Literature
Home医药经济生物技术技术要闻

探寻人类的起源和进化

来源:中国科学报
摘要:想要对人类的起源和进化这一问题作出合理解释则需要一个新兴学科——分子人类学的贡献。分子人类学通过人类的DNA来探寻和解释不同人群的祖源。博士后21世纪以来,关于现代人起源的“走出非洲假说”和“多地区连续演化说”一直处于激烈争论当中。而想要对人类的起源和进化这一......

点击显示 收起


想要对人类的起源和进化这一问题作出合理解释则需要一个新兴学科——分子人类学的贡献。分子人类学通过人类的DNA来探寻和解释不同人群的祖源。它与历史、语言演化等有非常密切的关系。

博士后

21世纪以来,关于现代人起源的“走出非洲假说”和“多地区连续演化说”一直处于激烈争论当中。而想要对人类的起源和进化这一问题作出合理解释则需要一个新兴学科——分子人类学的贡献。

复旦大学生命科学学院现代人类学教育部重点实验室博士后严实在清华大学“潘光旦生物人类学讲座”首讲上向与会者分享道:“分子人类学通过人类的DNA来探寻和解释不同人群的祖源。它与历史、语言演化等有非常密切的关系。”

分子人类学的研究方法

根据学术界已有的研究成果,分子人类学这一概念最早于1962年由Sarich和Wilson用不同结构的生物分子研究人类进化时提出,指的是通过分子生物学手段对不同人群中同源蛋白质、核酸等生物大分子进行序列分异度比对来研究人类的起源和进化等人类学问题的方法。现有的研究主要集中在DNA研究,而DNA研究又分为mtDNA研究、Y染色体研究、常染色体研究,以及古DNA研究等。

严实的研究集中在东亚人Y染色体细化分类及与此相关的高通量测序技术、汉藏语系人群起源等方面。

“人类有46条染色体,分为23对,其中有22对常染色体,常染色体是基因组的主要部分,有父系和母系的来源,所以从常染色体是无法判断祖先来源的。而性染色体中的Y染色体是单纯的父系遗传,仅男性具有。这就可以很有效地追踪父系祖先。”严实解释道。

Y染色体的长度约为60Mbp(bp即base pair,碱基对),在可检测的全长(大约10Mbp)上,平均4代左右(约100年)会发生1个新突变,突变类型主要是SNP(single nucleotide polymorphism,单核苷酸多肽)及STR(short tandem repeat,短重复序列)等。

据严实介绍,如果把全世界所有人类的父系放在一起,我们就可以得到全球Y染色体谱系树,通过计算,人类起源的那个人就被称为“Y染色体亚当”,有共同突变的分支可被称为一类,由此可以分出Y染色体的不同支系,一个支系代表其有共同的祖先。在此划分体系下,A型和B型主要分布在非洲;D型在西藏和日本较多;C型主要分布在中国东部往南至澳大利亚;N型发源于中国,直到青铜时代之后才迁往北欧和俄罗斯等地;O型是东亚最常见的类型,占汉族人的75%左右;Q型起源于西伯利亚,从中东直到美洲都有分布;R型主要分布于西方,是印欧语系人群的重要组成部分。

分子人类学的应用研究

学术界的传统观点认为人类从约200万年前走出非洲,在世界各地形成了不同的亚种,从直立人到早期智人到晚期智人的演化进程中较少有交流。“‘走出非洲假说’认为直至晚近,大约十万年之内才从非洲走出一批人将之前的晚期智人都取代了。根据复旦大学现代人类学教育部重点实验室的研究成果,基本可以支持‘走出非洲假说’。”严实说道。

区分族群最好的方法是语言学的方法,相比其他区分族群的方法,语言能提供最大的信息量,而且相对而言是稳定和保守的。如果按照语言分类的话,可以分为汉藏语系、苗瑶语系、壮侗语系、南岛语系、印欧语系、阿尔泰语系等。

“用Y染色体在不同民族之间分类,可以发现不同民族之间Y染色体的区分度是相当高的,通过计算可以发现,每个族群其标志性的Y染色体分类不尽相同,不过也有一些交叉。”严实表示,据此我们可以测出一个民族的各种Y染色体类型的比例,不过无法通过一个人的Y染色体的类型来确定其民族。

汉族人的超级祖先

人类在三万年前到达亚洲,但并没有立即扩张。按照严实的研究成果,6000年前的五个“超级祖先”以星状扩张形态(至少是其中的三支)构成了现代中国人60%的父系,而之前所有分支均为缓慢的二叉扩张。“6万年前有一个父系祖先是现在所有中国人的祖先,但那同时也是全欧亚大陆的祖先。”严实补充道。

从严实所描绘的谱系树上可以观察到,5000到6000多年前左右,在中国出现了三个超级祖先,一个在标记为M117的分支下;一个在M134的另一个分支,即F444下;还有一个在002611的下游F11下。这三个超级祖先出现的年代很接近(次序按不同方法算出来有所区别)。

“我把他们分别称为Oα、Oβ和Oγ。这三个大约6000年前的人的后代构成了现在汉族人群的40%以上。之所以很特别,是因为在这三个扩张以前的Y染色体树的所有分支,都是二叉,而这三个扩张是星状扩张,即突然从一个人演化出难以分出先后的5~7个支系,而且这5~7个支是都有后代一直延续到现在的。长支或二叉当中的那些古人无数辈的兄弟都没能传下男性后代,当时的人口扩张也相对缓慢,只有这几支幸运儿的后代终于活到了现代。”严实说道。

这个扩张年代正好在五六千年前,属于新石器时代晚期,对应的文化包括仰韶时代晚期和大汶口文化晚期等。这个时代发生了两个大的变革,一个是农业的大发展,谷类从采集、狩猎的辅助食物变成了食物的主体部分,人们的食物开始依赖农业,同时聚落的分布密度大大增加,说明人口增加。同时又有一个社会结构的变化,墓葬从群体葬逐渐发展出了单人葬和对偶葬,说明社会从母系社会变成了父系社会。

据此,严实认为对于这三个超级祖先,可以有两种解释:其一,他们是最早的集约化农民,因为生产力(谷物和人口的)大幅发展,成了超级祖先。

“除了谱系树中三个标记为O3下面的超级祖先,另有两支也需要关注,一个是C3下面F1144的下游扩张,即C3南支,扩张时间可能比O3的三大簇略早,另一个是O1a1下面F78的下游扩张,年代可能只有4000年不到。这两支的人口大概也各占了汉族的10%上下,但因为高通量测序时没有足够的样本或有的样本测序质量不好,尚未能表现出星状扩张,但我相信如果能扩大测序样本的数目,也是能找到类似星簇的扩张的。这样,把这两支也加上,这五个新石器祖先的后代就能占到汉族及中国人60%的比例了。”严实说道。

作者:
医学百科App—中西医基础知识学习工具
  • 相关内容
  • 近期更新
  • 热文榜
  • 医学百科App—健康测试工具