研究人员使用最先进的古代DNA研究方法 分析了来自美国各地的大量新样本

大约13000年前，远古人类在美洲迅速扩张。而且这个故事持续了几千年，人类在北美和南美之间进行了几次大规模的迁徙。然而，没有文献记载这些历史。

几十年来，科学家们只能笼统地描述美国人的历史演变，但这些远古人类何时以及如何分布在这片上一直是个谜。

最近《细胞》和《科学》发表的两项独立研究称，研究人员用最先进的古代DNA研究方法，分析了大量来自美国各地的新样本，美国一万多年历史的图景正在慢慢展开。

《科学》论文的第一作者、丹麦哥本哈根大学地球遗传学研究中心的Jos Vctor Moreno Mayar告诉《中国科学报》记者，事实上，“美国的人类定居过程非常复杂”。

这项研究描述了美国祖先变化的大致轮廓。美洲原住民分为古贝林甘人和其他美洲原住民，后者又分为北美和南美美洲原住民的分支。后来，南人向南扩张，北人向北迁移。“但这只是一个粗略的轮廓。美洲原住民的人口历史要复杂得多。”莫雷诺马亚尔说。

此外，“新的研究不仅为从北美到中南美洲的人口流动提供了新的见解，还确定了中南美洲两个以前未知的基因流动事件。”《细胞》论文通讯作者、德国马克斯普朗克研究所人类历史研究所考古与遗传学部研究员Cosimo Posth在接受《中国科学报》记者采访时表示。

更丰富的样本

这项新研究涉及的数据包括64个新测序的古代DNA样本，这些样本横跨从阿拉斯加到巴塔哥尼亚的广大地区，记录了1万多年的遗传历史。阿拉斯加大学的考古学家本波特说：“这些样本的数量惊人。”

在此之前，只有6个来自6000年前的美国基因组被测序。堪萨斯大学人类遗传学家詹妮弗拉夫指出，研究人员用来解释美国人进化的遗传模型过于简单化。

为了填补美国进化的空白，《科学》杂志论文通讯作者、哥本哈根大学进化遗传学家Eske Willerslev带领团队与美国内华达州的Fallon Payut-Shoshone部落合作。

该部落一直在努力保护在内华达州灵穴发现的10，700年前的遗骸，并抵制破坏性的基因测试。

“我们已经咨询了土著社区和地方政府，从骨骼材料中提取DNA并进行基因分析。重点是尽量减少取样过程的破坏性，同时获得有价值的遗传信息。我们采用了最新的技术，从这样的古代标本中提取真正的古代DNA。”波斯特说。

Willerslev将灵洞的数据添加到另外14个新的完整基因组中，这些基因组来自从阿拉斯加到智利的10700年前到500年前的时空。

另一方面，波斯特和哈佛医学院的人口遗传学家大卫赖克团队在《细胞》年发表了一个更大的数据集。

“我们的工作使这些地区可用的古代基因组数量增加了约20倍，让我们对美洲原住民的历史有了更全面的了解。”赖克说，“这个更广泛的数据集揭示了北美、中美洲和南美洲以及北美和南美洲之间的两个以前未知的共同血统的基因交换。”

“印第安人真的起源于美洲。作为一个具有遗传和文化独特性的群体，他们绝对是这片的原住民。”拉夫说。从某种意义上说，在冰原南部旅行的人分为两类：——“南美洲土著人”和“北美洲土著人”。

复杂迁移

这些遗传学证据揭示了人类在美洲复杂的定居过程，北美和南美第一批定居者的种群动态不能用简单的种群模型或传播模型来解释。

先前的基因组研究表明，第一批美国人在近2.5万年前与西伯利亚和东亚祖先分道扬镳，大约1万年后分成不同的北美和南美种群。然而，第一批美国人的扩张仍然是一个有争议的话题，仅靠分析当前的人口很难理解。

Moreno-Mayar提到，虽然遗传学已经证明美洲祖先是在更新世末期通过白令陆桥来到这里的，但对于美洲最初是否存在其他族群，仍然存在争议。“这一论点是基于对早期人类遗骸(古代美国人)的形态学分析。我们对这些遗骸的基因组进行了测序，发现它们与现代美洲原住民关系最为密切。”他说。

在这方面，莫雷诺-马亚尔和他的同事对横跨北美和南美的15位古美国人的基因组进行了测序(其中6位的年龄超过1万岁)。这些结果揭示了美国人口扩张和多样化的复杂情况。

“美国移民的经典模式是南北运动，一些人在一个地区定居后会留下来，而另一些人会继续移民。”莫雷诺-马亚尔说，“我们的新研究表明，首次从北到南。

迁移是非常快的，它不像树枝分叉，更像一种辐射，其中种群迅速分化。”

此外，研究显示，这些早期居民经多样化后成为不同的人群，其中有些人群是先前未知的，仅见于遗传记录。“在北美北部的冰川向南移动之前，这里生活着许多美洲土著族群，但我们以前没有从基因上记录下来。”Willerslev说。

而且，不同人群似乎有进一步的接触，这些接触既在局部范围内发生，也在长距离范围内发生。研究人员表示，有趣的是，在晚更新世(距今约11700年)存在一个只在南美洲显现的具有澳大拉西亚人血统的人群。

而这些遥远样本之间的基因相似，也描绘了令人惊讶的历史画面。一名来自蒙大拿州的12700年前的安吉克儿童，与狩猎猛犸象的克洛维斯文化有关。而这一联系可能与两个先前未知的基因流事件有关联。

未知流动成纽带

Posth等人分析了49个古老样本的DNA，这些个体的时间跨度约为1万年，生活范围在伯利兹、巴西、中央安第斯山脉和南美洲南部，结果显示中南美洲人的祖先大多数来自至少三种不同的人流，但都起源于一个祖先血统——他们在1.5万年前越过白令海峡来到这里。

Posth告诉《中国科学报》记者，研究结果显示，几乎所有中南美洲人的祖先都来自同一个族群，尽管这个族群在传入南美洲之前就已经多样化了。“由于之前研究使用的DNA证据主要基于现代人，这些多基因流动事件无法被察觉，我们的研究突显了古代DNA数据的力量。”他说。

第一个基因流事件将智利、巴西和伯利兹11000年前到9000年前的最古老人群，与美国最古老个体联系在一起。这表明，克洛维斯人的遗传祖先进一步向南扩展。但他们至少在9000年前被另一种世系所取代，这使南美洲多个地区的人口保持了长久的连续性。

第二次不为人知的人口迁徙，让秘鲁南部和智利北部居民的遗传祖先与来自加利福尼亚河间岛的远古个体有了关联。“这可能与考古记录中该地区当时的人口膨胀有关。”Posth说。

另一方面，Moreno Mayar提到，该团队研究受到了基因序列的限制。人类至少在14600年前就存在于美洲，但研究中测序的最古老基因组只有10700年历史。“因此，只有获得更古老基因组，我们才能得到更多的直接证据。”他说。此外，研究人员表示，在北美中部和东部的抽样记录中发现了一个巨大的缺口。“这些论文不是最后的结论。”Posth说。