二里头犬的古线粒体基因组揭示了中国早期国家形成时期的多样种群动态

《Journal of Archaeological Science》:Ancient mitochondrial genomes of Erlitou dogs reveal diverse population dynamics during early state formation in China

【字体: 时间:2026年09月14日 来源:Journal of Archaeological Science 2.9

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   •古代线粒体基因组揭示了二里头犬的多样化母系遗传谱系。•二里头犬表现出多个母系来源和相互作用的证据。•A1单倍群在青铜时代早期已存在于中国中原地区。•犬的遗传多样性反映了早期国家形成过程中的流动与交换。引言作为最早被驯化的动物之一,家犬(Canis lupus familia

  
  • 古代线粒体基因组揭示了二里头犬的多样化母系遗传谱系。
  • 二里头犬表现出多个母系来源和相互作用的证据。
  • A1单倍群在青铜时代早期已存在于中国中原地区。
  • 犬的遗传多样性反映了早期国家形成过程中的流动与交换。

引言

作为最早被驯化的动物之一,家犬(Canis lupus familiaris)的起源可追溯至更新世,与人类有着漫长而密切交织的历史,包括在狩猎、守护、伴侣和仪式实践等方面的角色(Clutton-Brock, 2016; Larson et al., 2012; Perri, 2016)。由于犬类通常随人类迁徙,并融入人类的生计、社会和仪式体系,其遗传历史因此为回答与人类迁徙、生计策略和社会转型相关的考古学问题提供了宝贵的见解(Bergstr?m et al., 2020; Frantz et al., 2016)。以往的系统发育研究主要基于线粒体DNA,将家犬分为六大单倍群(A-F),其中单倍群A、B和C分布最为广泛(Vilà et al., 1997; Savolainen et al., 2002; Pang et al., 2009)。单倍群A在许多古代和现代犬群中占主导地位,展现出最高的多样性,包含六个亚单倍群(A1-A6)(Savolainen et al., 2002; Pang et al., 2009)。单倍群B可能起源于东南欧,因为该地区现存狼群中相似谱系频率较高(Yankova et al., 2019),而单倍群C则在西欧古代犬中被广泛记录,近期也在晚旧石器时代欧洲犬中被鉴定(Ollivier et al., 2018; Marsh et al., 2026)。
在中国,现有的古代线粒体数据表明,黄河流域和长江流域的史前新石器时代及青铜时代犬群以单倍群A为主,尤其是A2亚单倍群(Zhang et al., 2020, 2024)。相比之下,中国东北地区的古代犬表现出更为多样化的母系谱系,包括A1、A3、A4和C,表明中国犬群存在显著的区域分化以及后期的谱系更替(Wang et al., 2024a, 2024b)。然而,关于从晚新石器时代向早期青铜时代过渡期的犬类古代DNA数据仍然有限,尤其是来自中原地区重要政治中心的数据。这限制了我们对于在早期城市化背景下,人类迁徙、区域间交换和国家形成如何塑造犬类种群动态的理解。
二里头遗址为解决这一问题提供了重要的研究背景。二里头遗址位于河南省洛阳市偃师区,地处中原地区,年代约为公元前1750至公元前1520年(校正后),面积约3平方公里。它是当时中国最大的聚落,被广泛认为是与东亚早期国家社会出现相关的重要青铜时代早期城市和政治中心(Liu and Chen, 2003; Xu and Yuan, 2019)。该遗址包含宏伟的宫殿建筑、规划化的空间布局、高等级墓葬、青铜器生产、手工业专业化以及复杂的仪式和行政活动证据。更广泛地说,二里头的崛起伴随着区域间互动的加强以及技术、农作物、牲畜、奢侈品和仪式实践的交换。关于小麦和大麦传播、青铜冶炼技术的发展及本土化、以及牛羊畜牧日益重要的考古证据表明,在晚新石器时代和青铜时代,中原地区与中国的西北地区及更广泛的跨欧亚交换网络联系日益密切(Flad et al., 2010; Frachetti, 2012; Dodson et al., 2013; Yuan et al., 2020; Ren et al., 2022)。这些过程可能不仅涉及物质和技术的流动,还包括人类和驯化动物的迁移。
古代人类基因组研究为解释这些过程提供了重要的比较框架。来自中国的基因组证据表明,生计系统和文化互动的变化与新石器时代至青铜时代人类迁徙和种群结构变化相关联(Ning et al., 2020)。最近,Fang等人(2025)表明,从晚新石器时代到铁器时代,中原地区和海岱地区的种群历史以区域结构和日益增强的互动为特征。他们的结果表明,中原地区与海岱北部的晚新石器时代种群之间存在遗传分化,龙山时期(5000-4000 BP)稻作人群存在基因流动,以及两个地区青铜时代种群的相对遗传稳定和同质性。这些发现表明,中原地区的早期国家形成过程既包含本地连续性,也伴随着区域间互动的加强和人口整合。鉴于人与犬之间的密切关联,类似的过程可能也影响了这一时期犬群的母系遗传构成。
迄今为止,东亚犬类古代DNA研究主要集中在大尺度的进化起源和大陆扩散,而在特定文化和政治背景下局部种群历史和管理实践的了解仍然有限。这一研究空白在从晚新石器时代龙山文化向早期青铜时代过渡的时期尤为明显,当时中原地区发生了深刻的社会和政治变革,但该时期犬类遗骸的基因组数据仍然有限。本文分析从二里头遗址出土的家犬遗骸中提取的古代线粒体基因组,以研究中国早期国家形成过程中犬类的母系遗传结构和种群动态。通过将二里头犬与已发表的东亚及更广泛欧亚地区古代和现代犬线粒体基因组进行比较,我们旨在确定二里头犬的母系谱系,这些谱系是否反映了本地连续性或多个犬群的混合,以及二里头犬如何为中国早期犬类扩散、谱系更替和动物管理提供新的见解。

章节摘要

遗址背景与样本信息

二里头遗址位于中国河南省洛阳市偃师区,是理解早期青铜时代和东亚早期国家社会出现的重要考古遗址之一。面积约为3平方公里,二里头是当时中国最大的聚落,被广泛认为是中原地区最早的国家级中心。其绝对年代范围约为公元前1750至公元前1520年(校正后),大致对应

测序结果与线粒体单倍群归属

在本研究中,我们成功从21个古代样本中恢复了线粒体基因组,测序覆盖度范围为0.05×至1846.59×(中位覆盖度5.74×)。其中,13个覆盖区域超过10,000 bp的样本被保留用于下游分析。这13个序列与从NCBI下载的古现代犬科动物1894个完整线粒体基因组一起进行分析(附表S2)。我们使用MitoToolPy程序进行单倍群归属,遵循命名规范

二里头犬的母系多样性与多尺度起源

二里头犬的母系遗传构成以单倍群A的高比例为主要特征,涵盖A1、A2、A3、A5亚单倍群和一个未归属的A谱系,同时还存在来自西欧亚大陆单倍群C的少量贡献。尽管单倍群A占主导地位与中国古代犬(尤其是黄河流域和长江流域)的以往研究结果一致(Zhang et al., 2020, 2024),但观察到的母系多样性水平

结论

本研究提供了来自二里头遗址家犬的古代DNA证据,重建了中国早期国家形成过程中犬类种群动态的关键方面。线粒体数据显示,二里头犬拥有以单倍群A为主的高度多样化母系遗传构成,包括A1、A2、A3、A5亚单倍群和一个未归属的A谱系,同时还存在单倍群C的少量贡献。这一模式表明二里头犬不太可能

作者贡献声明

夏克怡:论文审阅与编辑、论文撰写、资助获取、形式分析、数据管理、概念构思。李智鹏:资源提供、资助获取。赵昕:监督指导、资源提供。赵海涛:资源提供、调查研究。王兴成:论文审阅与编辑、论文撰写、形式分析、数据管理、概念构思。

数据可用性

本文报告的数据已存入中国科学院北京基因组研究所/国家生物信息中心国家基因组数据中心的GenBase数据库中,登录号为C_AA160098.1至C_AA160110.1,可通过以下网址公开访问:https://ngdc.cncb.ac.cn/genbase

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本研究得到了中国社会科学院考古科学与文化遗产保护重点实验室青年创新项目(项目编号:S20250503)和考古科学重大问题协作研究项目(项目编号:S20250206)的资助。我们感谢所有为研究做出贡献的参与者,特别是感谢先端科学技术大学院大学的本乡保美(Hitomi Hongo)和田立洋平(Yohey Teari)。
夏克怡|李智鹏|赵昕|赵海涛|王兴成
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