冰河時(shí)代進(jìn)一步探索東亞人群與環(huán)境的關(guān)系提供了重要遺傳學(xué)證據(jù)

談起幾萬年前的冰河時(shí)期，多數(shù)人會(huì)聯(lián)想到動(dòng)畫電影《冰河時(shí)代》中的劍齒虎、樹懶和猛犸象。它們歷盡艱險(xiǎn)護(hù)送人類幼崽回家的故事，讓人動(dòng)容。

或許有人會(huì)問，那時(shí)候的人類與如今的我們有什么區(qū)別?中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所付巧妹團(tuán)隊(duì)和云南大學(xué)教授張虎才研究組合作對(duì)東亞北部人群的古基因組開展了研究，系統(tǒng)繪制出4萬年來東亞北部人群的遺傳動(dòng)態(tài)演化圖譜，為探究東亞北部人群的適應(yīng)性遺傳變異情況及相關(guān)基因的選擇機(jī)制提供了新的思路和證據(jù)。相關(guān)研究成果5月27日在線發(fā)表于《細(xì)胞》雜志。

末次盛冰期前后東亞北部人群有變化

以往的研究表明，冰河時(shí)期尤其是末次盛冰期的氣候變化對(duì)歐洲人群的遷徙和種群大小變化構(gòu)成影響?？脊抛C據(jù)也表明，冰河時(shí)期尤其是末次盛冰期對(duì)亞洲高緯度和高海拔地區(qū)的人群歷史也有類似的影響，但缺少相關(guān)的遺傳學(xué)證據(jù)與針對(duì)性研究。

為此，研究人員通過最前沿的古基因組實(shí)驗(yàn)技術(shù)，獲取了我國東北地區(qū)黑龍江省距今33000年至3400年的25個(gè)早期人類樣本的古基因組數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)涵蓋了整個(gè)末次盛冰期，填補(bǔ)了東亞北部尤其是中國人群遺傳歷史3萬多年到近1萬年之間的空白。

同時(shí)，“我們還結(jié)合此前研究過的田園洞人展開演化遺傳學(xué)與群體遺傳學(xué)分析，將時(shí)間跨度延展到距今4萬年到3千年。”付巧妹說，這里的末次盛冰期約在2.65萬年前開始，一直持續(xù)到約1.9萬年前，這是距現(xiàn)在最近的極寒冷時(shí)期。

研究發(fā)現(xiàn)，25個(gè)早期人類樣本中，生活在末次盛冰期前、距今約3.3萬年的AR33K個(gè)體與距今4萬年田園洞人的遺傳成分相似。“這表明在末次盛冰期之前，田園洞人相關(guān)人群在東亞北部廣泛存在。”付巧妹強(qiáng)調(diào)。

為進(jìn)一步探究末次盛冰期氣候變化如何影響東亞北部人群，研究人員對(duì)生存在末次盛冰期末期、距今1.9萬年的AR19K個(gè)體的古基因組進(jìn)行了分析。這是東亞首例末次盛冰期前后的人類基因組。研究表明，在末次盛冰期前后東亞北部人群發(fā)生了特殊變化，即之前廣泛存在的田園洞人相關(guān)人群可能在此地消失，東亞古北方人群此時(shí)已在黑龍江出現(xiàn)。

“這一結(jié)果將此前研究所發(fā)現(xiàn)的東亞南北方人群遺傳分化的時(shí)間由原來的距今9500年向前推了近萬年。”第一作者中科院古脊椎所副研究員毛曉偉說。

14000年來黑龍江流域人群存在遺傳連續(xù)性

那么，末次盛冰期之后，東亞北部人群的流動(dòng)情況又是怎樣的呢?

通過獲取末次盛冰期之后黑龍江地區(qū)的距今約1.4萬年至0.9萬年的16例個(gè)體基因組數(shù)據(jù)，研究人員發(fā)現(xiàn)黑龍江流域人群的遺傳連續(xù)性可能早在1.4萬年前就已經(jīng)開始，這比此前假說所提出的時(shí)間向前推進(jìn)了6000年。“我們也發(fā)現(xiàn)，這一結(jié)論與黑龍江地區(qū)陶器和玉器最早出現(xiàn)在1.5萬年前的考古記錄相符。”毛曉偉說。

此前的研究發(fā)現(xiàn)，為了適應(yīng)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境，東亞北部人群的EDAR基因發(fā)生了V370A突變，這一突變使得他們具有更粗的毛發(fā)、更多的汗腺和鏟形門齒。本研究通過對(duì)大規(guī)模的古東亞人群基因組研究，更直接、深入地揭示出該基因突變的出現(xiàn)時(shí)間和可能的選擇機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn)，除田園洞人及末次盛冰期之前的AR33K個(gè)體以外，EDAR基因的V370A突變出現(xiàn)在包括AR19K在內(nèi)的所有已知的古東亞人群之中。這一結(jié)果表明，EDAR基因的V370A突變率在末次盛冰期快結(jié)束或之后不久的時(shí)間里可能升高，該結(jié)論使得估算EDAR突變基因出現(xiàn)時(shí)間的上限提早并更加精確。

付巧妹表示，這項(xiàng)研究首次在東亞地區(qū)開展跨度為4萬年的大規(guī)模人類古基因組研究，且首次利用古基因組在適應(yīng)性方面探究東亞人群重要表性特征的演化特點(diǎn)，揭示出東亞北部距今40000年至3400年的人群動(dòng)態(tài)遺傳歷史，并為進(jìn)一步探索東亞人群與環(huán)境的關(guān)系提供了重要遺傳學(xué)證據(jù)。

標(biāo)簽： 冰河時(shí)代 環(huán)境 證據(jù) 遺傳學(xué)