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作者：记者 唐琳综合报道 来源： 发布时间：2015-11-17 12:24:5
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在人类居住的星球上，一片广袤的大陆因其古老的文明和神奇的自然风貌吸引着人们。
这里孕育了世界上最长的河流，怀抱着世界上最大的盆地，雕刻出世界大陆上最大的断裂带，挥洒出世界上最大的沙漠……同时，这里也作为世界古人类和古文明的发祥地之一，见证着人类的不断繁衍与生生不息。
这里就是非洲。
虽然一部25集的纪录片《走进非洲》带领人们领略了非洲自然景观与风土人情的方方面面，但对于非洲在人类起源历史长河中的作用而言，这还远远不够。人类遗传学家们的视线一直紧紧注视着这片广袤的大陆，试图解开更多的谜题。
作为人类物种的发源地，非洲同时也是全球性古代迁移活动的起源地。原本应该在人类起源研究中发挥重要作用并占有一席之地的它，却错过了一次解读人类起源重大革命的契机：对古代非洲人DNA的研究。
虽然研究人员已经成功对欧洲尼安德特人、亚洲史前牧民，以及美洲原始印第安人的基因组进行了测序，但在非洲方面则遭遇了“滑铁卢”。炎热而潮湿的气候环境使得古代非洲人的DNA无法完好无损的保存下来，因此，科学家们就无法进行提取。“非洲被排除在外。”伦敦帝国理工学院人类遗传学家Jason Hodgson说。
而如今，转机终于出现了。
“莫塔”的出现
近日，一篇在线发表在《科学》杂志上的文章揭示了首个来自非洲的古代人类基因组：一名以狩猎和采集为生，生活在4500年前埃塞俄比亚高地的男子——莫塔（Mota）。
莫塔的发现可以追溯到2012年。John Arthur和Kathryn Arthur是一对夫妇，同时也是美国南佛罗里达大学（圣彼得堡）的人类学家。在当地老人的带领下，Arthur夫妇在埃塞俄比亚西南部一个战时被当地人作为藏身之所的洞穴中发现了该名男子的骸骨。由于这一洞穴被叫做莫塔洞穴，所以该骸骨也被以洞穴的名字命名。
Arthur夫妇从洞穴中的石层下挖掘出莫塔骸骨，并通过放射性碳定年法将莫塔生活的年代最终确定为4500年前。研究人员分析了莫塔内耳的岩骨，因为很多时候岩骨与其他部位的骨骼相比能够保留更多的DNA。
通常情况下，遗传物质会在闷热的气候中分解。因此，到目前为止，只有在气候相对凉爽一些的欧洲、亚洲和北非地区发现的古人类遗骸化石才能提取和分析DNA。但这次结果并没有让人失望。也许是由于高原洞穴中较低的温度使然，莫塔耳骨中的DNA被成功保存下来，这使得研究人员可以对每一个DNA碱基进行平均超过12.5次的测序。这被认为是高质量的基因组，对于探索人类起源的研究人员来说，无疑是一大突破。
当英国剑桥大学人类遗传学家Andrea Manica及其研究生Marcos Gallego Llorente对莫塔基因组序列进行分析后，他们发现该名男子具有褐色的眼睛、深色的皮肤，以及3个为了适应高海拔地区而发生变异的基因。在高原地区，很多山峰最高可以达到4500米，这几乎与阿尔卑斯山脉中最为人所知的马特洪峰海拔相当。
莫塔基因组“是一个相当引人注目的成绩”，并没有参与此项研究的Hodgson表示，它“使我们第一次了解到在许多现代人口迁移活动发生之前，非洲人的基因组是什么样子的”。
解密新DNA
当研究人员将莫塔基因组与当代非洲人的基因组相比对时，却有相当惊人的发现。
一直以来，非洲都被认为是人口向外迁徙行为的本源地，但基因组对比结果却表明，大约在3500年前，中东地区的农民曾大规模回迁至非洲。这些农民的DNA深入至非洲大陆最深处，甚至“波及”到被认为是孤立的、与世隔绝的族群，譬如南非的科伊桑人和刚果的俾格米人。
通过将莫塔基因组中250000个碱基对，与40个非洲样本，以及81个来自欧洲和亚洲的个体样本进行对比，研究小组发现莫塔男子与至今仍然生活在埃塞俄比亚高地附近的族群——阿里人的关系最为密切。而后，研究人员将注意力聚焦在那些阿里人携带、莫塔人却没有携带的DNA上，并推测这些DNA大约是在过去的4500年间增加的。
对比结果显示，莫塔人与进行对比检验的阿里人以及所有非洲人相比，缺少了大约4%~7%的DNA。而这种新的DNA与现代撒丁岛人以及居住在德国的古代农民的DNA最为接近。这些来自早期农民DNA的线索，虽然过去也曾经在活着的非洲人身上出现过，但是莫塔人帮助研究人员最终将目标瞄准非洲农民的遗传特征。
Manica猜测，欧洲农民与现存于世的非洲人双双继承了这种新DNA。而这种新DNA指向一个共同的来源——中东，也许是安纳托利亚地区，又或者是美索不达米亚地区。这些中东人中的一部分大约在8000年前开始进入欧洲和亚洲，并成为欧洲的第一批农民；但是这一群体的其他后裔则迁徙至非洲——在莫塔人生活的年代之后。这与3000~3500年前的中东谷粒在非洲被发现的线索是吻合的。
由于极广范围的非洲人都仍然携带着早期农民的DNA，因此研究小组提出了一个可能的观点——历史上曾经发生过“巨大”的人口回迁至非洲的活动，Manica说。虽然那时农业已经在非洲建立并发展起来，但新来者可能具备一些其他的优势，这可以解释为何他们的基因遍布非洲如此之广。“一定有大量人口涌入，或者他们所携带的新作物种植非常成功。”Manica说。但是对于是什么让这些人回迁非洲，Manica及其同事都无法给出回答。
在Manica看来，虽然人类基因组测序仍是非常新的领域，但它正在改变人们重现人类起源的方式。而新技术的不断发展，将使人们能更清楚地了解谁是我们最早的祖先。
哈佛大学人类遗传学家David Reich被非洲与欧亚之间规模巨大的“混合”所深深震撼。在他看来，“关于从美索不达米亚到北非的巨大人口迁移的猜测存在已久”，但是，“从欧亚西部迁移至研究过的非洲每一个个体样本——甚至是俾格米人和科伊桑人，这就非常令人惊奇和感到新鲜。”
回迁非洲和迁出非洲的过程很可能是复杂而不间断的。“这一研究本身有重要意义。”Hodgson认为，“但希望它仅仅只是古代非洲人基因组研究的开始。”■
《科学新闻》 (科学新闻2015年10月刊 科学·深度)
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