DNA測序揭示早期人類如何在非洲擴散

生活在非洲南部的科依桑人很早便從其他非洲人群中分離，但攜帶了來自非洲東部牧人的DNA。圖片來源：Roger de la Harpe/Newscom

關於古代人類DNA的研究並不是一項享有平等機會的努力。過去10年間，早期歐洲人和亞洲人的部分基因組被測序了上百次，歐亞歷史也在這個過程中得以改寫。然而，由於基因材料在溫暖、潮濕的氣候中衰變得非常迅速，因此時至今日，科學家僅測序了一種古代非洲人類的DNA。

近日，在美國得克薩斯州奧斯丁舉行的分子生物學與進化學學會年會上，科學家宣布，他們已部分測序了15個古代非洲人的基因組，樣本來自整個撒哈拉以南非洲地區。同時，另一個小組對來自南非的7個古代人類進行了測序，儘管研究工作尚未發表。「尋找來自非洲的古代基因組是一件非常了不起的事情。」並未參與上述任何一項研究的瑞士伯爾尼大學人口遺傳學家Anna-Sapfo Malaspinas表示。

長期以來，非洲被稱為「人類的搖籃」。約5萬年前，早期人類祖先從非洲擴散到全世界其他地方。非洲還是古代人和現代人的基因最為多樣化的地方。不過，從東非哈扎人到非洲南部科依桑人等古代人群是如何形成的，一直是個謎。部分原因在於約2000年前，被稱為班圖人的早期農業採用者在非洲大陸擴散，從而抹掉了其他非洲人的基因足跡。已得到測序的古代非洲人基因組來自一名生活在約4500年前的衣索比亞人，但它無法解答上述謎題。

Pontus Skoglund知道，這個故事肯定有更多內容。為此，這位來自哈佛大學的進化遺傳學家和同事獲取了生活在6000～500年前的15個古代非洲人的DNA，其中有些人類出現在班圖人擴張之前。此外，Skoglund團隊還獲取了來自非洲的19個現代人類的DNA數據作為對比，包括像班圖人一樣的較大人群和像哈扎人、科依桑人一樣的較小人群。

Skoglund報告稱，在大多數情況下，古代DNA和生活在骨頭被發現的相同地方的人類DNA最相似。不過，一些有趣的例外展現了不同人群間的混合。「很高興看到非洲存在這種古代人群的混合。」並未參與此項研究的伯爾尼大學人口遺傳學家Simon Aeschbacher表示，「早期非洲肯定出現了人群的流動。」

古代基因組表明，生活在非洲南部的人在幾千年前從西部非洲人群脫離，並在隨後進化出磨練其味蕾和保護他們不受烈日傷害的關鍵適應能力。約3000年前，可能來自今天的坦尚尼亞的牧人廣為擴散，並在最早的農民出現前幾百年到達非洲南部。不過，Skoglund認為，生活在坦尚尼亞南部的現代馬拉維人可能是生活在非洲西部的農民而非當地狩獵—採集者的後代。的確，分析顯示，西部非洲人是撒哈拉以南非洲人群DNA的早期貢獻者。不過，即便這些DNA的「捐助者」，也是如今屬於兩個現代人群——門迪人和約魯巴人的「大雜燴」。同時，一個古代非洲牧人展示了來自更遙遠的異域的影響力。研究表明，其38%的DNA來自非洲以外的地方。

另一項研究聚焦的是非洲南部人群。研究人員認為，現代智人在那裡產生了進化。瑞典烏普薩拉大學進化遺傳學家Carina Schlebusch和同事部分測序了7個古代基因組：3個來自2000年前的狩獵—採集者，4個來自500～300年前的農民。研究人員還將現代DNA納入他們的分析。

雖然更加現代的農民的基因組中擁有班圖人的DNA，但古代狩獵—採集者的存在早於班圖人的擴張。上個月，Schlebusch和同事在生命科學預印本網站bioRxiv上報告了上述結果。他們的發現同Skoglund的研究結果類似：這些農民的現代後裔（ 包括非洲南部的科依桑人）9%～22%的DNA來自非洲東部人群和歐亞牧人。

和Skoglund的研究相比，Schlebusch的分析更加深入地探究了人類歷史，因為她的團隊利用古代和現代基因組估測，其研究的狩獵—採集者在約26萬年前——相當於最古老的智人化石的「年齡」——從其他人群中分離。哈佛大學進化遺傳學家Iain Mathieson 表示，獲得這一日期「讓我們開始思考諸如在解剖學和行為上可稱為現代人類的人群是在哪裡以及如何進化的」。這一日期在論文發表後能否經受得住同行評議尚有待觀察。

對於解決此類不確定性，Aeaschbacher有一個簡單的辦法：測序更古老的非洲人基因組。古代非洲人如何分化成不同的人群以及他們何時、如何移動「或將對什麼塑造了現代人類產生強有力的影響」。（徐徐編譯）

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