來自巴西亞馬孫河流域的蘇瑞人攜帶著澳大拉西亞血統(tǒng)的痕跡，現(xiàn)在證實(shí)其祖先是在10400年前到達(dá)南美洲的。

圖片來源：CRAIG STENNETT

■本報(bào)記者 唐鳳

大約1.3萬年前，古人類在美洲迅速擴(kuò)張。而且，這個(gè)故事延續(xù)了數(shù)千年，人類在北美和南美之間進(jìn)行了數(shù)次大規(guī)模遷徙。然而，并沒有文獻(xiàn)記錄下這些歷史。

幾十年來，科學(xué)家只能籠統(tǒng)地描述美洲人的歷史演變情況，但這些古老人類何時(shí)以及如何分布在這片大陸上一直成謎。

近日，發(fā)表在《細(xì)胞》和《科學(xué)》的兩項(xiàng)獨(dú)立研究稱，研究人員利用最先進(jìn)的古代DNA研究方法，分析了來自美洲各地的大量新樣本，萬余年的美洲歷史畫卷正徐徐展開。

實(shí)際上，“人類在美洲的定居過程是非常復(fù)雜的”，《科學(xué)》論文第一作者、丹麥哥本哈根大學(xué)地質(zhì)遺傳學(xué)研究中心的José Víctor Moreno Mayar告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者。

該研究描摹出美洲祖先變遷的大致輪廓。美洲原住民分裂為古代的貝林加人和其他美洲原住民，后者又分裂為南北美洲原住民分支。后來，南印第安人向南擴(kuò)張，北印第安人向北遷移。“但這只是粗略輪廓，美國原住民的人口歷史要復(fù)雜得多。”Moreno Mayar說。

此外，“新研究在為從北美洲到中南美洲的人口流動(dòng)提供新見解的同時(shí)，還確定了中南美洲兩個(gè)先前未知的基因流事件。”《細(xì)胞》論文通訊作者、德國馬普學(xué)會(huì)人類歷史學(xué)研究所考古遺傳學(xué)部研究員Cosimo Posth在接受《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)表示。

樣本更豐富

新研究涉及的數(shù)據(jù)包括64個(gè)新測(cè)序的古代DNA樣本，它們跨越了從美國阿拉斯加州到巴塔哥尼亞的廣闊區(qū)域，記錄了1萬多年的遺傳歷史。阿拉斯加大學(xué)考古學(xué)家Ben Potter說：“這些樣本的數(shù)量非常驚人。”

在此之前，只有6個(gè)來自美洲的超過6000年的基因組被測(cè)序�？八_斯大學(xué)人類遺傳學(xué)家Jennifer Raff直指，研究者用來解釋美洲人演化的遺傳模型被過度簡(jiǎn)化了。

為填補(bǔ)美洲人演化的空白，《科學(xué)》雜志論文通訊作者、哥本哈根大學(xué)進(jìn)化遺傳學(xué)家Eske Willerslev領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)與美國內(nèi)華達(dá)州法倫·帕尤特—休休尼部落開展了合作。

該部落一直在努力保護(hù)在內(nèi)華達(dá)州Spirit洞穴中發(fā)現(xiàn)的具有10700年歷史的遺骨，并抵制破壞性的基因測(cè)試。

“我們與土著社區(qū)和地方政府協(xié)商，對(duì)骨骼材料進(jìn)行DNA提取和遺傳分析。重點(diǎn)是試圖減少抽樣過程的破壞性，同時(shí)獲得寶貴的遺傳信息。我們采用了最新的技術(shù)，以便從如此古老的標(biāo)本中提取出真正的古代DNA。”Posth說。

Willerslev將Spirit洞穴的數(shù)據(jù)加入到另外14個(gè)新的完整基因組中，這些基因組樣本來自從阿拉斯加到智利的10700年前到500年前的時(shí)空范圍內(nèi)。

另一方面，Posth及哈佛醫(yī)學(xué)院人口遺傳學(xué)家David Reich團(tuán)隊(duì)同期在《細(xì)胞》發(fā)表了更大數(shù)據(jù)集。

“我們的工作使這些地區(qū)可獲得的古代基因組數(shù)量漲了大約20倍，讓我們對(duì)美洲土著歷史有了更全面了解。”Reich說，“這個(gè)更廣泛的數(shù)據(jù)集揭示了北美、中美和南美的共同起源，以及北美和南美之間兩種此前未知的基因交換。”

“印第安人確實(shí)起源于美洲，作為一個(gè)具有遺傳和文化獨(dú)特性的群體，他們絕對(duì)是這個(gè)大陸的原住民。”Raff說。從某種意義上說，那些在冰原南部旅行的人分成了兩組——“南部美洲原住民”和“北部美洲原住民”。

復(fù)雜的遷移

這些基因證據(jù)揭示了人類在美洲的復(fù)雜定居過程，南北美洲首批定居者的人群動(dòng)態(tài)無法用簡(jiǎn)單的人口模型或播散模式進(jìn)行解釋。

之前的基因組研究提出，首批美洲人是在近2.5萬年前與其西伯利亞及東亞祖先分道揚(yáng)鑣的，并在大約1萬年后分成不同的北美和南美人群。然而，首批美洲人的擴(kuò)展仍是一個(gè)有爭(zhēng)議的話題，僅通過分析當(dāng)今人口難以理解。

Moreno-Mayar提到，盡管遺傳學(xué)上已經(jīng)證明美洲人祖先在更新世末期通過白令陸橋來到這里，但關(guān)于美洲最初是否還有其他族群仍有爭(zhēng)議。“這個(gè)論點(diǎn)是建立在對(duì)早期人類遺骸（古美洲人）形態(tài)學(xué)分析的基礎(chǔ)上，我們對(duì)這些遺骸基因組進(jìn)行了測(cè)序，并發(fā)現(xiàn)它們與現(xiàn)代本土美洲人的關(guān)系最為密切。”他說。

對(duì)此，Moreno-Mayar和同事對(duì)跨越南北美洲的15個(gè)遠(yuǎn)古美洲人（他們中的6個(gè)距今超過1萬年）的基因組進(jìn)行了測(cè)序。這些結(jié)果揭示了美洲人口擴(kuò)張和多元化的復(fù)雜畫面。

“美洲人遷移的經(jīng)典模式是南北運(yùn)動(dòng)，在這種運(yùn)動(dòng)中，一些人定居在一個(gè)地區(qū)后就會(huì)留下來，而其余的人則會(huì)繼續(xù)遷移。”Moreno-Mayar 說，“我們的新研究顯示，從北到南的第一次遷移是非常快的，它不像樹枝分叉，更像一種輻射，其中種群迅速分化。”

此外，研究顯示，這些早期居民經(jīng)多樣化后成為不同的人群，其中有些人群是先前未知的，僅見于遺傳記錄。“在北美北部的冰川向南移動(dòng)之前，這里生活著許多美洲土著族群，但我們以前沒有從基因上記錄下來。”Willerslev說。

而且，不同人群似乎有進(jìn)一步的接觸，這些接觸既在局部范圍內(nèi)發(fā)生，也在長距離范圍內(nèi)發(fā)生。研究人員表示，有趣的是，在晚更新世（距今約11700年）存在一個(gè)只在南美洲顯現(xiàn)的具有澳大拉西亞人血統(tǒng)的人群。

而這些遙遠(yuǎn)樣本之間的基因相似，也描繪了令人驚訝的歷史畫面。一名來自蒙大拿州的12700年前的安吉克兒童，與狩獵猛犸象的克洛維斯文化有關(guān)。而這一聯(lián)系可能與兩個(gè)先前未知的基因流事件有關(guān)聯(lián)。

未知流動(dòng)成紐帶

Posth等人分析了49個(gè)古老樣本的DNA，這些個(gè)體的時(shí)間跨度約為1萬年，生活范圍在伯利茲、巴西、中央安第斯山脈和南美洲南部，結(jié)果顯示中南美洲人的祖先大多數(shù)來自至少三種不同的人流，但都起源于一個(gè)祖先血統(tǒng)——他們?cè)?.5萬年前越過白令海峽來到這里。

Posth告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者，研究結(jié)果顯示，幾乎所有中南美洲人的祖先都來自同一個(gè)族群，盡管這個(gè)族群在傳入南美洲之前就已經(jīng)多樣化了。“由于之前研究使用的DNA證據(jù)主要基于現(xiàn)代人，這些多基因流動(dòng)事件無法被察覺，我們的研究突顯了古代DNA數(shù)據(jù)的力量。”他說。

第一個(gè)基因流事件將智利、巴西和伯利茲11000年前到9000年前的最古老人群，與美國最古老個(gè)體聯(lián)系在一起。這表明，克洛維斯人的遺傳祖先進(jìn)一步向南擴(kuò)展。但他們至少在9000年前被另一種世系所取代，這使南美洲多個(gè)地區(qū)的人口保持了長久的連續(xù)性。

第二次不為人知的人口遷徙，讓秘魯南部和智利北部居民的遺傳祖先與來自加利福尼亞河間島的遠(yuǎn)古個(gè)體有了關(guān)聯(lián)。“這可能與考古記錄中該地區(qū)當(dāng)時(shí)的人口膨脹有關(guān)。”Posth說。

另一方面，Moreno Mayar提到，該團(tuán)隊(duì)研究受到了基因序列的限制。人類至少在14600年前就存在于美洲，但研究中測(cè)序的最古老基因組只有10700年歷史。“因此，只有獲得更古老基因組，我們才能得到更多的直接證據(jù)。”他說。此外，研究人員表示，在北美中部和東部的抽樣記錄中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)巨大的缺口。“這些論文不是最后的結(jié)論。”Posth說。