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DNA分析表明：中國田園洞人與美洲土著人祖先同源
作者：張春海 來源：《中國社會科學報》
圖例為位于北京市房山區(qū)的田園洞遺址。（資料圖片）
圖片由中國科學院古脊椎動物與古人類研究所提供
1月21日，《美國科學院院刊》發(fā)表題為《對出自中國田園洞的早期現(xiàn)代人所做的DNA分析》的論文，介紹了由中德學者組成的國際研究團隊從分子生物學角度，對4萬年前田園洞人的DNA分析所取得的重大突破。該文的基本結論是：這具人骨化石攜帶著少量古老型人類——尼安德特人的DNA，但更多表現(xiàn)為早期現(xiàn)代人的基因特征，且與當今亞洲人和美洲土著人（蒙古人種）有著密切的血緣關系，而與現(xiàn)代歐洲人（歐羅巴人種）的祖先在遺傳上已分開，分屬不同的人群。
田園洞人化石有何重要的研究價值？該研究有何突破性意義？進一步的研究如何展開？帶著這些問題，本報記者采訪了相關學者。
有助于了解古人類基因特征
據(jù)悉，田園洞遺址位于周口店遺址區(qū)西南6公里處，在北京市田園林場地界內(nèi)。2001年6月，田園洞人化石最初由田園林場工作人員發(fā)現(xiàn)。2003年，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員同號文帶隊對該地點進行了正式發(fā)掘，發(fā)現(xiàn)了一些人類化石和大量哺乳動物化石，2004年進行了再次發(fā)掘。
田園洞遺址的發(fā)現(xiàn)曾引起媒體和公眾的關注與重視。相關學者已對田園洞遺址出土化石展開研究，并在古人類體質特征的形態(tài)學研究、古人類行為研究、動物群研究、埋藏學及動物考古學研究、與山頂洞遺址的對比研究等方面取得了進展。
同號文向記者介紹說，目前我國對這個時間段的古人類化石記錄十分稀少，而能直接從人骨中檢測出可供測年及基因測序的有機物質就更稀少，因此，田園洞人化石具有重要的研究價值，可以為了解更新世末期古人類的形態(tài)學特征及基因特征提供重要信息。至于田園洞人在亞洲地區(qū)古人類演化的體系中究竟扮演了怎樣的角色，尚不能肯定。
第一個能獲得核DNA的早期現(xiàn)代人
通過破解古人類化石DNA研究古人類的進化歷程是古人類研究的前沿領域之一。學者認為，此次研究從分子生物學角度辨識出了現(xiàn)代亞洲人群直接祖先群體中的一個成員，是一項重大研究突破。
據(jù)悉，此次田園洞人的DNA分析樣品取自該個體的一塊腿骨，樣品前處理和DNA提取、擴增工作在中國進行，測序和分析工作在德國完成，研究團隊成功提取到該個體的核DNA和線粒體DNA。為了能將古人類DNA與大量來自土壤細菌的DNA相區(qū)別和分離，該項研究進行了新技術的嘗試并取得突破，將含量僅占0.03%的人類DNA成功辨識提純出來，從而使田園洞人成為第一個能夠獲得核DNA的早期現(xiàn)代人。
該論文的第一作者、德國馬普進化人類學研究所付巧妹告訴記者，骨骼中的DNA在長期埋藏過程中，會嚴重流失、降解，甚至消失殆盡，所以骨骼中是否含有有機質、是否含有DNA是古人類DNA研究的前提。提取古人類DNA的難度主要體現(xiàn)在兩個方面：一是由于微生物在骨骼中生存，其含量的大小直接影響古人類DNA，尤其是核DNA的研究。因為現(xiàn)今多用于大區(qū)域核DNA研究的是“鳥槍法”，如骨骼中內(nèi)在DNA含量較低，測序所得DNA多為微生物DNA。二是當今現(xiàn)代人對古人類DNA的污染問題。古人類尤其是早期現(xiàn)代人的DNA與當今現(xiàn)代人的DNA非常相近，需要用相關的分析方法加以判斷、了解骨骼中的人類DNA是否來自同一個體且是否具有古人類DNA特征。
付巧妹認為，早期現(xiàn)代人與當今現(xiàn)代人的核DNA遺傳關系研究目前尚處于起始階段。田園洞人DNA研究是了解早期現(xiàn)代人在歐亞大陸擴散情況的先驅。該研究主要明確了田園洞人與當今的東亞人和美洲土著人的祖先同源。同時，相關基因滲透研究表明，該個體所含尼安德特人和丹尼索瓦人DNA，與目前居住在這一地區(qū)的現(xiàn)代人一致。尼安德特人、丹尼索瓦人通常被認為是與現(xiàn)代人親緣關系最近且已滅絕的遠古人類。
應用現(xiàn)代手段進行多方面研究
關于田園洞人，仍然存在大量“未解之謎”。該個體及其代表的人群來自哪里？其先祖是誰？有怎樣的演化故事？研究者表示，他們期待著新的發(fā)現(xiàn)與突破。
對于今后的研究目標，同號文告訴記者，他們還會繼續(xù)化石形態(tài)學及分類學研究，然后盡可能多地應用現(xiàn)代手段，從多方面研究人類及同時代的哺乳動物化石，力求對田園洞人的各個方面都有所了解，包括人類自身的生物特征、行為特征及與環(huán)境的關系等方面。
“爭取積累一些數(shù)據(jù)，建立國際數(shù)據(jù)庫平臺，在此基礎上，較深入研究歐亞大陸早期現(xiàn)代人的擴散情況。另外，在時空框架下，盡可能了解現(xiàn)代人相關基因或正向選擇在時間長河中出現(xiàn)的時間，及其與人類環(huán)境和文化的互動關系。”付巧妹這樣介紹未來的研究構想。
DNA分析顯示：田園洞人或是中國人直系祖先
作者：齊芳 來源：《光明日報》
日前，由我國科學家?guī)ьI的國際團隊成功提取到田園洞人的核DNA和線粒體DNA。分析表明，田園洞人只攜帶著少量古老型人類——尼安德特人和丹尼索瓦人的DNA，更多表現(xiàn)的是早期現(xiàn)代人的基因特征，且與當今亞洲人和美洲土著人（蒙古人種）有著密切的血緣關系，而與現(xiàn)代歐洲人（歐羅巴人種）的祖先在遺傳上已經(jīng)分開，分屬不同的人群。該成果發(fā)表在日前出版的《美國科學院院刊》上。
田園洞遺址發(fā)現(xiàn)于2001年，位于北京市房山區(qū)，距離著名的周口店北京猿人遺址約6公里。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的科學家們一直在這里進行發(fā)掘和研究，發(fā)現(xiàn)了包括下頜骨和部分肢骨在內(nèi)的古人類遺骸和豐富的哺乳動物骨骼，并確定該古人類個體生存的時代為4萬年前。
該項研究的主要完成人之一、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員高星說：“以前通過考古學研究判斷，現(xiàn)代人種在4-5萬年前已經(jīng)形成。但這一結論在分子層面缺乏證據(jù)。田園洞人DNA的測序分析顯示，現(xiàn)生本土人群的直系祖先可以追溯到4萬年前的北京地區(qū)。”
這項研究的另一個創(chuàng)新點就是發(fā)明了化石DNA提取的新技術。由付巧妹、高星和Svante P.bo等德國科學家組成的國際團隊，從田園洞人的一塊腿骨上，提取到了核DNA和線粒體DNA。
高星介紹，提取化石DNA非常困難，時代過久或保存狀況不好的標本可能根本沒有DNA殘留可供提取和分析。即使保存狀況好的標本，因為長埋于地下，其DNA也往往被大量微生物DNA混淆和污染。“在此之前，我們的實驗室對包括來自丁村、許家窯、山頂洞、薩拉烏蘇、奇和洞等重要古人類遺址的人骨或動物化石做過嘗試，但大多不成功。”高星說：“這次，我們進行了新技術的嘗試并取得突破，將含量僅占0.03%的人類DNA成功辨識并提純出來，從而使田園洞人成為第一個能夠獲得核DNA的早期現(xiàn)代人。”
現(xiàn)代人的起源與演化是目前學術界的熱點課題。對世界各地現(xiàn)生人群的淵源，包括我們中國人的直接祖先，學術界仍有不同的認識，針鋒相對的觀點還在論戰(zhàn)之中。高星說，該方法的建立有利于最大限度獲取早期現(xiàn)代人的遺傳信息，從而更好的理解早期現(xiàn)代人在歐亞大陸的擴散情況。“該個體及其代表的人群來自哪里？其先祖是誰？有怎樣的演化故事？我們的實驗室還要繼續(xù)追蹤研究。分子生物學技術的發(fā)展及其在古人類學領域的應用，使我們看到不斷取得重大發(fā)現(xiàn)和突破的前景。”
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