基于古人类基因组解析仰韶文化扩张的人口扩散模式

本研究通过分析中国河南站马屯遗址12例新石器时代人类全基因组数据，结合已发表的仰韶文化核心区样本，首次从遗传学角度证实仰韶文化向周边扩张遵循人口扩散（demic diffusion）模式。研究发现站马屯人群与核心区仰韶人群（如王沟、小武遗址）及山东大汶口文化晚期西夏侯人群存在遗传同质性，未检测到南方新石器基因流。该成果为理解中国新石器时代文化传播与人群迁徙的耦合关系提供了关键证据，发表于《BMC Biology》。

　　

新石器时代文化扩张之谜
距今7000-5000年的仰韶文化是黄河流域最具影响力的新石器时代考古学文化，其分布范围北至河套、南抵长江、东达山东、西至甘青。长期以来，考古学界对仰韶文化的扩张机制存在两种假说：人口扩散（demic diffusion）模型认为文化扩张伴随人群迁徙，而文化传播（culture diffusion）模型则认为当地狩猎采集者仅采纳文化特征。作为仰韶文化的地方变体，秦王寨文化人群（如河南站马屯遗址）的颅面特征既与核心区仰韶人群存在差异，又与山东大汶口文化人群表现出相似性，这种形态学差异是否反映遗传异质性成为解开文化扩张机制的关键线索。

厦门大学的研究团队通过对站马屯遗址12例人骨样本进行全基因组测序，结合已发表的仰韶核心区（小武、王沟、仰韶村遗址）和山东大汶口文化晚期（西夏侯遗址）基因组数据，首次从分子人类学角度系统解析了仰韶文化扩张的遗传基础。

关键技术方法
研究采用古DNA实验技术，从牙齿和颞骨岩部提取DNA并构建非UDG处理的双链文库，通过浅层鸟枪法测序筛选样本后对低覆盖样本进行1240k SNP芯片捕获。使用Schmutzi评估线粒体污染率（<5%），ANGSD软件估算X染色体污染率（<5%）。通过主成分分析（PCA）、ADMIXTURE聚类、f₃/f₄统计和qpWave模型等群体遗传学方法，定量分析站马屯人群与周边古代群体的遗传关系。

主要研究发现

1. 遗传同质性验证
   PCA和ADMIXTURE分析显示，站马屯人群（YR_Zhanmatun_Yangshao）与核心区仰韶人群（YR_Wanggou_Yangshao等）完全重叠。f₄(Yoruba,X;YR_Zhanmatun_Yangshao,YR_Yangshaocun_Yangshao)统计未检测到显著差异（|Z-score|<3），qpWave分析进一步证实这些群体符合单一起源模型（p>0.01）。

1. 南方基因流缺失
   f₄统计显示站马屯人群未接收来自南方稻作农业人群（如台湾汉本）或山东早期狩猎采集者（如北阡、扁扁洞）的显著基因流，排除长江流域屈家岭文化对秦王寨文化的遗传影响。

2. 与大汶口文化的关联
   虽然颅骨测量学提示站马屯与西夏侯人群（Xixiahou_LDWK）存在形态相似性，但f₄(Yoruba,Japan_Jomon;YR_Zhanmatun_Yangshao,Xixiahou_LDWK)仅在转换位点显著（Z=3.178），转座位点不显著（Z=0.986），表明二者遗传同质性可能源于共同的环境适应而非基因交流。

结论与意义
研究证实仰韶文化向中原周边扩张主要依靠人口迁徙而非单纯文化传播。秦王寨文化作为仰韶文化的地方类型，其人群遗传成分可完全由仰韶核心区人群解释。尽管站马屯与西夏侯人群存在文化实践（如枕骨变形）的相似性，但基因组数据未检测到山东大汶口文化特异性基因流，暗示新石器时代跨区域文化交流可能通过贸易网络而非大规模人口混合实现。该成果为理解中国新石器时代"多元一体"文明格局的形成机制提供了重要分子证据，同时凸显出形态学与遗传学数据解读的复杂性。未来需要更多仰韶文化核心区（如陕晋豫交界）和裴李岗文化相关基因组数据，以完善对黄河中游农业人群形成过程的认知。