古DNA研究揭示1.4万年前云南马鹿洞“蒙自人”的神秘面纱

1.4万年前“蒙自人”女性及其生活场景复原图 (昆明动物研究所设计、任文煜绘图;版权所有)

1.4万年前“蒙自人”女性及其生活场景复原图 (昆明动物研究所设计、任文煜绘图;版权所有)

“蒙自人”的群体历史以及与其他亚洲人群的遗传关系

“蒙自人”的群体历史以及与其他亚洲人群的遗传关系

(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学院昆明动物研究所比较基因组学学科组:云南位于中国西南山地、东喜马拉雅山地和印缅山地三个世界生物多样性热点的交汇地带。云南独特的地质地貌构造、季风气候环境和水文水系条件,不仅使云南成为了第四纪冰期生物的“避难所”,还成为了蕴育新物种的摇篮,造就了当地从史前到现在极其复杂的生物多样性和人类文化多样性。云南不仅见证了“寒武纪生物大爆发”的奇迹,同时目睹了人科物种从1,200万-600万年前的禄丰古猿、约170万年前的直立人“元谋猿人”,再到1.4万年前的智人“蒙自人”等多个人类重要的演化阶段。 

云南蒙自马鹿洞是1989年采石场工人发现的一个早已自然封闭的洞穴,化石及文化遗物经专家鉴定确认为一古人类遗址。遗址位于云南省红河哈尼族彝族自治州蒙自市郊的黄家山山麓。1989年由云南省博物馆、红河州文物管理所和蒙自县文化馆联合组织抢救性发掘,出土了包括头盖骨、下颌骨、股骨在内的30余件人类化石,以及马鹿、猕猴、黑熊等哺乳动物化石。2008年,云南省文物考古研究所等单位系统采集了地层环境样品和测年材料,结果显示整个马鹿洞遗址的年代范围为17,830±240至13,290±125年前,其中头盖骨(MLDG1704)出土的地层年代为约14,000年前。 

前期对头盖骨的体质人类学分析发现,虽然“蒙自人”处于现代人的变异范围,但靠近直立人变异范围的边界,具有比较独特的体质人类表型。因此,古人类学者给出了三种推测:(1)“蒙自人”可能是幸存到晚更新世末期的未知的亚洲古老型人类;(2)“蒙自人”独特的体质人类表型可能是亚洲古老型人类与早期现代人混血的结果;(3)“蒙自人”复杂的表型可能反映了早期祖先遗留下来的南方早期现代人丰富的形态多样性。 

为了揭示“蒙自人”的神秘面纱,中国科学院昆明动物研究所与云南省文物考古研究所、蒙自市文物管理所等单位合作,对“蒙自人”开展了古DNA遗传学分析。古DNA证据表明,“蒙自人”(MLDG1704)是亚洲早期现代人的一位女性,而非古老型人类。“蒙自人”的线粒体遗传世系属于一种未知的M9*支系,而现生人群的M9支系主要分布于喜马拉雅地区的藏缅人群和东南亚群岛的南岛语族中;“蒙自人”可能代表了早期与中国两大农业人群的共同祖先有遗传关联的狩猎-采集者,他们之间有晚更新世的最近共同祖先。“蒙自人”所属的支系是一个独立的M9根部支系,反映了晚更新世东亚南部人群丰富的遗传多样性。 

整合已报道的世界现代人群和古DNA大数据的系统分析表明,作为晚更新世的“中国南方人”,“蒙自人”与最早的美洲原住民存在深度的古老祖源遗传联系。研究发现,从南方的云南马鹿洞到北方的黑龙江流域,约1.6-1.4万年前的华夏大地上,已经形成了中国人群共享的一种遗传背景格局,这种遗传背景是晚更新世美洲最早定居者的东亚源头,也是美洲原住民最主要的遗传成分。研究者据此推测,早期东亚人群可能存在一条沿海岸线从南向北迁徙的路线,最终部分人群跨过白令海峡到达美洲。此外,晚更新世不仅存在中国南北方人群的遗传分化,该时期中国南方人群与东南亚人群的遗传分歧程度更加明显。通过重构肤色基因OCA2的一个关键突变(His615Arg)的跨时空分布模式,研究者发现导致比东南亚人群“更白”的中国人群浅肤色的这个突变最早在约7,500年前发生于我国东南沿海地区。之后,作为对高纬度地区紫外线照射强度减弱的遗传适应,该突变的频率在东亚人群中逐渐上升,直至在现代东亚人群的平均频率达到了~60%。这些结果表明,东亚大陆人群一些体质人类表型(如浅肤色),可能在约7,500年前就已经形成,这不仅反映了自然选择在最近一万年以来的全新世仍然在影响东亚地区人群的遗传结构和相应的体质表型,同时为中华文明探源工程提供了线索。 

该研究成果于7月14日在线发表在细胞出版社知名综合学术期刊Current Biology上。张晓明和李春梅为该论文的共同第一作者,宿兵、吉学平、和耀喜为论文的共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中科院先导专项、云南省高层次人才培养计划、中科院青促会和遗传资源与进化国家重点实验室开放课题的资助。 


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(神秘的地球uux.cn报道)据央视网(总台央视记者 褚尔嘉 云南台):记者从中国科学院获悉,中科院昆明动物所专家运用科学手段,对在云南蒙自发现的“马鹿洞人”头骨化石开展古DNA遗传学分析研究。结果发现,中国南方的古人类和最早的美洲土著人类之间存在深度的古老祖源遗传联系。这一科研成果于北京时间7月14日在国际学术期刊《当代生物学》上发表。

在云南蒙自出土的“马鹿洞人”,是1989年在一个露天遗址被发现的。当时经过联合科考发掘,出土了包括一个无边帽头盖骨、被火烧过的头盖骨和比较完整的近端股骨等人类化石30多件,以及大量马鹿、麝、猕猴、熊、野猪等动物化石。

中科院昆明动物研究所研究员 吉学平:头骨有独有特征,跟当时认为的晚期智人有一定区别的特征。

中科院昆明动物研究所研究员 宿兵:我们发现蒙自人(马鹿洞人)人群跟早期的,最早到达美洲的印第安人土著其实是有很深的渊源关系。

先前的科研结果显示,美洲土著人群印第安人的起源,分为东亚和中亚两个来源。根据用“马鹿洞人”的基因组和古印第安人的基因组进行比较,科研人员发现两者之间在基因组上有相近的特征。这就表明东亚人群在一万两千年前左右,确实可能从东亚大陆跨过白令海峡,最后迁徙到美洲,成为古印第安人的祖先。

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(神秘的地球uux.cn报道)据中国新闻网:记者15日从中国科学院昆明动物研究所获悉,该研究所与云南省文物考古研究所、蒙自市文物管理所等单位合作,对“蒙自人”开展了古DNA遗传学分析,逐步揭示了“蒙自人”的神秘面纱。

云南位于中国西南山地、东喜马拉雅山地和印缅山地三个世界生物多样性热点的交汇地带。云南独特的地质地貌构造、季风气候环境和水文水系条件,不仅使云南成为了第四纪冰期生物的“避难所”,还成为了蕴育新物种的摇篮,造就了当地从史前到现在极其复杂的生物多样性和人类文化多样性。云南不仅见证了“寒武纪生物大爆发”的奇迹,同时目睹了人科物种从1200万至600万年前的禄丰古猿、约170万年前的直立人“元谋猿人”,再到1.4万年前的智人“蒙自人”等多个人类重要的演化阶段。

云南蒙自马鹿洞是1989年采石场工人发现的一个早已自然封闭的洞穴,化石及文化遗物经专家鉴定确认为一古人类遗址。遗址位于云南省红河哈尼族彝族自治州蒙自市郊的黄家山山麓。1989年由云南省博物馆、红河州文物管理所和蒙自县文化馆联合组织抢救性发掘,出土了包括头盖骨、下颌骨、股骨在内的30余件人类化石,以及马鹿、猕猴、黑熊等哺乳动物化石。2008年,云南省文物考古研究所等单位系统采集了地层环境样品和测年材料,结果显示整个马鹿洞遗址的年代范围为17830±240至13290±125年前,其中头盖骨(MLDG1704)出土的地层年代为约14000年前。

前期对头盖骨的体质人类学分析发现,虽然“蒙自人”处于现代人的变异范围,但靠近直立人变异范围的边界,具有比较独特的体质人类表型。因此,古人类学者给出了三种推测:一是“蒙自人”可能是幸存到晚更新世末期的未知的亚洲古老型人类;二是“蒙自人”独特的体质人类表型可能是亚洲古老型人类与早期现代人混血的结果;三是“蒙自人”复杂的表型可能反映了早期祖先遗留下来的南方早期现代人丰富的形态多样性。

为了揭示“蒙自人”的神秘面纱,中国科学院昆明动物研究所与云南省文物考古研究所、蒙自市文物管理所等单位合作,对“蒙自人”开展了古DNA遗传学分析。古DNA证据表明,“蒙自人”(MLDG1704)是亚洲早期现代人的一位女性,而非古老型人类。“蒙自人”的线粒体遗传世系属于一种未知的M9*支系,而现生人群的M9支系主要分布于喜马拉雅地区的藏缅人群和东南亚群岛的南岛语族中;“蒙自人”可能代表了早期与中国两大农业人群的共同祖先有遗传关联的狩猎-采集者,他们之间有晚更新世的最近共同祖先。“蒙自人”所属的支系是一个独立的M9根部支系,反映了晚更新世东亚南部人群丰富的遗传多样性。

整合已报道的世界现代人群和古DNA大数据的系统分析表明,作为晚更新世的“中国南方人”,“蒙自人”与最早的美洲原住民存在深度的古老祖源遗传联系。研究发现,从南方的云南马鹿洞到北方的黑龙江流域,约1.6-1.4万年前的华夏大地上,已经形成了中国人群共享的一种遗传背景格局,这种遗传背景是晚更新世美洲最早定居者的东亚源头,也是美洲原住民最主要的遗传成分。研究者据此推测,早期东亚人群可能存在一条沿海岸线从南向北迁徙的路线,最终部分人群跨过白令海峡到达美洲。此外,晚更新世不仅存在中国南北方人群的遗传分化,该时期中国南方人群与东南亚人群的遗传分歧程度更加明显。通过重构肤色基因OCA2的一个关键突变(His615Arg)的跨时空分布模式,研究者发现导致比东南亚人群“更白”的中国人群浅肤色的这个突变最早在约7500年前发生于我国东南沿海地区。之后,作为对高纬度地区紫外线照射强度减弱的遗传适应,该突变的频率在东亚人群中逐渐上升,直至在现代东亚人群的平均频率达到了~60%。这些结果表明,东亚大陆人群一些体质人类表型(如浅肤色),可能在约7,500年前就已经形成,这不仅反映了自然选择在最近一万年以来的全新世仍然在影响东亚地区人群的遗传结构和相应的体质表型,同时为中华文明探源工程提供了线索。

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“古代DNA技术是一个非常强大的工具。”论文通讯作者宿兵说,“它相当明确地告诉我们,尽管马鹿洞人具有不同寻常的形态特征,但他们是现代人,而不是像尼安德特人或丹尼索瓦人那样的古老人种。”

研究人员将这些化石的基因组与来自世界各地的古代人的基因组进行了比较。他们发现,蒙自人与美洲原住民印第安人的东亚血统有着很深的联系。结合之前的研究数据,这研究小组提出,约2万年前,一些东亚南方人沿着今天中国东部的海岸线,经日本北上到达西伯利亚。然后他们穿过连接亚洲和北美大陆的白令海峡,成为第一批到达新世界的人。

探索这一发现的旅程始于30多年前,当时一些考古学家在中国南方云南省的马鹿洞发现了一大批骨骼。碳年代测定显示,这些化石来自约1.4万年前的晚更新世,在这段时间,现代人已经迁移到世界上许多地方。

研究人员从洞穴中发现了一个具有现代人和古人类特征的人类颅盖。例如,头骨的形状与尼安德特人相似,它的大脑似乎比现代人的大脑更小。因此,一些人类学家认为,这块头骨可能属于一种不为人知的远古人种,他们一直存活到最近,或者属于古人类和现代人的杂交种群。

2018年,宿兵与云南省文物考古研究所考古学家吉学平等合作,成功从头骨中提取了古代DNA。基因组测序显示,该古人类属于现代人的一个灭绝的母系分支,这个母系支系其他个两分支的后代如今一个分支主要分布于青藏高原,另外一个分支广泛分布于东南亚大陆和岛屿。

这一发现还表明,在晚更新世时期,生活在东亚南部的古人类具有丰富的遗传和形态多样性,其程度大于同一时期东亚北部的古人类。宿兵说,这表明最早到达东亚的早期人类最初在南方定居,然后迁移到北方。

“这是理解早期人类迁徙的重要证据。”他说。接下来,该团队计划采集更多来自东亚南部的人类化石,尤其是那些比马鹿洞人更早的化石,对更多的古人类DNA进行测序。

“这些数据不仅有助于更全面地了解我们的祖先是如何迁徙的,而且还包含了随着时间的推移,人类如何为适应当地环境而改变形态和生理表型的重要信息,比如皮肤颜色为响应阳光照射强度的改变而发生的变化。”宿兵说。





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