澳洲原住民的基因藏着哪些秘密?

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文 / 寒波

每个族群都有源远流长的遗传史,有些与其他族群互动频繁、合合分分,有些却长期遗世独立,与其他人交流有限。非洲以外的人群中,最早与其他人分家的是位居大洋洲的巴布亚人(Papuan)与澳洲原住民(Aboriginal Australian)。巴布亚人基因组较早完成定序,数量也多,澳洲原住民却要等到 2011 年,才有第一个由 Eske Willerslev 领军的研究发表。

遗世独立的澳洲原住民

所有人类的起源都来自非洲,但却未必来自一起出发的同一群祖先。2011 年的论文估计各地族群的分家年代,发现澳洲原住民比欧亚大陆的族群,更早数万年就先行离开。这表示澳洲原住民与其余非洲外族群的祖先,并不是同时出走非洲 [1]。然而以上推论只有一个样本支持,而且没有考虑到古老混血的影响,也许不够完善。

Willerslev 的团队再接再厉,于今年获得居住于澳洲各处,一共 83 位澳洲原住民的基因组,希望能获得更可靠的答案 [2]。根据考古记录,人类约莫在5万年前渡海抵达澳洲。那时澳洲还与北方的新几内亚相连,形成叫作莎湖陆棚(Sahul Shelf)的庞大大陆。研究澳洲的遗传史,势必要一起考虑新几内亚的邻居巴布亚人,这项研究也定序了25位巴布亚人的DNA序列,让资讯更加全面。

澳洲原住民在欧洲人殖民澳洲以后,与殖民者接触频繁,在更早之前也可能与临近的亚洲或巴布亚人有过来往。根据基因组的分析发现,如今各地澳洲原住民普遍有着外来混血的迹象,主要有3个来源:较古老的巴布亚、较近期的东亚与欧洲祖源。

离开非洲以后,抵达澳洲之前

从非洲到澳洲这条漫漫长路,曾发生过哪些事件?论文采用非洲、欧洲、东亚,以及澳洲原住民一起比较,分析的结果是:所有非洲以外的族群,都源自约 7.2 万年前,一个历经过瓶颈效应的祖先族群,可见他们是同步走出非洲的。此一论点,与同时发表的西蒙斯与爱沙尼亚计划一致 [3]。

离开非洲的族群中,澳洲原住民与巴布亚人的祖先最先与其他人分家,年代大约是 5.8 万年前;后来 4.2 万年前欧洲与东亚分开,才形成如今非洲外的三大遗传支系。

另外,智人与已灭绝的古代人种的混血状况,也是遗传史研究的一大重点。论文采用的模型显示,智人曾与尼安德塔人(Neanderthal)混血两次,第一次距今6万年,所有非洲外族群尚未分开之前,尼安德塔人向智人流动了 2.3% 的 DNA;在澳洲原住民分支离开,欧亚族群尚未分开的5.1万年前,又接受了一次 1.1% 的尼安德塔 DNA;向大洋洲前进的支系,则约在 4.4 万年前碰上丹尼索瓦人(Denisovan),融入 4% 的丹尼索瓦 DNA。

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延伸阅读:人类离开非洲的迁徙,都记录在基因组

渡海登陆莎湖陆棚,澳洲原住民正式诞生

与澳洲原住民亲戚关系最近的,是老邻居巴布亚人。澳洲原住民与巴布亚人属于同一个遗传支系,也配备一样多的丹尼索瓦DNA,两者都可以追溯到约5万年前历经过瓶颈效应的一小群人,这可能也接近登陆莎湖陆棚的年代。

过去有人怀疑,现在的澳洲原住民,其实不是澳洲最早的居民,反而是消灭最早移民的入侵者;但这次研究发现,澳洲原住民与巴布亚人的祖先,早已在 3.7 万年前分开。由此可知,参与这次研究的所有澳洲原住民,都是几万年前进入澳洲的同一群人流传至今的后裔。因此“他们取代原本居民”这样的说法,应该已经遭到推翻。

莎湖陆棚从一片陆地,因海水上升分开为澳洲与新几内亚两岸,发生在 7 千到 1.45 万年前,远远晚于两地族群遗传上分开的 3.7 万年前,可见人的接触不只受到海水阻隔这项因素的影响。然而,即使同属澳洲各地的原住民,也形成许多独立、彼此遗传交流有限的族群,差异最大的东北与西南沙漠区域,甚至分家长达 3.1 万年之久。

语言与血缘,一致又不一致

这次取样的澳洲原住民,语言都属于澳洲最大的 Pama-Nyungan 语系;澳洲在欧洲人抵达时,有超过 250 种语言,约 3 分之 2 属于这个语系。语言与血缘的关系,一向是人类学的重要议题。由各个族群 DNA 的亲疏远近,可以画出亲缘关系树;而由各语言的字词变化程度,也能作出类似的语言树 [4]。

澳洲原住民的语言与血缘,两者关系十分奇特。族群间血缘关系与其地理分布的高度一致,也就是地理距离较近,亲戚关系也就更为接近。各语言作出的语言树,亲疏关系几乎跟血缘分布一模一样,目前为止都还合情合理,但令人不解的地方是两者的年代完全凑不上。

演化树除了判断各分支间的亲疏关系,还能估计分化的年代。澳洲各地族群在遗传上分家的年代介于 1 到 3 万年之间,在3万年前开始分化,于 1 万年前定型。各语言的分化顺序几乎和遗传一致,可是分支年代却是在 6000 年内,目前还没有人能明确解释该现象。

有待更深入研究的澳洲原住民

根据目前资讯推断的过程,所有澳洲原住民的祖先,距今 3.7 万年时与巴布亚人分开,于 3 万多年前开始形成许多分支,到1万年前大致定型。对语系如何传播与分化的猜测是,最早的 Pama–Nyungan 语要等到 6000 年前,人群分布固定后,才开始由少数人依照已经定型的顺序传播,陆续衍生出各种语言,在这过程中并没有牵涉到 DNA 的流动。

不过在此要提醒读者,学者们对 Pama–Nyungan 语相关研究的看法并不一致;论文估计的每个年代,也都受到假设的“突变率”及“每一世代多少年”影响,势必有所误差。但这些研究的价值不在于数字的准确性,而是由其衍生出来的推论,能让我们更加了解人类演化的复杂过程。

有些澳洲原住民生活在不友善的沙漠,本次研究侦测到的一些基因,或许有助于他们生存,例如:和对抗寒冷有关、参与甲状腺荷尔蒙调控的基因,或增加血清尿酸浓度的基因,可能有益于适应干旱环境。

这次获得澳洲原住民的基因组只是个开始,借由更深入探索他们的 DNA,我们不仅对澳洲原住民有更深一层的认识,也能透过对人类过往的了解,寻找其未来潜在的应用。

延伸阅读:神秘的基因考古学(上):记载在基因密码的人类与家犬互动史

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1. Rasmussen, M., Guo, X., Wang, Y., Lohmueller, K. E., Rasmussen, S., Albrechtsen, A., … & Kivisild, T. (2011). An Aboriginal Australian genome reveals separate human dispersals into Asia. Science, 334(6052), 94-98.
2. Malaspinas, A. S., Westaway, M. C., Muller, C., Sousa, V. C., Lao, O., Alves, I., … & Heupink, T. H. (2016). A genomic history of Aboriginal Australia. Nature.
3. 上一篇文章:人类离开非洲的迁徙,都记录在基因组
4. Why Australia is home to one of the largest language families

(作者部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名的粉丝团《同名的粉丝团》,欢迎参观、拍打、与喂食)

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