【新知】
◎本報記者 陸成寬
在歷史的長河里,青藏高原人群有著怎樣的“混血史”?他們能適應高原低氧環(huán)境有什么秘訣?借助古DNA研究,答案逐漸浮出水面。
3月18日,《科學進展》在線發(fā)表了我國科研人員關于青藏高原人群古基因組研究的重要成果論文。他們從青藏高原不同區(qū)域的30多個遺址中,成功獲取97例青藏高原古代人類個體的核基因組,讓古DNA“開口”講述了5100年來青藏高原人群的遺傳演化與交流互動的歷史。
“這是青藏高原迄今采樣規(guī)模最大、地理覆蓋最廣的古DNA研究。研究表明,青藏高原古人群特殊的遺傳成分,早在5100年前已經(jīng)形成;在青藏高原人群整體遺傳成分穩(wěn)定的同時,青藏高原古人群內部之間及與高原以外其他地區(qū)古人群之間,數(shù)千年來都存在著密切的交流與互動!闭撐耐ㄓ嵶髡、中科院古脊椎動物與古人類研究所研究員付巧妹表示。
青藏高原古人群共享相似的遺傳成分
被稱為“世界屋脊”的青藏高原,平均海拔超過4000米。在學術界,現(xiàn)代人何時涉足青藏高原并永久定居,是最引人關注的問題之一。
此前基于尼泊爾木斯塘地區(qū)的古DNA研究證明,距今3400年的尼泊爾古人群與青藏高原各地區(qū)人群共享相似的遺傳成分,但青藏高原地區(qū)距今3400年以前古人群的遺傳成分尚不清楚。
付巧妹團隊研究顯示,現(xiàn)代西藏人群特有的遺傳成分,至少在距今5100年以前已存在于整個青藏高原各區(qū)域的古人群之中,且具有很好的遺傳連續(xù)性。其中,距今5100年、來自青藏高原東北部共和盆地的宗日遺址的樣本,是迄今所發(fā)表的攜有青藏高原特有遺傳成分的最古老的個體。
研究進一步表明,青藏高原人群特有的遺傳成分由兩股不同的遺傳成分以約4∶1的比例混合形成,其中約80%的遺傳成分與東亞北方9500—4000年前的人群相關,約20%的遺傳成分來源于一個未知的古代人群。“這一結果提示,青藏高原人群的主要成分很可能與新石器時代東亞北方人群的擴張,及由此驅動的人群遷徙和混合相關。”付巧妹解釋。
盡管青藏高原古人群共享相似的遺傳成分,但自距今2500年開始,青藏高原古人群在不同地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了較為明顯的群體結構,可分為3個主要人群:以共和盆地和玉樹高原為中心的“東北部”高原人群,以那曲和昌都為中心的“東南部”高原人群,以日喀則、山南及拉薩地區(qū)為中心的“西南部”高原人群。
事實上,青藏高原東北部地區(qū)素來被認為是新石器時代不同人群互動的熱點地區(qū)?脊抛C據(jù)顯示,該地區(qū)的狩獵采集人群可能與低地的粟作農(nóng)業(yè)人群之間存在互動。
付巧妹團隊研究結果顯示,青藏高原東北部共和盆地的宗日遺址的人群(約5100年前—3700年前),至少在4700年前受到了來自黃河流域的東亞古北方人群的遺傳影響,而這一影響在鄰近的玉樹州距今2800年的普卡貢瑪遺址人群中并未發(fā)現(xiàn)。
與高原外部其他地區(qū)古人群有互動
公元7世紀的吐蕃王朝時期,應該是青藏高原人口擴張最重要的時期。付巧妹團隊研究顯示,早在公元4世紀左右,攜有高原南部遺傳成分的人群就已經(jīng)取代那曲的本地人;而在公元6至9世紀,那曲的人群則保留了同時期山南人群的遺傳成分。
“這一模式說明,高原南部人群對藏北高原人群的基因滲透早在吐蕃崛起之前,而吐蕃王朝的擴張,也在那曲留下了明顯的遺傳影響。”付巧妹說。
研究還發(fā)現(xiàn),在青藏高原南部地區(qū)有不一樣的人群擴張歷史。在公元前5世紀至公元9世紀,此區(qū)域人群與中部人群存在密切的互動,但到公元9世紀前后也發(fā)生了局部人群遺傳成分的轉變,該時期高原南部人群受到了高原其他地區(qū)人群的影響,出現(xiàn)遺傳成分的波動,而這正是吐蕃王朝衰落崩潰的階段。
同時,研究表明,近5000年以來,雖然高原地區(qū)古人群整體遺傳成分比較連續(xù),但仍然有部分高原古人群與高原以外地區(qū)的古人群有著密切的聯(lián)系。比如,高原南部日喀則公元5世紀的個體和公元12世紀的個體,顯示出與中亞地區(qū)古人群互動的信號。
此外,相關研究顯示,現(xiàn)代西藏人群攜帶的可能來自丹尼索瓦人的EPAS1基因單倍型,是其適應低氧環(huán)境的關鍵基因。然而,這一基因的自然選擇過程,及其基因頻率隨時間的變化一直以來尚不明晰。
付巧妹團隊針對該基因的遺傳歷史進行追溯性研究發(fā)現(xiàn),其最早以純合子的形式出現(xiàn)在青藏高原東北部距今5100年的宗日遺址人群之中。
研究還顯示,在過去3000年中,尤其是近700年來,EPAS1基因在青藏高原人群中的基因頻率迅速升高,但這一上升與人群遷移無關。這說明,EPAS1基因頻率的上升是由于受到強烈的正向選擇,以幫助青藏高原人群適應高原環(huán)境。