DNA溯源欧洲农业 (下):另一种转型适应之道

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前文简介了欧洲早期的农业,源自于脱亚入欧的移民潮。来自安那托利亚的农夫,将种子、牲畜、陶器等“新石器包裹(Neolithic package)”,连同自己的 DNA 一起引进大部分的欧洲地区。

青铜时代来自草原的移民潮

欧洲在 5000 年前左右,由新石器转型为青铜时代(Bronze Age)。除了物质文化以外,古代基因组告诉我们,此后整个欧洲族群的遗传组成也大幅改变,显然牵涉到移民,状况跟新石器转型(Neolithic Transition)时类似。不过这回移民不是来自中东,而是源于欧亚草原 [1][2][3]。

黑海与里海之间的北方一带,被称作“东欧大草原(Pontic–Caspian steppe)”,今日属于乌克兰与俄罗斯。此一区域在 5000 多年前,出现了主要依赖游牧(nomadic)维生的 Yamnaya 文化,这群人后来向四方迁徙;有群向西方前进的 Yamnaya人,衍生出广布于欧洲东部的绳纹器文化(Corded Ware culture)。

这波来自草原的移民,终结了欧洲的新石器时代,还和当地原本的农夫广泛混血。等到距今 3000 年前之际,新进的草原 DNA 就跟数千年前的中东农夫祖源(ancestry)一样,从西北边疆的爱尔兰 [4]、中部的德国、匈牙利、到东南的巴尔干半岛,在欧洲每个角落都能见到。不过也有少数族群例外,像是南欧的萨丁尼亚岛,以及伊比利半岛的巴斯克人祖先 [5]。

欧洲经历过新石器时代与青铜时代,前后两波席卷全欧的移民狂潮后,导致欧洲族群如今遗传上可视为 3 种祖源的组成:最早的本地采集狩猎族群、较早的中东农夫移民、较晚的草原移民。大致上,今日北欧的族群,继承比较多草原的 DNA;而来自中东的祖源,则占南欧人的比例较高。

欧洲东缘,不同的考古脉络

波罗的海(Baltic)地区和乌克兰的考古脉络,和欧洲其他地方不太一样。农业在 8000 多年前被引进欧洲,不久就成为西欧、中欧、南欧主要的生产方式;农业在欧洲东缘,却要等到新石器时代快结束时才变得重要,驯化动物也更受依赖。

前文最后提到,之前古代遗传学探讨欧洲的新石器转型时,尚未涵盖到欧洲东缘的波罗的海地区;而东欧大草原一带,虽然已有不少古代基因组发表,却没有被特别讨论。最近发表的论文,补足了这部分的缺漏 [6]。

乌克兰约在 8000 年前首度出现陶器,之后进入新石器时代;新研究各自定序一个在此之前,距今一万多年,以及另一个在此之后,6000 年前的样本。结果发现两者遗传上变化不大,可以视为经过 4000 年延续的同一族群,这表示乌克兰的新石器转型,并未受到中东农夫移民的影响。

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波罗的海地区,另一种新石器转型模式

波罗的海地区,以拉脱维亚的 Zvejnieki 遗址为代表,此处最早在 7000 多年前出现陶器,标志着新石器时代之始;更早之前则是被归类为“中石器时代(Mesolithic)”。新研究共定序 6 个不同年代的基因组:2 个介于中石器时代,另一个尽管处于转型之际,不过由墓葬判断仍属采集狩猎者;其余 2 个 6000 年前左右的样本,大概是新石器中期开始的时候;最后一个距今 5000 年左右,属于新石器晚期的开始。

若拉脱维亚的新石器转型模式,跟欧洲其余地区一样受中东移民影响,当地族群的遗传组成在前后年代间,就该有明显的差异,并与中东祖源有关。然而,各种分析方法都显示,不但年代较早的 3 位采集狩猎者之间,遗传组成非常接近,连处于新石器中期的其中一位,也跟之前的人没有太大差异,更重要的是,这位新石器时代的波罗的海居民,几乎侦测不到源自中东的 DNA 贡献。

此观察告诉我们,拉脱维亚的新石器转型模式,与乌克兰一样,却跟欧洲其他地区不同。两地由本来的采集狩猎转型为农牧,皆只涉及文化改变,与中东农夫的 DNA 无关。

来自草原,而非中东的外来混血

拉脱维亚新石器中期的另一个样本,则显示出外来混血的迹象,只是并非来自中东。他的基因组整体看来,似乎受到草原地区影响,因此较接近前面提过的古乌克兰人,也与美洲原住民共享少数 SNP 变异。考量到美洲原住民的祖先,当年一路向东不回头,抵达美洲的年代,比这位欧洲人出生更早一万年以上,可以推论两者间共享的 SNP 多半是源于北亚,与美洲原住民有共同祖先之一的族群。

拉脱维亚在新石器晚期的样本,被归类为绳纹器文化,这种物质文化深受草原的影响,遗传上也看似如此:他和东欧大草原同时期的古人,遗传组成十分一致,而且也缺乏源自中东的祖源。

特别值得一提的是,这位古拉脱维亚人刚好生活在“原始波罗的-斯拉夫语(Proto-Balto-Slavic language)”衍生的年代。波罗的-斯拉夫语族包含拉脱维亚语、俄罗斯语、捷克语等众多语言,是印欧语系(Indo-European languages)旗下的一支,而解释印欧语系的来历,直到近期还有两大假说:“安那托利亚假说”和“草原假说”。

安那托利亚假说主张,8000 多年前印欧语发源自安那托利亚,由农夫散布;草原假说则认为,印欧语来自 5000 多年前的东欧大草原,由游牧族群传播 [7]。之前古代遗传学研究的结果,一致支持草原假说,而这回这位 5000 年前的古拉脱维亚人,遗传组成和草原一致,却欠缺中东血脉,替草原假说又增添一笔证据。

欧洲农业的两种传播方式—物质与基因

古代遗传学近三年来的研究成果,替农业在欧洲的 2 种传播模式,勾勒出清楚的架构。

肥沃月湾的人在一万多年前发明农业,随后农业传往安那托利亚,并被此处的农夫带进欧洲,使欧洲迈入新石器时代,却不包括乌克兰与拉脱维亚;而欧洲东缘地区本来的采集狩猎者,则是学到新的生活方式后,直接转型为新石器时代,与中东农夫移民潮无关。古代遗传学近三年来的研究成果,替农业在欧洲的 2 种传播模式,勾勒出清晰的架构。

文 / 寒波

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参考文献:
1. Haak, W., Lazaridis, I., Patterson, N., Rohland, N., Mallick, S., Llamas, B., … & Fu, Q. (2015). Massive migration from the steppe was a source for Indo-European languages in Europe. Nature, 522(7555), 207-211.
2. Allentoft, M. E., Sikora, M., Sjögren, K. G., Rasmussen, S., Rasmussen, M., Stenderup, J., … & Malaspinas, A. S. (2015). Population genomics of bronze age Eurasia. Nature, 522(7555), 167-172.
3. Mathieson, I., Lazaridis, I., Rohland, N., Mallick, S., Patterson, N., Roodenberg, S. A., … & Sirak, K. (2015). Genome-wide patterns of selection in 230 ancient Eurasians. Nature, 528(7583), 499-503.
4. Cassidy, L. M., Martiniano, R., Murphy, E. M., Teasdale, M. D., Mallory, J., Hartwell, B., & Bradley, D. G. (2016). Neolithic and Bronze Age migration to Ireland and establishment of the insular Atlantic genome. Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(2), 368-373.
5. Günther, T., Valdiosera, C., Malmström, H., Ureña, I., Rodriguez-Varela, R., Sverrisdóttir, Ó. O., … & de Castro, J. M. B. (2015). Ancient genomes link early farmers from Atapuerca in Spain to modern-day Basques. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(38), 11917-11922.
6. Jones, E. R., Zarina, G., Moiseyev, V., Lightfoot, E., Nigst, P. R., Manica, A., … & Bradley, D. G. (2017). The Neolithic Transition in the Baltic Was Not Driven by Admixture with Early European Farmers. Current Biology.
7. 印欧语民间故事 源头直溯青铜草原

(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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