从语言到牛奶消费:古代人类基因研究揭示了什么

Pictured is a strand of DNA.
Researchers analyzed the DNA of 793 ancient humans.
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  • 一项新研究利用大规模遗传数据,揭示了距今3,000年的人类新信息。

  • 这是迄今涉及古代人类的最大规模全基因组研究。

  • 研究发现了一场大规模迁徙,迁徙者很可能从法国某地前往大不列颠南部。

  • 研究还显示,英国人消化牛奶的能力大幅提升,比中欧早了约一千年。

新研究揭示了3,000年前发生的一场大规模迁徙,迁徙目的地是大不列颠岛;研究还为当时使用的语言、当今英格兰和威尔士居民的祖源,甚至古代乳制品消费习惯带来了新见解。

研究结果由一支由200多名国际研究人员组成的团队发表于《自然》,团队由哈佛大学遗传学家戴维·赖克和尼克·帕特森领衔。发现这场迁徙存在的哈佛本科生迈克尔·伊萨科夫是共同第一作者之一。

这项分析是赖克领衔的两项古代不列颠DNA数据研究之一,《自然》于2021年12月22日发表了这两项研究。它们都彰显了大规模基因组学的技术进展,并为了解古代人的生活开辟了新视角。

“这项研究表明,将大规模遗传数据与考古及其他数据结合起来,能够让我们从文字出现之前的时代获取有关过去的丰富信息。”赖克说。他是人类进化生物学系教授,也是哈佛医学院遗传学教授。“这些研究不仅对大不列颠很重要——如今我们掌握的古代DNA数据远多于其他任何地区——也因为它们展现了在世界其他地方开展类似研究的潜力。”

揭示大规模迁徙

研究人员分析了793名新近报告个体的DNA,这是迄今涉及古代人类的最大规模全基因组研究。研究结果揭示了一场大规模迁徙,迁徙者很可能从法国某地前往大不列颠南部,即今天的英格兰和威尔士;在青铜时代晚期(公元前1200年至公元前800年),这场迁徙最终使岛上约50%的祖源被取代。

这项研究支持一种近期提出的理论:早期凯尔特语在青铜时代晚期从法国传入大不列颠。研究结果对两种主要理论提出了挑战:一种认为这些语言晚了数百年、在铁器时代传入;另一种认为它们早了1,500年,在青铜时代初期传入。

以往研究显示,在尚未形成国家的社会中,大规模人口流动往往伴随着语言变化。赖克团队认为,这场此前未被记载的迁徙,更能解释早期凯尔特语在英国的传播。

“利用遗传数据记录某个地区发生大规模人口迁入的时间,我们就能确定语言转变可能发生的时期。”赖克说。“已知凯尔特语的词汇彼此太相似,难以合理地认为它们源自4,500年前的共同祖先;那个时期正是此前一波大规模迁徙发生之时。而铁器时代的迁徙非常少。如果你是严谨的学者,遗传数据就应促使你调整看法:降低对早期凯尔特语在铁器时代[和青铜时代早期]传入这一情景的权重,提高对青铜时代晚期这一情景的权重。”

乳制品消费的新发现

作为遗传分析的一部分,研究人员发现,英国人消化牛奶的能力在公元前1200年至公元前200年间大幅增强,比中欧早了约一千年。这些发现揭示了在这一时期,与欧洲大陆其他地区相比,乳制品消费在英国发挥着不同作用。研究人员表示,还需要进一步研究才能明确这种作用。他们还表示,耐受牛奶能力增强会带来一大优势:携带这种基因适应性者的子女存活率更高。

新发现的祖源变化发生在约3,000年前,比撒克逊时期早一千五百多年。团队根据2016年发表的一项研究中的观察,早已意识到在这段间隔期的某个时候有人迁入英格兰。该研究显示,与约4,000年前生活在英格兰的人相比,当代英格兰人拥有更多来自早期欧洲农民的DNA。团队因此着手收集更晚时期的DNA,以检测这一变化。

伊萨科夫于2019年夏天首次注意到这一断点——即英格兰人基因组中的农民祖源比例发生变化的特定时间点。当时他主修应用数学。大一结束后的那个夏天,他开始在赖克的实验室担任研究员,并得以提高团队祖源检验的统计效能。他在距今3,000年的人群数据中发现一些离群值后,主导了进一步分析,并发现了这场迁徙。

“这是一个非同寻常的成果,我很高兴自己能够坚持下来。”将于5月毕业的伊萨科夫说。

构建古代家族谱系

第二篇论文考察了35名个体的亲属关系实践。这些人生活在约5,700年前,葬于英格兰格洛斯特郡哈兹尔顿北墓葬中。研究人员发现了一个由27人组成的家族,其规模是已记录的第二大家族的三倍;通过分析DNA,他们能够精确确定家族成员之间的亲属关系。团队构建了一份涵盖五代人的家谱,并发现了多妻制、多夫制、收养,以及父系和母系传承都发挥关键作用的实例。

伊萨科夫说,实验室的研究体现了讲述古代历史最丰富故事所需的跨学科合作。

“遗传学家、统计学家、考古学家、语言学家,甚至化学分析人员汇聚一堂,这真是令人惊叹。我认为,我们能够融合这些领域,并得出具有文化意义的实际洞见,这很好地体现了跨学科科学的力量。”

这项研究部分由约翰·邓普顿基金会、艾伦发现中心项目、霍华德·休斯医学研究所、美国国立卫生研究院和欧洲研究委员会资助。

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