来自苏丹的古人类全基因组DNA 揭示尼罗河流域历史新线索

测序技术的飞跃使得对古人类的全基因组分析成为可能，也为我们窥探古代人类的社会组织和人口流动提供线索。这篇研究分析了来自古代苏丹基督教时期(公元650-1000年)墓葬中66个个体的古人类全基因组DNA数据，以及一些提示。期待我国有类似的成果。

　　

来自苏丹的首批古人类全基因组DNA数据，揭示了1000多年前生活在尼罗河流域的人们的祖先和社会组织的新线索。发表在《自然通讯》杂志的这个研究报告了对来自苏丹Kulubnarti地区在基督教时期（约公元 650-1000 年）两个墓地中的 66 个个体的全基因组DNA分析。

努比亚位于今埃及阿斯旺的第一瀑布与今苏丹首都喀土穆附近的青白尼罗河汇合处之间的尼罗河沿岸 ，是古代来自非洲和西欧亚大陆多个地区的人们互动的地方，拥有悠久而充满活力的历史——尼罗河流域是一个重要的遗传和文化十字路口。考古学家在 Kulubnarti 挖掘了两个相距约 1 公里的、1080年到1320年前的墓地，都具有基督教风格的墓葬，属于苏丹努比亚的基督教时期，时间上在伊斯兰教传入文化发生变化之前。两处墓地的坟墓类型和墓葬物品没有明显区分，但针对广义应力（例如眼眶）、生长和发育模式、和平均预期寿命的标志物，采用骨学分析就能够显著区分两个墓地个体的发病率和死亡率的差异—— 平均而言，埋葬在 S 墓地的人比埋在 R 墓地的人经历了更多的压力、营养不良和疾病，而且死得更早，被埋葬的人的平均年龄刚刚超过10岁——提示来自 R 公墓的人具有更高的经济地位。

分析表明，Kulubnarti基因库是如何在至少一千年的时间里，通过多次混合浪潮形成的——Kulubnarti 努比亚人拥有约 43% 的尼罗河相关血统（个体差异在约 36-54% 之间），剩余血统与由埃及引入且最终源自青铜器和铁器时代 Levant古代血统库一致。Kulubnarti 基因库拥有不成比例的与女性相关的西欧亚血统。来自两个墓地的个体之间的遗传相似性支持没有遗传差异的社会分裂假设。七对墓地间亲属表明墓地组之间的流动性。现在的努比亚人并不是库鲁布纳蒂努比亚人的直接后裔，这证明了自基督教时期以来的额外基因输入。

该研究的第一作者肯德拉·西拉克(Kendra Sirak)说:“在这项工作之前，只有三份来自埃及尼罗河流域的古基因组样本。”Sirak在埃默里大学(Emory University)攻读博士学位时就开始了这个项目。Sirak是Emory大学的前人类学教授，也是考古学和生物学学科的先驱、已故的George Armelagos的最后一名研究生。20世纪60年代，当Armelagos还是一名研究生的时候，他就加入了一个挖掘苏丹努比亚古代骸骨的团队，所以这些骸骨不会因为尼罗河被筑坝而永远消失。

“数万年来，努比亚一直是人类居住的地方，”Sirak说，他现在是哈佛大学的一名科学家。“这些古老的基因数据有助于填补我们对这些人是谁的理解中的一些主要空白。”“一个关键的发现是，在这个生活在文化和社会变革时期的古代人口中，社会地位与生物关系或祖先关系并不密切，”该论文的资深合著者杰西卡·汤普森(Jessica Thompson)说。汤普森曾是埃默里大学人类学系Sirak的博士生导师，现在在耶鲁大学工作。

从这些骨骼证据中产生的一种假设是，岛上的S墓地是为Kulubnarti“下层阶级”而建的，可能是埋葬在大陆R墓地的地主家庭成员的劳工。社会分层是否因为一个人口来自不同的起源而发展，这是一个谜。但这一项全基因组分析表明，情况并非如此——埋葬在不同墓地的人来自一个单一的基因群体。“这一地区的人似乎没有把生物祖先作为社会分化的基础。”“这强化了一个观点，即根据基因血统来划分人们的社会阶层是最近才出现的现象，并没有普遍的人类倾向的基础。”

基因分析的另一项关键发现表明，一些与二级亲属关系密切的人被埋葬在墓地分界线的另一边。二级关系的例子包括祖父母对孙辈，叔叔阿姨对侄女和侄子，以及半兄弟姐妹。Sirak说:“这表明两组人之间存在一定的流动性。”“当时没有跨代种姓制度，比如说某人必须与所有亲戚处于同一社会群体。”

另一个有趣的转折是，该人口中大部分欧亚血统来自女性。Sirak说:“通常当你想到祖先和基因是如何移动的，你会想到从事贸易、征服或传播宗教的男性。”“但这里的基因数据显示，女性的流动性对塑造库鲁布纳蒂的基因库至关重要。”一种可能的解释是，Kulubnarti是一个父系制度，这意味着男性倾向于留在他们出生的地方，而女性则离开他们的家园。

“基督教时期的Kulubnarti努比亚人很令人感兴趣，”Sirak说。“他们生存在一个贫瘠、孤立、荒凉的地区，那里的生活从来都不容易。我倾向于认为，古代DNA研究通过提供更细致入微的视角，赋予了这些一千年前的人新生命。无论何时，当你在研究某人的遗体，你都应该尽可能地告诉他们最准确、最尊重、最有意义的故事。”

2012年，Sirak作为研究生来到Emory大学，跟随Armelagos研究人类骨骼和古病理学。那时他和同事们已经把Emory大学的人类学系打造成了生物文化方法的强大力量。特别是，Armelagos、他的同事和研究生研究了苏丹努比亚人的遗体，以了解过去的健康、疾病和死亡模式。

然而，在对这个群体的研究中，一个长期缺失的部分是基因分析。所以，在2013年，Armelagos把Sirak送到了世界上最好的古代DNA实验室之一——都柏林大学学院，带去了努比亚人的骨头样本。“我对遗传学不感兴趣，”Sirak回忆道，“但Armelagos是个有远见的人，他相信DNA将成为人类学研究的重要组成部分。”

当Sirak发现将自己对古代骨骼的兴趣与对DNA的了解结合起来时，她很快就迷上了它。她不仅在都柏林，还在哈佛医学院(Harvard Medical School)的遗传学系和其他地方建立了合作关系，研究古代的死亡之谜。

Armelagos于2014年死于胰腺癌，享年77岁，仍在指导他的最后一个研究生Sirak。科罗拉多大学博尔德分校的人类学名誉教授丹尼斯·范杰文(Dennis Van Gerven)和汤普森一起接任了Sirak的导师职位。Van Gerven是Armelagos的第一批学生之一，他也花了几十年时间研究苏丹努比亚人。Sirak坚持她的博士论文项目，试图从努比亚人的遗骸中收集足够的古代DNA进行分析。“古代DNA很难从极端炎热的地区恢复，因为DNA在高温下容易降解。”

然而，基因测序技术一直在改进，Sirak一直在努力工作。2015年，当她还是埃默里大学的研究生时，她和一些研究人员一起意识到，岩石骨的某个特定部位始终产生最多的DNA。这个金字塔形状的骨头容纳了内耳的几个部分，这些部分与听觉和平衡有关。此外，Sirak还开发了一种技术，可以在头骨上钻孔，以最少侵入性的方式到达岩石骨的这一特定部位，同时还能获得足够的骨粉用于DNA分析。使用这部分岩石骨现在是古代DNA分析的黄金标准。

2018年，Sirak在埃默里大学获得博士学位，随后在哈佛医学院遗传学家大卫·赖克(David Reich)的实验室工作。她和她的同事们继续推动古老DNA测序的可能性。他们成功地从66个苏丹努比亚人的石骨中获得了全基因组样本，为尼罗河流域开启了一个全新的生物考古学时代。Sirak说:“我认为，如果我们不知道关注岩石骨的特定部分，我们就不会成功。”她补充说:“乔治在2012年就让我关注古代DNA，这对我来说是不可思议的，那时这些技术还没有发展。”“他有一种方法，能让所有和他一起工作的人都感到自己很重要、很强大，这给了我走在创业道路上的信心。”

“Armelagos的影响无处不在，”Sirak与苏丹同事目前正在收集和分析来自尼罗河流域其他地理位置的古代DNA样本，深入到它的过去以添加更多的细节的故事，揭示人们如何移动，混合和在该地区繁殖。作为Armelagos的最后一名研究生——然后是Armelagos的第一批学生之一Van Gerven的学生——Sirak感觉她正在完成一个循环。这篇论文的发表实现了Armelagos对这个项目的最后愿望。Sirak说:“对我来说，能够使用古代DNA来建立在该地区几十年的人类学和考古学研究的基础上，这真的很特别。”“我知道Armelagos会感到骄傲和激动。我现在是这个了不起的研究家族的一员。而继续他们开创的事业的愿望是我巨大的动力。”