發(fā)現(xiàn)田園洞人的山洞遺址

田園洞人骨架圖

在北京房山區(qū)周口店田園林場附近的一個山洞里，一具男性骨骼化石被發(fā)掘出來，經(jīng)測定他生活在距今4萬年前，在解剖學(xué)上是一個具有古老特征的早期現(xiàn)代人?？茖W(xué)家根據(jù)發(fā)現(xiàn)地將其命名為田園洞人。近日，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹等研究人員通過測序發(fā)現(xiàn)，田園洞人屬于古東亞人，但他還與來自比利時的古歐洲人有遺傳聯(lián)系，而且在美洲土著的各個人群中，與亞馬遜人遺傳關(guān)系最近。

看到這兒，相信大家已經(jīng)凌亂，一個住在北京房山區(qū)山洞里的古人類怎么能和“歐美人”扯上關(guān)系?這究竟是怎么回事?

田園洞人到底是何許人也 新技術(shù)“釣”出古東亞人

最初，科學(xué)家對于“田園洞人是何許人也”還存在爭議。早在2013年，付巧妹和同事就研究發(fā)現(xiàn)，相比于現(xiàn)在生活著的現(xiàn)代歐洲人，田園洞人與現(xiàn)代亞洲人的遺傳關(guān)系更近，可能是古東亞人群的代表。然而，2014年發(fā)表在《自然》的一個關(guān)于古人類基因組的研究讓這一說法變得不確定。該研究顯示，在農(nóng)耕時代，一些外來人群與當(dāng)時的歐洲人發(fā)生了基因交流，將一些更為古老的遺傳基因混入到當(dāng)時歐洲人的基因中，并延續(xù)到了至今的歐洲人身上。這就拉遠(yuǎn)了現(xiàn)代歐洲人與其他歐亞人群的遺傳關(guān)系。而現(xiàn)代歐洲人的這一特點則會讓田園洞人是不是古東亞人變的不確定，因為即使田園洞人不是古東亞人，他也會相比于現(xiàn)在生活著的歐洲人，與現(xiàn)代亞洲人關(guān)系更近。

只有通過充分的基因組數(shù)據(jù)和沒有受到這些外來人群影響的古歐洲人，才能讓我們最終了解田園洞人到底是不是古東亞人。于是付巧妹等人與德國馬普進化人類研究所合作研發(fā)了一種新技術(shù)，成功地把古人類的DNA“釣”了出來，證實與古代或當(dāng)代的歐洲人相比，田園洞人與古代和當(dāng)代的東亞人更加接近。

付巧妹告訴科技日報記者，在這個神奇的技術(shù)中，研究人員要合成一系列特殊的DNA探針，將其當(dāng)作魚鉤，在泥土、化石等樣品中“釣”出想要的古人類DNA。利用這樣的方法，2013年，付巧妹和同事拼接出田園洞人的第21號染色體?，F(xiàn)在，她們又釣取并拼接出另外幾十條染色體，獲取了田園洞人基因組上的370萬個變異位點，基本涵蓋基因組每個染色體上的相關(guān)群體遺傳信息，得到了第一個來自中國的古人類的整個基因組。

“之所以采用釣取技術(shù)，主要是因為在出土的化石中，各種微生物的DNA占大多數(shù)，而田園洞古人類DNA則微乎其微，僅占0.03%。”

雖然田園洞人古東亞人的身份通過該最新的研究已經(jīng)蓋棺定論，但你可不要以為他就是我們的直接祖先了，付巧妹表示，其不屬于當(dāng)今東亞中任何一個人群的直接祖先，而是屬于對當(dāng)今東亞人有遺傳貢獻(xiàn)的一個旁支。這說明，田園洞人和今天的東亞人有共同東亞祖先，和今天的東亞人的直接祖先是親戚關(guān)系。付巧妹打了個比方：“這就像有個現(xiàn)代的東亞人，他的爸爸和叔叔有共同的祖先，都是古東亞人，但叔叔并沒有后代一直延續(xù)至今，所以叔叔并不是現(xiàn)代東亞人的直接祖先。”

為何與比利時古歐洲人“沾親” 或與神秘未知人群有基因交流

由于是中國地區(qū)古人類的第一個基因組，非常難得。因此，在獲得田園洞人基因組數(shù)據(jù)后，研究人員將其與世界上公共數(shù)據(jù)庫中包含各個地區(qū)高質(zhì)量的現(xiàn)代人基因組數(shù)據(jù)(世界100多個群體)進行了比對，還與其他國家的古人類基因組數(shù)據(jù)進行比對。

令人驚訝的是，當(dāng)與古歐洲人的各個支系比對時，只有來自比利時的古歐洲人“跳了出來”。

研究人員發(fā)現(xiàn)，田園洞人與來自比利時的一個3.5萬年前的個體(GoyetQ116-1)有著比同時期的古歐洲人更多的等位基因。“這意味著，他們兩者存在一定的遺傳關(guān)系，換句話說，他們有一些共同的古老基因。”付巧妹說，“這種遺傳上的聯(lián)系在同時期的其他古歐洲人中并沒有被發(fā)現(xiàn)，這些結(jié)果提示田園洞人和比利時古人類都與某個對其他舊石器時代的歐亞人沒有遺傳貢獻(xiàn)的一個未知人群存在遺傳聯(lián)系。”

付巧妹分析，一種可能的情形是，早期與田園洞人相關(guān)的東亞人，曾與一個神秘的未知人群發(fā)生過基因交流。這個未知人群可能是從尚未分化的古歐亞人群中的某一亞群演化而來。在未來的研究中，研究人員或?qū)ふ业竭@一神秘的未知人群。

“至于為什么不說田園洞人是古歐洲人，主要是比較其和歐洲人的基因組數(shù)據(jù)顯示，早在4萬年前，田園洞人已呈現(xiàn)現(xiàn)代亞洲人的遺傳特征，從而與歐洲人分道揚鑣。”付巧妹說。

怎么與美洲亞馬遜人“帶故” 亞馬遜人或繁衍自與田園洞人有關(guān)古人類

除了和比利時的古歐洲人扯上關(guān)系之外，基因組數(shù)據(jù)比對還顯示，在美洲土著的各個人群中，亞馬遜人與田園洞人的遺傳關(guān)系最近。“這也對美洲土著人群的演化研究提供了新的啟示。”付巧妹說，“在明確田園洞人是古東亞人后，我們還研究了在相似人群中，是否這些群體中每個人群和田園洞人的聯(lián)系是均等的。比如說，現(xiàn)在的不同東亞人與田園洞人最近，但是這些不同的東亞人內(nèi)部沒有出現(xiàn)哪個東亞人群明顯比另一個東亞人群與田園洞人更近。當(dāng)我們了解世界范圍同類型人群是否與田園洞人遺傳距離一樣遠(yuǎn)近時，我們就看到美洲亞馬遜人相對于別的美洲土著人離田園洞人近。”

她表示，如果假設(shè)美洲土著人群的祖先只有一個，如果當(dāng)時遷移到美洲的就只有田園洞人支系，那么，現(xiàn)代美洲土著的各個人群，都應(yīng)該和田園洞人有著相似的遺傳關(guān)系，因為他們的同一祖先是在田園洞人時間之后分化的。但事實并非如此，在美洲土著各個人群中，只有亞馬遜人與田園洞人的遺傳關(guān)系最近。這意味著，亞馬遜人或繁衍自未知的古人類支系，而這些支系與田園洞人有關(guān)。

付巧妹表示，這個與美洲土著的亞馬遜人存在遺傳聯(lián)系的研究結(jié)果，至少在原來已有的研究基礎(chǔ)上，提供了更多細(xì)節(jié)。比如說之前只在大洋洲的一些人群中發(fā)現(xiàn)了與美洲土著亞馬遜人有聯(lián)系的人群。但是現(xiàn)在在東亞北部的田園洞也發(fā)現(xiàn)了類似人群，地理位置上從大洋洲延伸到了東亞北部，時間上延伸了解到這種相關(guān)人群在4萬年前就已存在。