大約1.3萬(wàn)年前，古人類(lèi)在美洲迅速擴(kuò)張。而且，這個(gè)故事延續(xù)了數(shù)千年，人類(lèi)在北美和南美之間進(jìn)行了數(shù)次大規(guī)模遷徙。然而，并沒(méi)有文獻(xiàn)記錄下這些歷史。

       幾十年來(lái)，科學(xué)家只能籠統(tǒng)地描述美洲人的歷史演變情況，但這些古老人類(lèi)何時(shí)以及如何分布在這片大陸上一直成謎。

       近日，發(fā)表在《細(xì)胞》和《科學(xué)》的兩項(xiàng)獨(dú)立研究稱(chēng)，研究人員利用最先進(jìn)的古代DNA研究方法，分析了來(lái)自美洲各地的大量新樣本，萬(wàn)余年的美洲歷史畫(huà)卷正徐徐展開(kāi)。

       實(shí)際上，“人類(lèi)在美洲的定居過(guò)程是非常復(fù)雜的”，《科學(xué)》論文第一作者、丹麥哥本哈根大學(xué)地質(zhì)遺傳學(xué)研究中心的José Víctor Moreno Mayar告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者。

       該研究描摹出美洲祖先變遷的大致輪廓。美洲原住民分裂為古代的貝林加人和其他美洲原住民，后者又分裂為南北美洲原住民分支。后來(lái)，南印第安人向南擴(kuò)張，北印第安人向北遷移。“但這只是粗略輪廓，美國(guó)原住民的人口歷史要復(fù)雜得多。”Moreno Mayar說(shuō)。

       此外，“新研究在為從北美洲到中南美洲的人口流動(dòng)提供新見(jiàn)解的同時(shí)，還確定了中南美洲兩個(gè)先前未知的基因流事件。”《細(xì)胞》論文通訊作者、德國(guó)馬普學(xué)會(huì)人類(lèi)歷史學(xué)研究所考古遺傳學(xué)部研究員Cosimo Posth在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)表示。

       樣本更豐富

       新研究涉及的數(shù)據(jù)包括64個(gè)新測(cè)序的古代DNA樣本，它們跨越了從美國(guó)阿拉斯加州到巴塔哥尼亞的廣闊區(qū)域，記錄了1萬(wàn)多年的遺傳歷史。阿拉斯加大學(xué)考古學(xué)家Ben Potter說(shuō)：“這些樣本的數(shù)量非常驚人。”

       在此之前，只有6個(gè)來(lái)自美洲的超過(guò)6000年的基因組被測(cè)序。堪薩斯大學(xué)人類(lèi)遺傳學(xué)家Jennifer Raff直指，研究者用來(lái)解釋美洲人演化的遺傳模型被過(guò)度簡(jiǎn)化了。

       為填補(bǔ)美洲人演化的空白，《科學(xué)》雜志論文通訊作者、哥本哈根大學(xué)進(jìn)化遺傳學(xué)家Eske Willerslev領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)與美國(guó)內(nèi)華達(dá)州法倫·帕尤特—休休尼部落開(kāi)展了合作。

       該部落一直在努力保護(hù)在內(nèi)華達(dá)州Spirit洞穴中發(fā)現(xiàn)的具有10700年歷史的遺骨，并抵制破壞性的基因測(cè)試。

       “我們與土著社區(qū)和地方政府協(xié)商，對(duì)骨骼材料進(jìn)行DNA提取和遺傳分析。重點(diǎn)是試圖減少抽樣過(guò)程的破壞性，同時(shí)獲得寶貴的遺傳信息。我們采用了最新的技術(shù)，以便從如此古老的標(biāo)本中提取出真正的古代DNA。”Posth說(shuō)。

       Willerslev將Spirit洞穴的數(shù)據(jù)加入到另外14個(gè)新的完整基因組中，這些基因組樣本來(lái)自從阿拉斯加到智利的10700年前到500年前的時(shí)空范圍內(nèi)。

       另一方面，Posth及哈佛醫(yī)學(xué)院人口遺傳學(xué)家David Reich團(tuán)隊(duì)同期在《細(xì)胞》發(fā)表了更大數(shù)據(jù)集。

       “我們的工作使這些地區(qū)可獲得的古代基因組數(shù)量漲了大約20倍，讓我們對(duì)美洲土著歷史有了更全面了解。”Reich說(shuō)，“這個(gè)更廣泛的數(shù)據(jù)集揭示了北美、中美和南美的共同起源，以及北美和南美之間兩種此前未知的基因交換。”

       “印第安人確實(shí)起源于美洲，作為一個(gè)具有遺傳和文化獨(dú)特性的群體，他們絕對(duì)是這個(gè)大陸的原住民。”Raff說(shuō)。從某種意義上說(shuō)，那些在冰原南部旅行的人分成了兩組——“南部美洲原住民”和“北部美洲原住民”。

       復(fù)雜的遷移

       這些基因證據(jù)揭示了人類(lèi)在美洲的復(fù)雜定居過(guò)程，南北美洲首批定居者的人群動(dòng)態(tài)無(wú)法用簡(jiǎn)單的人口模型或播散模式進(jìn)行解釋。

       之前的基因組研究提出，首批美洲人是在近2.5萬(wàn)年前與其西伯利亞及東亞祖先分道揚(yáng)鑣的，并在大約1萬(wàn)年后分成不同的北美和南美人群。然而，首批美洲人的擴(kuò)展仍是一個(gè)有爭(zhēng)議的話題，僅通過(guò)分析當(dāng)今人口難以理解。

       Moreno-Mayar提到，盡管遺傳學(xué)上已經(jīng)證明美洲人祖先在更新世末期通過(guò)白令陸橋來(lái)到這里，但關(guān)于美洲最初是否還有其他族群仍有爭(zhēng)議。“這個(gè)論點(diǎn)是建立在對(duì)早期人類(lèi)遺骸（古美洲人）形態(tài)學(xué)分析的基礎(chǔ)上，我們對(duì)這些遺骸基因組進(jìn)行了測(cè)序，并發(fā)現(xiàn)它們與現(xiàn)代本土美洲人的關(guān)系最為密切。”他說(shuō)。

       對(duì)此，Moreno-Mayar和同事對(duì)跨越南北美洲的15個(gè)遠(yuǎn)古美洲人（他們中的6個(gè)距今超過(guò)1萬(wàn)年）的基因組進(jìn)行了測(cè)序。這些結(jié)果揭示了美洲人口擴(kuò)張和多元化的復(fù)雜畫(huà)面。

       “美洲人遷移的經(jīng)典模式是南北運(yùn)動(dòng)，在這種運(yùn)動(dòng)中，一些人定居在一個(gè)地區(qū)后就會(huì)留下來(lái)，而其余的人則會(huì)繼續(xù)遷移。”Moreno-Mayar 說(shuō)，“我們的新研究顯示，從北到南的第一次遷移是非?？斓?，它不像樹(shù)枝分叉，更像一種輻射，其中種群迅速分化。”

       此外，研究顯示，這些早期居民經(jīng)多樣化后成為不同的人群，其中有些人群是先前未知的，僅見(jiàn)于遺傳記錄。“在北美北部的冰川向南移動(dòng)之前，這里生活著許多美洲土著族群，但我們以前沒(méi)有從基因上記錄下來(lái)。”Willerslev說(shuō)。

       而且，不同人群似乎有進(jìn)一步的接觸，這些接觸既在局部范圍內(nèi)發(fā)生，也在長(zhǎng)距離范圍內(nèi)發(fā)生。研究人員表示，有趣的是，在晚更新世（距今約11700年）存在一個(gè)只在南美洲顯現(xiàn)的具有澳大拉西亞人血統(tǒng)的人群。

       而這些遙遠(yuǎn)樣本之間的基因相似，也描繪了令人驚訝的歷史畫(huà)面。一名來(lái)自蒙大拿州的12700年前的安吉克兒童，與狩獵猛犸象的克洛維斯文化有關(guān)。而這一聯(lián)系可能與兩個(gè)先前未知的基因流事件有關(guān)聯(lián)。

       未知流動(dòng)成紐帶

       Posth等人分析了49個(gè)古老樣本的DNA，這些個(gè)體的時(shí)間跨度約為1萬(wàn)年，生活范圍在伯利茲、巴西、中央安第斯山脈和南美洲南部，結(jié)果顯示中南美洲人的祖先大多數(shù)來(lái)自至少三種不同的人流，但都起源于一個(gè)祖先血統(tǒng)——他們?cè)?.5萬(wàn)年前越過(guò)白令海峽來(lái)到這里。

       Posth告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，研究結(jié)果顯示，幾乎所有中南美洲人的祖先都來(lái)自同一個(gè)族群，盡管這個(gè)族群在傳入南美洲之前就已經(jīng)多樣化了。“由于之前研究使用的DNA證據(jù)主要基于現(xiàn)代人，這些多基因流動(dòng)事件無(wú)法被察覺(jué)，我們的研究突顯了古代DNA數(shù)據(jù)的力量。”他說(shuō)。

       第一個(gè)基因流事件將智利、巴西和伯利茲11000年前到9000年前的最古老人群，與美國(guó)最古老個(gè)體聯(lián)系在一起。這表明，克洛維斯人的遺傳祖先進(jìn)一步向南擴(kuò)展。但他們至少在9000年前被另一種世系所取代，這使南美洲多個(gè)地區(qū)的人口保持了長(zhǎng)久的連續(xù)性。

       第二次不為人知的人口遷徙，讓秘魯南部和智利北部居民的遺傳祖先與來(lái)自加利福尼亞河間島的遠(yuǎn)古個(gè)體有了關(guān)聯(lián)。“這可能與考古記錄中該地區(qū)當(dāng)時(shí)的人口膨脹有關(guān)。”Posth說(shuō)。

       另一方面，Moreno Mayar提到，該團(tuán)隊(duì)研究受到了基因序列的限制。人類(lèi)至少在14600年前就存在于美洲，但研究中測(cè)序的最古老基因組只有10700年歷史。“因此，只有獲得更古老基因組，我們才能得到更多的直接證據(jù)。”他說(shuō)。此外，研究人員表示，在北美中部和東部的抽樣記錄中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)巨大的缺口。“這些論文不是最后的結(jié)論。”Posth說(shuō)。