古代 DNA 助力揭示 5萬年前的非洲社會

關于現代人類起源，學界的主流理論是非洲起源說，即今天生活在地球上的每個人都是遠古非洲狩獵采集者的后代。對于那片孕育自己的搖籃，我們試圖通過每一場考古探尋，每一塊化石遺骨，每一次基因分析，拼湊出它的更多歷史。

不過這些研究往往集中于現代人類，或者說晚期智人，在8萬至6萬年前從非洲擴散至其他大陸的歷史。

而當“出非洲記”結束以后——5萬年前，2萬年前，9 000年前，留在非洲的人類又經歷了什么呢？關于他們的故事，我們了解甚少。（不管是離開還是留守非洲的晚期智人，雖然都算我們這些“現代社會人類”的史前祖先，但也屬于解剖學意義上的“現代人類”。）

生物考古學家伊麗莎白·索丘克（Elizabeth Sawchuk）一直嘗試借助考古學和遺傳學的工具，追尋非洲大陸的史前史。她參與了一支由來自12個國家的44名研究人員組成的跨學科團隊，對生活于1.8萬年前的非洲人的古DNA進行測序分析，進而更深刻地洞察了撒哈拉以南非洲的史前基因交流。用索丘克的話說，“這些遺傳信息有助于像我們這樣的人類學家更多地了解很久以前那些留守非洲的現代人是怎么遷移融合的”。

2022年2月23日，此項工作在《自然》（Nature）雜志發表。索丘克應美國科學媒體Singularity Hub之邀評述了此項研究。

非洲往事

大約30萬年前，解剖學意義上的最古老現代人出現于非洲。他們制造出更復雜和先進的石器工具，擴大貿易網絡，能穿行長達400公里的里程運輸原材料。1.4萬年前至1.2萬年前，人類用獸皮制作衣服，并開始以貝珠串裝飾自己。

更廣泛的生活方式轉變發生于大約5萬年前——人類向澳大利亞等遙遠之地的遷移也恰在此時間開展。新型石器和骨器變得普及，人們開始用鴕鳥蛋殼制作串珠并交換這些裝飾物。此外，雖然非洲的大多數巖石藝術都年代不詳且風化嚴重，但考古遺址處的赭色顏料似乎表明了當時藝術領域的蓬勃發展。

導致上述轉變——或者說石器時代晚期的轉變——的原因有哪些？為什么之前零星出現于非洲的某些工具和行為突然變得普遍？這是否與人類數量的變化或他們的互動方式有關？這些問題一直困擾著考古學界。

深入過去的挑戰

考古學家主要通過古人留下的東西來重建古人的行為。這些東西包括食物、工具、裝飾品，還有他們的遺骨。它們可能累積數千年，從而形成了長期的、平均意義上的古人日常生活圖景。但問題在于，若僅就考古記錄做觀察，我們很難搞明白古代人口是如何變化的。

這就是DNA可提供助力的地方。科學家利用遺傳分析工具，再結合考古學、語言學、口述和記載歷史的證據，就能根據群體之間的遺傳相似性，推斷出古人的遷移和互動過程。

但遺傳分析的對象不能是我們當下活著的人，因為我們的DNA無法重現遠古祖先的生活：在過去5 000年間，由于農業和畜牧業的發展傳播、城市的發展、古代流行病以及殖民主義和奴隸制的蹂躪，非洲人口發生了重大變化，這些過程導致部分血脈消失，也將其他另一部分血統聚集融合，造就了新族群。用當下人類的DNA重建古老族群的基因圖景，就像閱讀一封被雨水淋洗的信件——有些文字模糊不清，另一些則完全不見了。研究人員需要來自古人遺骸的古DNA探索不同時空的人類多樣性，并分析是什么因素造就了它。

不幸的是，非洲的古DNA極難恢復，因為非洲大陸橫跨赤道，高溫和潮濕會降解DNA。我們迄今為止得到的所有撒哈拉以南非洲的古DNA序列都不超過9 000年。相比之下，掘自歐亞大陸的最古老DNA約有40萬年歷史。

打破“熱帶天花板”

我們團隊嘗試用1.8萬至400年前個體的DNA探索8萬至5萬年前古人的遷徙交流。這幫助我們首次檢驗前文提到的猜測，即人口變化是否在石器時代晚期的轉變中發揮了作用。

我們對埋在如今坦桑尼亞、馬拉維和贊比亞境內的6具遺骸的DNA進行了測序，并將這些序列與之前獲得的28個非洲人（活動于喀麥隆、埃塞俄比亞、南非）的古DNA做比較，還為其中部分人生成了新的基因數據，試圖從少數古代非洲人中提取盡可能多的信息。這些古DNA保存得很好，可用于研究。

以上工作帶來了迄今為止最大的基因數據集，能幫助我們研究古代非洲的狩獵、采集或漁獵者的族群歷史。我們用它來探索——在過去幾千年間發生翻天覆地變化以前的——人口結構。

攜帶DNA加入長期爭論

我們發現，在5萬年前石器時代晚期的大轉變階段，非洲人的確改變了自己的遷移和互動方式。

雖然這幾十個古人所生活的時空相距上萬里，相隔數千年，但他們每個個體都是3個族群的后代——這3個族群與非洲東部、南部和中部的人類（無論是古代的還是現在的）有關。東部族群的血統出現在南方的贊比亞，南部人類的血脈又存在于北方的肯尼亞。這些情況表明非洲古人長途遷移，并與遠離自己“出生地”（族群起源地）的異性生育后代。可能導致這種人口結構出現的唯一方式就是人類在數千年間進行了長距離遷徙。

此外，我們發現，幾乎所有東部古人都與今天生活在中非熱帶雨林里的狩獵采集者共享大量（數量大到驚人）的基因突變，這意味古代東非是真正的基因大熔爐。這種融合與遷移發生在大約5萬年前，當時中非的覓食者族群出現了重大分裂。

我們還注意到，至少對于此項研究中的非洲古人來說，在地理位置上最接近他們的鄰居，也正是在遺傳上最接近他們的遠房。這意味著，大約2萬年前后，一些非洲地區的覓食者幾乎完全就地尋找伴侶（與此前的遷移融合情況不同）。這種習慣必然占據絕對主流且持續很長時間，因為我們的研究結果表明，部分群體在長達幾千年的時間里都始終“與自己的地理近鄰保持著遺傳上的距離”，這種情況在馬拉維和贊比亞尤為明顯。

至于說為什么5萬年前發生不同族群的大遷徙大融合，到2萬年前，人們又變得安土重遷起來，目前我們給不出一個滿意的解釋。或許，隨著上一個冰河時代于2.6萬至1.15萬年前達到頂峰并開始走弱，不斷變化的環境使得在家附近覓食更容易；又或者，復雜的物品交換網絡減少了人們負重遠行的需要。

還有一種可能，那就是出現了新的群體特性，婚姻規則因此重組。如果是這樣，我們應該會看到手工藝品或其他風俗（如巖石藝術）的多樣化，看到特定類型的風俗習慣聚集于不同地區。事實上，這種所謂“區域化”的趨勢正是考古學家所觀察到的，它們不僅影響文化傳統，也影響基因流動。

新數據，新問題

古DNA研究提出的問題與它給出的答案一樣多。人類學家在非洲東部和南部找到了中非族群的血脈，這讓他們重新思考：在遙遠的過去，這些對于當時居民來說相隔遙遠的地區如何發生相互聯系。這個問題很重要，因為目前關于中非的考古學研究仍然不足，部分原因在于政治、經濟和后勤問題極大增加了深入中非開展研究的難度。

此外，雖然遺傳證據支持5萬年前非洲的重大人口轉變，但我們仍然不知道關鍵驅動因素。想確定是什么因素引發了石器時代晚期的轉變，需要對區域環境、考古和遺傳記錄進行更仔細的檢查。

最后，這項研究提醒我們，研究者仍可從非洲博物館收藏的古代人類遺骨和文物中挖掘到很多東西，而管理這些藏品的博物館負責人能夠發揮極為關鍵的學術作用。我們團隊所研究的一部分DNA來自幾十年前就發現的遺骸，另一部分則來自已于博物館內保存了半個世紀的遺骸。

科學家才剛剛開始了解非洲的人類多樣性。

資料來源 singularityhub.com