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编译服务: 生物安全网络监测与评估 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn 编译时间: Sep 9, 2019 点击量: 102

有史以来最大规模的古代人类DNA研究,以及来自古代印度河流域文明的个体的第一个基因组,以前所未有的细节揭示了中亚和南亚人口随时间变化的血统。

该研究于9月5日在线发表在Science and Cell上的一篇论文中,也回答了有关农业起源和南亚和中亚印欧语言来源的长期问题。

来自北美,欧洲,中亚和南亚的遗传学家,考古学家和人类学家分析了524名从未研究过的古代个体的基因组。这项工作使全球公布的古代基因组总数增加了约25%。

通过将这些基因组相互比较并与之前测序的基因组进行比较,并将信息与考古学,语言学和其他记录放在一起,研究人员从中石器时代填写了许多关于谁生活在该地区不同地区的关键细节。 (大约12000年前)到铁器时代(直到大约2000年前)以及它们与今天生活在那里的人们的关系。

“通过这么多样本,我们可以发现种群之间的微妙相互作用以及种群内的异常值,这种情况在过去几年中只有通过技术进步才有可能实现,”David Reich说,他是论文和教授的共同高级作者。哈佛医学院Blavatnik研究所的遗传学研究。

“这些研究涉及古欧亚大陆最深刻的两种文化转变 - 从狩猎和采集到农业的过渡以及今天从不列颠群岛到南亚的印欧语言的传播 - 以及人们的运动,“两位论文的共同第一作者和帝国实验室的博士后研究员Vagheesh Narasimhan说。 “这些研究特别重要,因为中亚和南亚是世界上未充分研究的地区。”

“这项研究最激动人心的方面之一就是它将遗传学与考古学和语言学相结合的方式,”维也纳大学的科文论文的共同高级作者罗恩·比哈西说。 “在结合来自不同学科的数据,方法和观点之后出现了新的结果,这种综合方法提供了比过去任何一个学科更多的过去信息。”

“此外,引入新的抽样方法使我们能够最大限度地减少对骨骼的损害,同时最大限度地从DNA保存通常较差的地区获取遗传数据的机会,”Pinhasi补充说。

语言键

印欧语系 - 包括印地语/乌尔都语,孟加拉语,旁遮普语,波斯语,俄语,英语,西班牙语,盖尔语和400多种其他语言 - 构成了地球上最大的语言家族。

几十年来,专家们一直在争论印欧语言如何走向世界遥远的地方。他们是通过牧民从欧亚草原传播的吗?或者他们是否与从安纳托利亚(现今的土耳其)向西和向东移动的农民一起旅行?

Reich及其同事撰写的2015年论文表明,印欧语系通过草原抵达欧洲。科学研究现在对南亚提出了类似的案例,表明现今的南亚人几乎没有来自安纳托利亚根源的农民的血统。

“我们可以排除安纳托利亚根源进入南亚的大规模农民,这是'安纳托利亚假说'的核心,即这种运动将农业和印欧语言带入该地区,”Reich说,他也是一名调查员。霍华德休斯医学研究所和布罗德研究所。 “由于没有人发生实质性的变动,这是安纳托利亚假设的最终结果。”

支持印欧语言草原的一个新证据是检测连接印欧语系印地语和巴尔托 - 斯拉夫语系的基因模式。研究人员发现,现在这两个分支的发言人都来自一个草原牧民小组,他们将近5000年前向西迁移到欧洲,然后在接下来的1500年中向东扩散到中亚和南亚。

“这为古代人们的运动提供了一个简单的解释,因为印度 - 欧洲这两个分支的其他令人费解的共同语言特征,今天被广阔的地理距离分开,”Reich说。

支持草原起源的第二个证据是研究人员发现,在该研究中分析的140个现今南亚种群中,少数显示出来自草原的血统显着增加。除了其中一个富含草原的种群之外,其他所有种群都是历史上的牧师群体,包括婆罗门 - 用古印欧语言梵语写成的传统文本保管人。

“发现婆罗门经常拥有比南亚其他群体更多的草原血统,控制其他因素,这为南亚的印欧语言草原提供了一个引人入胜的新观点,”Reich说。

“这项研究填补了印度 - 欧洲传播的大部分难题,”共同作者,麻省理工学院遗传学研究员,麻省理工学院和哈佛大学博士研究所的科学家尼克帕特森说。 “我相信现在可以理解高层图片了。”

“这个问题已经存在了200年或更长时间,现在它正在迅速解决,”他补充道。 “我为此感到非常兴奋。”

农业起源

这些研究为另一个长期存在的争论提供了信息,这个辩论是关于从狩猎和采集经济到基于农业的经济的变化是否更多地是由人的流动,思想的复制或本地发明所驱动的。

在欧洲,古老的DNA研究表明,农业与来自安纳托利亚的血统有关。

这项新的研究揭示了伊朗和图兰(中亚南部)的类似动态,研究人员发现安纳托利亚相关的血统和农业在同一时间到来。

“这证实了农业的传播不仅包括从安纳托利亚到欧洲的西向路线,还包括从安纳托利亚到东部地区的东部路线,这些路线以前只有狩猎采集团居住,”Pinhasi说。

然后,随着农业在伊朗和图兰占领数千年后向北蔓延到内亚山脉,“祖先与经济之间的联系变得更加复杂,”圣路易斯华盛顿大学的考古学家Michael Frachetti说,撰写科学论文的大部分骨骼抽样的作者。

大约5000年前,研究人员发现,亚洲西南部的祖先随着农业技术向北流动,而西伯利亚或草原血统则向南流入伊朗高原。双向运动模式沿着山脉发生,Frachetti之前展示的走廊是一条“青铜时代的丝绸之路”,人们在这条道路上交换了东西方之间的作物和思想。

然而,在南亚,故事似乎有很大不同。研究人员不仅没有发现与安纳托利亚有关的血统的痕迹,这是西部农业传播的标志,但他们在南亚人中发现的伊朗相关血统来自与伊朗古代农民和猎人分离的血统。 - 在这些群体彼此分裂之前的聚集者。

研究人员得出结论认为,南亚的农业生产不是因为人们从西方早期的农耕文化中迁移出来;相反,当地的觅食者采用了它。

“在大约4,000年前草原牧民带来他们的印欧语言之前,我们没有发现人们大规模进入南亚的证据,”赖希说。

第一次看到印度河流域文明的血统

印度河流域从喜马拉雅山脉延伸到阿拉伯海,是古代世界最早的文明之一,在4000到5000年之间蓬勃发展。人们建造了人口数万的城镇。他们使用标准化的重量和措施,并与远在东非的地方交换货物。

但他们是谁?

在此之前,遗传学家无法从埋葬在印度河流域文明考古遗址的骨骼中提取可行的数据,因为南亚低地的炎热和变化的气候已使大多数DNA退化,超出了科学家分析它的能力。

细胞纸改变了这一点。

在对已知最大的印度河流域文明镇(称为Rakhigarhi)的60多个骨骼样本进行筛选后,作者发现了一个带有一丝古老DNA的骨骼样本。经过100多次测序尝试后,他们生成了足够的数据以得出有意义的结论。

古代女性的基因组与科学论文中报道的11个其他古代人的基因组相匹配,他们生活在现在的伊朗和土库曼斯坦,在已知与印度河流域文明交换物的地方。所有12个人都有独特的血统组合,包括与东南亚狩猎采集者有关的血统和与南亚有关的伊朗相关血统。由于这种混合物与当时生活在伊朗和土库曼斯坦的大多数人不同,作者提出科学论文中报道的11个人是移民,可能来自印度河流域文明。

12人中没有一人有草原牧民的血统证据,这与该群体尚未抵达南亚的模式一致。

“科学”杂志的文章进一步表明,印度河流域文明在4,000至3,500年前衰落之后,这12个人所属的群体中的一部分与来自北方的人们混在一起,这些人来自原始牧民的祖先,形成了祖先的北印第安人。 ,印度当今人口的两个主要祖先人口之一。原始群体的一部分也与来自印度半岛的人混在一起形成另一个主要来源群体 - 祖先南印第安人。

“祖先北印第安人和祖先南印第安人的混合物 - 他们的主要血统都归属于我们测序的印度河流文明个体的人 - 形成了今天南亚人的主要血统,”帕特森说。

“这项研究直接将当今的南亚人与南亚第一个文明的古代人民联系在一起,”Narasimhan补充道。

作者警告说,仅分析一个人的基因组限制了可以得出的关于印度河流域文明的整个人口的结论。

“我最好的猜测是印度河流域文明本身在遗传上极为多样化,”帕特森说。 “额外的基因组肯定会丰富图片。”

 

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