研究涉及青藏高原古人群的年代及地理分布(A-B)。中科院古脊椎所 供圖
(記者 孫自法)現代人何時涉足青藏高原并永久定居?青藏高原人群如何適應高原環境?他們的獨特遺傳特征歷經了怎樣的演化過程?5000多年來青藏高原內部之間及與外部地區人群如何交流互動?……被譽為“世界屋脊”“地球第三極”的青藏高原上的這些議題長期以來備受關注。
來自青藏高原東北部共和盆地宗日遺址、距今約4500年的頭骨和下頜骨。中科院古脊椎所 供圖
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完成青藏高原采樣規模最大覆蓋最廣古DNA研究
為深入探究青藏高原人群的來源、不同時間和區域人群的遺傳特征及長時間尺度下的演化過程，厘清青藏高原內部及與外部地區復雜的人群互動細節。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所付巧妹團隊和西藏自治區文物保護研究所、四川大學考古科學中心、西北大學文化遺產學院等合作，從青藏高原不同區域30多個遺址中，成功捕獲測序128例線粒體和97例青藏高原古代人類個體的核基因組，這些獲得基因組數據的古代人類樣本很好覆蓋了整個青藏高原地區，樣本絕對年代跨度距今約5100年至100年。
本次合作研究通過遺傳學手段開展系統性研究，還原了青藏高原5100年以來人群的遺傳演化與交流互動的歷史，發現青藏高原人群特有的遺傳成分早在5100年前就已經形成，并揭示近5000年來青藏高原內部及與外部地區存在復雜的人群互動交流歷史。
青藏高原西南部日喀則地區頂瓊遺址一處墓室中出土的人類頭骨。中科院古脊椎所 供圖
這一青藏高原迄今采樣規模最大、地理覆蓋最廣的古核基因組研究成果論文，北京時間3月18日凌晨在國際學術期刊《科學進展》(Science Advances)在線發表。在此基礎上，付巧妹團隊還與考古學家們合作，結合更多阿里地區線粒體基因組的研究成果發表于專業學術期刊《遺傳學報》(Journal of Genetics and Genomics，JGG)，通過追溯青藏高原人群母系遺傳歷史來探究他們與周邊人群的交流動態。
西藏人群特有遺傳成分5100年來一直延續
在青藏高原人群特有遺傳成分的形成與來源方面，付巧妹團隊研究顯示，現代西藏人群特有的遺傳成分，至少在距今5100年以來已存在于整個青藏高原各區域的古人群之中，且具有很好的遺傳連續性。其中，距今5100年、來自青藏高原東北部共和盆地宗日遺址的樣本，是迄今發現攜有青藏高原特有遺傳成分的最古老個體。
進一步研究表明，青藏高原人群特有的遺傳成分是由兩股不同的遺傳成分以大約4：1的比例混合形成，其中約80%的遺傳成分與東亞北方9500-4000年前的人群相關，約20%的遺傳成分來源于一個未知的古代人群。這一結果提示，青藏高原人群的主要成分很可能與新石器時代東亞北方人群的擴張，及由此驅動的人群遷徙和混合相關。
研究團隊指出，盡管青藏高原古人群共享相似的遺傳成分，但自距今2500年開始，青藏高原古人群在不同地區已出現較為明顯的群體結構，可分為三個主要人群：一是以共和盆地和玉樹高原為中心的“東北部”高原人群;二是以那曲和昌都地區為中心的“東南部”高原人群;三是以日喀則、山南及拉薩地區為中心的“西南部”高原人群。其中，“西南部”高原人群遺傳成分空間跨度最大，主要沿雅魯藏布江河谷分布，從最西部的阿里地區一直延伸到東南部的林芝地區，影響范圍最大。
研究團隊在青藏高原西南部日喀則地區頂瓊遺址的一處墓室中進行考古發掘。中科院古脊椎所 供圖
該研究顯示，自距今3000多年開始，青藏高原南部廣大地區，包括整個雅魯藏布江流域及喜馬拉雅山脈的古人群，都有著高度的遺傳相似性，這提示雅魯藏布江河谷在公元前第一千紀是一條重要的人群遷徙廊道，為解析雅魯藏布江流域在早期金屬時代的考古趨同現象提供了有趣的遺傳背景。
4700年前就受到黃河流域古北方人群遺傳影響
付巧妹團隊的研究結果顯示，青藏高原東北部共和盆地宗日遺址的人群(約5100年前-3700年前)，至少在4700年前受到來自黃河流域東亞古北方人群的遺傳影響。這與考古學上觀察到的距今5000年及以后，宗日遺址出現馬家窯文化的因素頗為一致，也表明兩地人群之間不僅僅是文化上的交流。
在青藏高原古人群與高原外部其他地區古人群的互動方面，研究顯示近5000年以來，雖然高原地區古人群整體遺傳成分比較連續，但仍然有部分高原古人群與高原以外地區的古人群有密切聯系，包括日喀則地區顯示出與中亞地區古人群互動的信號、阿里地區與中亞地區人群互動影響更加明顯;距今2800-2000年的昌都和林芝古人群，則顯示與東亞南部古人群存在遺傳聯系;相較于古代人群，現代西藏人群受到東亞低海拔地區人群更大的遺傳影響。
此外，線粒體研究也顯示4000年以來，西藏人群與其他北方人群的母系遺傳聯系在不同時期有所差異：在距今約4000-3000年具有聯系，這一關系隨后在距今約3000-1100年呈下降趨勢，而在距今約1100年以后又有所加強。
青藏高原西部阿里地區皮央吉翁遺址一處墓室中出土的人類個體遺骸。中科院古脊椎所 供圖
在青藏高原內部各地區古代人群之間的互動方面，付巧妹團隊通過高原內部各區域古代人群的遺傳分析發現，距今2700年以來，青藏高原內部不同時間和區域古人群的遺傳成分變化很大，這些變化與青藏高原上曾經存在過的早期區域性政治實體以及吐蕃王朝的興起和衰落有高度關聯。
這些研究以確切的遺傳學證據，揭示出在青藏高原內部、高原內外都存在復雜的人群交流歷史，也和考古研究從物質文化揭示的跨喜馬拉雅互動、高原絲綢之路的事實一致。
適應低氧環境關鍵基因近700年來迅速升高
相關研究顯示，現代西藏人群所攜帶可能來自丹尼索瓦人的EPAS1基因單倍型，是其適應低氧環境的關鍵基因。然而，這一基因的自然選擇過程及其基因頻率隨時間的變化，一直以來尚不明晰。
付巧妹團隊針對該基因的遺傳歷史進行追溯性研究發現，其最早以純合子的形式，出現在青藏高原東北部距今5100年的宗日遺址人群之中。該研究還顯示，在過去3000年中，尤其是近700年來，EPAS1基因在青藏高原人群中的基因頻率迅速升高，但這一上升與人群遷移無關，說明EPAS1基因頻率的上升是由于受到強烈的正向選擇，以幫助青藏高原人群適應高原環境。
本項研究中，古基因組學研究人員與考古學學者開展密切合作，對青藏高原5100年以來不同區域古人群的遺傳特征及交流歷史進行深度研究，揭示出青藏高原人群特有遺傳成分的來源，以及青藏高原不同地區古人群的互動演變過程。
“令人驚訝的是，青藏高原古人群特殊的遺傳成分，早在5100年前已經形成，且至今仍保持著一定的遺傳連續性;而在青藏高原人群整體遺傳成分穩定的同時，青藏高原古人群內部之間及與高原以外其他地區古人群之間，數千年來都存在著密切的交流與互動，尤其是其內部互動與高原社會組織的興衰密切相關?！备肚擅醚芯繂T總結說。(完)
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