古DNA研究揭示1.4萬年前云南馬鹿洞“蒙自人”的神秘面紗


古DNA研究揭示1.4萬年前云南馬鹿洞“蒙自人”的神秘面紗


1.4萬年前“蒙自人”女性及其生活場景復原圖 (昆明動物研究所設計、任文煜繪圖;版權所有)

古DNA研究揭示1.4萬年前云南馬鹿洞“蒙自人”的神秘面紗


“蒙自人”的群體歷史以及與其他亞洲人群的遺傳關系
()據中國科學院昆明動物研究所比較基因組學學科組:云南位于中國西南山地、東喜馬拉雅山地和印緬山地三個世界生物多樣性熱點的交匯地帶 。云南獨特的地質地貌構造、季風氣候環境和水文水系條件 , 不僅使云南成為了第四紀冰期生物的“避難所” , 還成為了蘊育新物種的搖籃,造就了當地從史前到現在極其復雜的生物多樣性和人類文化多樣性 。云南不僅見證了“寒武紀生物大爆發”的奇跡,同時目睹了人科物種從1,200萬-600萬年前的祿豐古猿、約170萬年前的直立人“元謀猿人”,再到1.4萬年前的智人“蒙自人”等多個人類重要的演化階段 。 
云南蒙自馬鹿洞是1989年采石場工人發現的一個早已自然封閉的洞穴,化石及文化遺物經專家鑒定確認為一古人類遺址 。遺址位于云南省紅河哈尼族彝族自治州蒙自市郊的黃家山山麓 。1989年由云南省博物館、紅河州文物管理所和蒙自縣文化館聯合組織搶救性發掘,出土了包括頭蓋骨、下頜骨、股骨在內的30余件人類化石,以及馬鹿、獼猴、黑熊等哺乳動物化石 。2008年 , 云南省文物考古研究所等單位系統采集了地層環境樣品和測年材料,結果顯示整個馬鹿洞遺址的年代范圍為17,830±240至13,290±125年前,其中頭蓋骨(MLDG1704)出土的地層年代為約14,000年前 。 
前期對頭蓋骨的體質人類學分析發現,雖然“蒙自人”處于現代人的變異范圍,但靠近直立人變異范圍的邊界,具有比較獨特的體質人類表型 。因此,古人類學者給出了三種推測:(1)“蒙自人”可能是幸存到晚更新世末期的未知的亞洲古老型人類;(2)“蒙自人”獨特的體質人類表型可能是亞洲古老型人類與早期現代人混血的結果;(3)“蒙自人”復雜的表型可能反映了早期祖先遺留下來的南方早期現代人豐富的形態多樣性 。 
為了揭示“蒙自人”的神秘面紗,中國科學院昆明動物研究所與云南省文物考古研究所、蒙自市文物管理所等單位合作,對“蒙自人”開展了古DNA遺傳學分析 。古DNA證據表明,“蒙自人”(MLDG1704)是亞洲早期現代人的一位女性,而非古老型人類 ?!懊勺匀恕钡木€粒體遺傳世系屬于一種未知的M9*支系,而現生人群的M9支系主要分布于喜馬拉雅地區的藏緬人群和東南亞群島的南島語族中;“蒙自人”可能代表了早期與中國兩大農業人群的共同祖先有遺傳關聯的狩獵-采集者,他們之間有晚更新世的最近共同祖先 ?!懊勺匀恕彼鶎俚闹凳且粋€獨立的M9根部支系,反映了晚更新世東亞南部人群豐富的遺傳多樣性 。 
整合已報道的世界現代人群和古DNA大數據的系統分析表明,作為晚更新世的“中國南方人”,“蒙自人”與最早的美洲原住民存在深度的古老祖源遺傳聯系 。研究發現,從南方的云南馬鹿洞到北方的黑龍江流域 , 約1.6-1.4萬年前的華夏大地上,已經形成了中國人群共享的一種遺傳背景格局,這種遺傳背景是晚更新世美洲最早定居者的東亞源頭,也是美洲原住民最主要的遺傳成分 。研究者據此推測,早期東亞人群可能存在一條沿海岸線從南向北遷徙的路線 , 最終部分人群跨過白令海峽到達美洲 。此外,晚更新世不僅存在中國南北方人群的遺傳分化,該時期中國南方人群與東南亞人群的遺傳分歧程度更加明顯 。通過重構膚色基因OCA2的一個關鍵突變(His615Arg)的跨時空分布模式,研究者發現導致比東南亞人群“更白”的中國人群淺膚色的這個突變最早在約7,500年前發生于我國東南沿海地區 。之后 , 作為對高緯度地區紫外線照射強度減弱的遺傳適應,該突變的頻率在東亞人群中逐漸上升,直至在現代東亞人群的平均頻率達到了~60% 。這些結果表明,東亞大陸人群一些體質人類表型(如淺膚色) , 可能在約7,500年前就已經形成,這不僅反映了自然選擇在最近一萬年以來的全新世仍然在影響東亞地區人群的遺傳結構和相應的體質表型,同時為中華文明探源工程提供了線索 。 
該研究成果于7月14日在線發表在細胞出版社知名綜合學術期刊Current Biology上 。張曉明和李春梅為該論文的共同第一作者 , 宿兵、吉學平、和耀喜為論文的共同通訊作者 。該研究得到了國家自然科學基金、中科院先導專項、云南省高層次人才培養計劃、中科院青促會和遺傳資源與進化國家重點實驗室開放課題的資助 。 
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.06.016
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()據央視網(總臺央視采訪人員 褚爾嘉 云南臺):采訪人員從中國科學院獲悉 , 中科院昆明動物所專家運用科學手段,對在云南蒙自發現的“馬鹿洞人”頭骨化石開展古DNA遺傳學分析研究 。結果發現,中國南方的古人類和最早的美洲土著人類之間存在深度的古老祖源遺傳聯系 。這一科研成果于北京時間7月14日在國際學術期刊《當代生物學》上發表 。
在云南蒙自出土的“馬鹿洞人” , 是1989年在一個露天遺址被發現的 。當時經過聯合科考發掘,出土了包括一個無邊帽頭蓋骨、被火燒過的頭蓋骨和比較完整的近端股骨等人類化石30多件,以及大量馬鹿、麝、獼猴、熊、野豬等動物化石 。
中科院昆明動物研究所研究員 吉學平:頭骨有獨有特征 , 跟當時認為的晚期智人有一定區別的特征 。
中科院昆明動物研究所研究員 宿兵:我們發現蒙自人(馬鹿洞人)人群跟早期的,最早到達美洲的印第安人土著其實是有很深的淵源關系 。
先前的科研結果顯示,美洲土著人群印第安人的起源 , 分為東亞和中亞兩個來源 。根據用“馬鹿洞人”的基因組和古印第安人的基因組進行比較,科研人員發現兩者之間在基因組上有相近的特征 。這就表明東亞人群在一萬兩千年前左右 , 確實可能從東亞大陸跨過白令海峽,最后遷徙到美洲,成為古印第安人的祖先 。
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()據中國新聞網:采訪人員15日從中國科學院昆明動物研究所獲悉 , 該研究所與云南省文物考古研究所、蒙自市文物管理所等單位合作,對“蒙自人”開展了古DNA遺傳學分析 , 逐步揭示了“蒙自人”的神秘面紗 。
云南位于中國西南山地、東喜馬拉雅山地和印緬山地三個世界生物多樣性熱點的交匯地帶 。云南獨特的地質地貌構造、季風氣候環境和水文水系條件,不僅使云南成為了第四紀冰期生物的“避難所”,還成為了蘊育新物種的搖籃 , 造就了當地從史前到現在極其復雜的生物多樣性和人類文化多樣性 。云南不僅見證了“寒武紀生物大爆發”的奇跡,同時目睹了人科物種從1200萬至600萬年前的祿豐古猿、約170萬年前的直立人“元謀猿人”,再到1.4萬年前的智人“蒙自人”等多個人類重要的演化階段 。
云南蒙自馬鹿洞是1989年采石場工人發現的一個早已自然封閉的洞穴,化石及文化遺物經專家鑒定確認為一古人類遺址 。遺址位于云南省紅河哈尼族彝族自治州蒙自市郊的黃家山山麓 。1989年由云南省博物館、紅河州文物管理所和蒙自縣文化館聯合組織搶救性發掘,出土了包括頭蓋骨、下頜骨、股骨在內的30余件人類化石 , 以及馬鹿、獼猴、黑熊等哺乳動物化石 。2008年,云南省文物考古研究所等單位系統采集了地層環境樣品和測年材料,結果顯示整個馬鹿洞遺址的年代范圍為17830±240至13290±125年前,其中頭蓋骨(MLDG1704)出土的地層年代為約14000年前 。
前期對頭蓋骨的體質人類學分析發現,雖然“蒙自人”處于現代人的變異范圍,但靠近直立人變異范圍的邊界,具有比較獨特的體質人類表型 。因此 , 古人類學者給出了三種推測:一是“蒙自人”可能是幸存到晚更新世末期的未知的亞洲古老型人類;二是“蒙自人”獨特的體質人類表型可能是亞洲古老型人類與早期現代人混血的結果;三是“蒙自人”復雜的表型可能反映了早期祖先遺留下來的南方早期現代人豐富的形態多樣性 。
為了揭示“蒙自人”的神秘面紗,中國科學院昆明動物研究所與云南省文物考古研究所、蒙自市文物管理所等單位合作,對“蒙自人”開展了古DNA遺傳學分析 。古DNA證據表明,“蒙自人”(MLDG1704)是亞洲早期現代人的一位女性,而非古老型人類 ?!懊勺匀恕钡木€粒體遺傳世系屬于一種未知的M9*支系,而現生人群的M9支系主要分布于喜馬拉雅地區的藏緬人群和東南亞群島的南島語族中;“蒙自人”可能代表了早期與中國兩大農業人群的共同祖先有遺傳關聯的狩獵-采集者,他們之間有晚更新世的最近共同祖先 ?!懊勺匀恕彼鶎俚闹凳且粋€獨立的M9根部支系,反映了晚更新世東亞南部人群豐富的遺傳多樣性 。
整合已報道的世界現代人群和古DNA大數據的系統分析表明,作為晚更新世的“中國南方人” , “蒙自人”與最早的美洲原住民存在深度的古老祖源遺傳聯系 。研究發現,從南方的云南馬鹿洞到北方的黑龍江流域,約1.6-1.4萬年前的華夏大地上,已經形成了中國人群共享的一種遺傳背景格局,這種遺傳背景是晚更新世美洲最早定居者的東亞源頭 , 也是美洲原住民最主要的遺傳成分 。研究者據此推測,早期東亞人群可能存在一條沿海岸線從南向北遷徙的路線 , 最終部分人群跨過白令海峽到達美洲 。此外,晚更新世不僅存在中國南北方人群的遺傳分化,該時期中國南方人群與東南亞人群的遺傳分歧程度更加明顯 。通過重構膚色基因OCA2的一個關鍵突變(His615Arg)的跨時空分布模式,研究者發現導致比東南亞人群“更白”的中國人群淺膚色的這個突變最早在約7500年前發生于我國東南沿海地區 。之后,作為對高緯度地區紫外線照射強度減弱的遺傳適應,該突變的頻率在東亞人群中逐漸上升,直至在現代東亞人群的平均頻率達到了~60% 。這些結果表明,東亞大陸人群一些體質人類表型(如淺膚色),可能在約7,500年前就已經形成,這不僅反映了自然選擇在最近一萬年以來的全新世仍然在影響東亞地區人群的遺傳結構和相應的體質表型,同時為中華文明探源工程提供了線索 。
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()據中國科學報(馮麗妃):中國科學院昆明動物研究所研究員宿兵與合作者首次對中國南方晚更新世古人類化石(蒙自人)進行了基因組測序 。這些神秘的古人類屬于一個已經滅絕的現代人類母系分支,可能對美洲印第安人的起源具有貢獻 。相關研究近日發表于《當代生物學》,
“古代DNA技術是一個非常強大的工具 ?!闭撐耐ㄓ嵶髡咚薇f,“它相當明確地告訴我們 , 盡管馬鹿洞人具有不同尋常的形態特征,但他們是現代人,而不是像尼安德特人或丹尼索瓦人那樣的古老人種 ?!?br>研究人員將這些化石的基因組與來自世界各地的古代人的基因組進行了比較 。他們發現,蒙自人與美洲原住民印第安人的東亞血統有著很深的聯系 。結合之前的研究數據,這研究小組提出,約2萬年前,一些東亞南方人沿著今天中國東部的海岸線,經日本北上到達西伯利亞 。然后他們穿過連接亞洲和北美大陸的白令海峽 , 成為第一批到達新世界的人 。
探索這一發現的旅程始于30多年前,當時一些考古學家在中國南方云南省的馬鹿洞發現了一大批骨骼 。碳年代測定顯示,這些化石來自約1.4萬年前的晚更新世,在這段時間 , 現代人已經遷移到世界上許多地方 。
研究人員從洞穴中發現了一個具有現代人和古人類特征的人類顱蓋 。例如,頭骨的形狀與尼安德特人相似,它的大腦似乎比現代人的大腦更小 。因此,一些人類學家認為,這塊頭骨可能屬于一種不為人知的遠古人種,他們一直存活到最近,或者屬于古人類和現代人的雜交種群 。
2018年 , 宿兵與云南省文物考古研究所考古學家吉學平等合作,成功從頭骨中提取了古代DNA ?;蚪M測序顯示,該古人類屬于現代人的一個滅絕的母系分支,這個母系支系其他個兩分支的后代如今一個分支主要分布于青藏高原,另外一個分支廣泛分布于東南亞大陸和島嶼 。
這一發現還表明 , 在晚更新世時期,生活在東亞南部的古人類具有豐富的遺傳和形態多樣性 , 其程度大于同一時期東亞北部的古人類 。宿兵說,這表明最早到達東亞的早期人類最初在南方定居,然后遷移到北方 。
“這是理解早期人類遷徙的重要證據 ?!彼f 。接下來,該團隊計劃采集更多來自東亞南部的人類化石,尤其是那些比馬鹿洞人更早的化石,對更多的古人類DNA進行測序 。
“這些數據不僅有助于更全面地了解我們的祖先是如何遷徙的 , 而且還包含了隨著時間的推移,人類如何為適應當地環境而改變形態和生理表型的重要信息,比如皮膚顏色為響應陽光照射強度的改變而發生的變化 ?!彼薇f 。
相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.cub.2022.06.016