码中都有穴居人DNA的痕迹。后来，一群现代人又与丹尼索瓦人通婚，美拉尼西亚人体内也因此留下丹尼索瓦人的DNA痕迹。
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最早的南方古猿(Australopithecus afarensis)，其出现年代少于400万~300万年，这个物种脑容量很小，雄性明显远比雌性为大。被称为“露西”(Lucy)的年轻雌性南方古猿骸骨于1974年在埃塞俄比亚出土，由于骨骼较为完整，使人能确立古猿的行走形式：以足直立、步履蹒跚。据推测：身高为145厘米, 雄性平均体重为65千克，雌性35千克，脑容量为现代人的三分之一。
从露西出土以后人们开始寻找人类进化的证据，人们希望这种寻找就像“传话筒”游戏一样：一些新化石在某种程度上像是南方古猿，另外一些方面则与现代人相似。根据测量形态学上的改变，辅助以碳14测年和岩层观测来确定化石的年代与进化程度，以及进化是从何处（部位、特征）开始。而事实上，随着考古研究的不断深入以及基因测序技术的普及，一些更为有趣的数据出现了，这些新研究并没有直接回答人如何逐渐开始直立行走，有些甚至与考古学结论相左。
例如1987年凯恩等人的“线粒体夏娃”假说，他们通过分析人类的线粒体脱氧核糖核酸（mtDNA） ，从遗传学角度有力地支持了现代人种非洲单一起源学说，即非洲母亲说， 或 “夏娃说”。非洲母亲说认为现代世界上各种族的人并不是当地直立人，乃至不是当地早期智人的子孙， 而是共同起源于约20万年前的一批非洲母亲。与该学说相对立的是多地区连续进化说。线粒体脱氧核糖核酸是存在于细胞器线粒体中的遗传物质，其主要特点是它由母系单性遗传。如不发生突变，子体和母体线粒体上有序排列的核苷酸序列应该是完全相同的，并且通过母系一代一代地传下去。另一方面mtDNA有序排列各位置上的核苷酸有一定的概率发生突变，因此如果一个群体各个体的mtDNA序列完全相同，则表明他们有不很久远的共同的母系祖先，反之，若各个体间核苷酸序列差别愈大，表明其共同的母系祖先愈久远，或者说该群体形成的历史愈久远。
凯恩等分析了147名世界各地现代人胎盘的mtDNA，发现这147个样品可分成非洲与非非洲两大组；各人种中以非洲组的内部变异最大。由此支持“现代人的共同祖先在非洲”的夏娃说。凯恩等根据mtDNA突变的频率，计算出现代人种走出非洲的时间发生在 20万～10 万年前之间。
为什么是尼安德特人？
人们发现尼安德特人的地方叫做尼安德谷（neander valley，德语是Neander Tal，19世纪山谷德文是thal，后来拼法改为tal）。尼安德谷是依照17世纪作曲家兼诗人乔吉姆•纽曼（Joachim Neuman）的名称来命名，而Neuman就相当于Newman，新人的意思。所以，尼安德特人直译过来就是“新人谷中的人”。
随着两个矿工发现了尼安德特人的头骨以来，人们就不断对该问题提出观点。三年后，达尔文的巨著《物种起源》发表。许多古生物学家对尼安德特人和现代人的关系加以阐述，但是，这些阐述往往带有大量的猜测，而且不准确，现在已无人提及。但尼安德特人所引起的兴趣则超过了学术本身，成为一种文化现象。至少柯南道尔、阿西莫夫等人都在作品中提到了他们。
1939年，作家莱斯特•德尔•雷伊（Lester del Rey）写过一篇感人的小说《无力回天》（The Day Is Done）。小说写的是最后一个尼安德特人受到周围现代人仁慈的关怀，但他还是因自卑而绝望地死去，原因之一就是他不会说话。
近年来学者们争论得面红耳赤的一个热点是尼安德特人是否与现代人交配，多年来，一群古人类学家坚持尼安德特人是先进欧洲人的祖先，现在受到化石和遗传学证据的打击后已经没有人同意这一观点。一个比较新的观点是人类走出非洲后与中东等地的其他种群人类交配。
为了回答这个让欧洲人难以启齿而又迫切希望得到答案的问题，马普学会的负责人Paabo早在20世纪90年代就开始在骨头中寻找DNA，当时他还是一个年轻的研究员。一开始他希望得到博物馆方面的支持，直接取到1856年的化石样本，但是过程异常的曲折，人们不能允许破坏这个文物。直到1996年，通过不断游说博物馆的负责人，他们得到了这段珍贵的骨头。
接下来的技术是生物专业的人们耳熟能详的了，引物、扩增、检测。尼安德特人的线粒体中人们发现多达20处的不同。经过宾夕法尼亚大学的确认，他们公布了这一结果。
但是尼安德特人与现代人是否交配还是个悬案，而且直到现在还是个未知数。所以，去年马普学会的研究才如此重要。
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在考古学技术发展的历史上有四种技术是人们公认的具有里程碑意义的技术：考古地层学、器物类型学、碳14纪年、分子生物学考古。在早期考古学萌芽之初的考古工作者就吸收了地质学中地层学和生物学中的分类学理论，并且以此衍生出考古地层学和考古类型学这考古学理论体系中的两大理论基础。这是考古学首次吸收其它学科的理论方法，从此开启先河。可以说，考古学像海绵一样，大量吸收各类技术来帮助自身解决研究问题，并拓展研究思路和方向。19世纪，开始有化学家对文物进行一些初步的化学分析，以期明确其成分。虽然这不是考古工作者主动地向化学靠拢，但随后越来越多的化学方法开始应用到文物的分析中来，也就成为了考古学文物研究中一项经常性的工作。而如今现代科学技术在考古学中已经应用到各个环节，形成了一套严谨的工作体系，渗透到考古工作的方方面面，这其中包括考古调查、发掘、资料收集整理、文物保护等。
20世纪50 年代初随着测年技术的发展，以牛津大学建立科技考古实验室为标志，科技考古作为考古学中的一门分支学科出现了。很长时期内主要是物理学家和化学家介入科技考古， 从事考古遗存的地球物理勘探、考古测年、考古样品的元素和同位素组成分析等，较少有生物学家介入。但生物学与考古学的关系本应是十分密切的。就方法论而言考古的器物类型学曾借鉴于生物分类学。生物学中的孢粉分析技术，人与动物的骨骼鉴定在考古研究中的应用也已有长期的历史。
近年来考古学研究更注重考古学文化与环境的关系，注重人的经济活动，这要求生物学更多的介入。例如植物硅酸体的分析对稻作农业和玉米起源的研究起到重要作用，因为植物硅酸体比孢粉更易保存，不易随风传播。严文明和马尼士领导的中美联合考古队在江西吊桶环等洞穴遗址的工作是成功地应用植物硅酸体等生物学技术的例子。
从另外的角度来说，考古学似乎更加需要分子生物学的介入，如，运用传统考古学手段，我们永远无法确知同一史前聚落内两座房子主人的关系，尽管我们可以根据考古现象作出种种推测和解释。在 20世纪60 年代初，考古学界在讨论仰韶文化的社会性质问题时，往往引用同一材料，却得出相反的结论，也是学科局限性的具体体现。以前，各民族的起源和演化研究除了有限的文献资料之外，只能依靠考古发现的器物比较来推断。但是，人群基因交流和器物变迁并不是一回事，因之从器物研究来复原民族关系问题仍然具有很大的局限性。然而，目前已趋成熟的脱氧核糖核酸的提取与分析技术为考古学从人类骨骼的遗传信息来研究人群的进化、交融和迁徙提供了有效的观察手段。
这些新的科学技术可以在文物上提取到比传统研究方法更多的信息量，如果这些新研究方法与传统的文物研究方法结合起来，将对文物研究产生极大的推动作用。
（作者：李秋实）