青藏高原人类演化有延续性 末次盛冰期前已存在

原文配图：文中图为青藏高原人群的现代人类遗传构成解析图。其中，TIB代表青藏高原人群；HAN代表汉族人群；不同的颜色代表不同的遗传成分，青藏高原人群和汉族共享东亚主题成分（红色）和西伯利亚中亚成分（橙色），但是青藏高原人群比汉族具有更多的南亚成分（绿色）。

　　日前，《美国人类遗传学杂志》在线发表了中国科学院上海生命科学研究院徐书华研究组的研究成果，该项工作解析了青藏高原人群的遗传背景，重构了高原人群的祖先起源、基因交流和演化历史，揭开了远古人类和现代人类征服青藏高原神秘面纱的一角。

　　本版特约研究者撰文，向读者详细解读他们的发现。

　　青藏高原人群的起源和演化历史，在人类学、考古学、语言学和进化生物学等许多领域都存在较大的争议。一些关键问题引起了广泛的思考、讨论和研究，但都没有定论。如：

　　高原人群到底是什么人？与亚洲乃至全球其他人群有何亲缘关系？

　　人类何时进驻青藏高原？

　　最初进入青藏高原的是什么人？

　　早期人类是否都已灭绝？还是有基因传承？与现存藏族人群有何联系？

　　人类进入青藏高原的征程究竟是怎样一种曲折的历程？

　　上海生科院计算生物学研究所的群体基因组学研究组从遗传学的角度，基于藏族人和夏尔巴人全基因组测序数据、参考全球200多个现代人群以及几个已灭绝的远古人类的遗传信息、运用和发展新的计算分析方法，解析了青藏高原人群的遗传背景，重构了高原人群的祖先起源、基因交流和演化历史。

　　　1. 土族、彝族、纳西族与汉族血缘最近

　　以藏族和夏尔巴为代表的青藏高原人群的遗传构成极其复杂，是高度遗传混合的族群。现存高原人群的基因组中，可以鉴定出约90%左右的现代智人谱系和6%左右的古人类谱系。其中现代智人谱系不同程度地源于多个已分化的人群，包括东亚、中亚和西伯利亚、南亚，以及西亚和大洋洲人群等。而古人类谱系的来源也很复杂，其中一些基因片段可能来源于阿尔泰尼安德特人（约1%）和丹尼索瓦人（约0.4%）或其近缘族群，而另一些基因片段，可能源于一些不同于尼安德特人和丹尼索瓦人的其他早期智人或者甚至远古人类。

　　在所研究的200多个全球现存人群中，东亚人群普遍比其他人群与青藏高原人群在遗传上更近；与藏族和夏尔巴遗传上最近缘的族群，是同处高原的土族、彝族和纳西族；而平原人群中，汉族是与藏族遗传最近的族群，两者共享的东亚遗传组分超过其遗传总体组成的80%；相应地，两个族群的祖先群体分化的时间大约是在9000-15000年前，这个时间似乎早于通常认为的东亚农业文明时间，但是从遗传学数据上看，汉族祖先群体从此期间开始发生显著的群体迁徙扩张，而高原人群却没有类似的迹象。

　　2. 末次盛冰期史前人类的“避难所”

　　青藏高原上地广人稀，但考古学和遗传学证据表明，这里有可能在几万年前就已经有旧石器文化的人类生存。基于在高原人群中检测到的古人类基因片段估算的遗传学时间，青藏高原人群的遗传起源可追溯至4万年至6万年前。这个时间窗口属于人类演化史上的旧石器时代中晚期，这也意味着，人类在青藏高原的活动可前推至末次盛冰期之前。

　　末次盛冰期，是指末次冰期中气候最为寒冷、冰川规模达到最大的时期，距今约2.65万至1.9万年。在这一时期，末次冰期达到极盛，陆地冰盖封存了大量水，植被消失，世界上大多数沙漠都扩张了，世界多数地区更为寒冷、干燥、不适宜居住。

　　末次盛冰期使很多人类族群面临近乎“灭族之灾”。一般认为，末次盛冰期青藏高原也被冰覆盖了，具体的覆盖范围仍是科学家们在辩论的问题。但是有一点是肯定的，曾经在青藏高原活动的史前人类并未灭绝，他们熬过了艰难的末次盛冰期，也许他们经历了严重的人口“瓶颈”，但是最终有人成功地将基因传递下去，而且有些史前人类的基因片段以很高的比例保存在现存高原世居人群的基因库中。由于这些基因片段是青藏高原人群独有，在全世界200多个其他人群中都未发现，因而不可能是后期某个阶段某个族群通过与高原人群基因交流再次引入的。

　　尚不清楚史前人类如何在青藏高原躲过末次盛冰期带来的严寒以及随之而来的灾难，是否有一些局部地区依然未被冰盖覆盖，甚至有温和的环境、优良的植被以及充足的食物，从而成为史前人类的“避难所”？这有待地质学家和考古学家进一步的研究来证实。

　　3. 遗传构成极其复杂的混合人群

　　早期进入青藏高原的人类不是一个单一的族群，甚至不是一个物种。他们最初也许不是青藏高原的永久性居民，很可能是一些采摘狩猎族群，只是到一定季节才到高原上采集或猎取食物。这些人类族群包括旧石器时代的现代智人——在遗传上与已灭绝的古西伯利亚现代智人有近缘关系，也有早期智人——可能有多个支系，包括考古学已经发现的阿尔泰尼安德特人和丹尼索瓦人，以及其他未知古人类。

　　并且，这些早期进入青藏高原的人类族群间发生了广泛的基因交流，形成了一个包含现代智人和早期智人多个谱系的遗传构成极其复杂的混合人群——我们的研究称之为SUNDer。这个SUNDer的遗传构成，不仅包括考古学已经发现的阿尔泰尼安德特人和丹尼索瓦人，而且包含其他未知古人类和早期进入青藏高原的现代智人以及早期智人等多个谱系。这个发现更新了2014年英国顶级学术期刊《自然》的一项研究报道的高原人群的古人类基因片段仅来自丹尼索瓦人的结论。

　　因此，青藏高原人类演化存在延续性。早期进入青藏高原的人类，或者我们研究中称之为SUNDer的人群，虽然作为一个族群已经消亡——也许是被末次盛冰期之后迁入高原的新时期人类所同化或替代，但是通过与后期进入青藏高原的族群遗传混合，其部分基因片段得以保存下来，从而使得青藏高原人类演化具有了延续性。当然，这些古人类基因片段得以传承的原因，可能正是因为这些基因片段能帮助人类适应高原环境。作为支持这个观点的证据，该项工作发现高原人群携带古人类片段的比例，与人群所在的海拔高度呈现很强的正相关性。

　　　4. 移民青藏也有“三次浪潮”

　　研究中构建了一个两波“混合之混合”模型，初步勾画出人类开拓青藏高原漫长征程的一个总体轮廓。由于从基因组学数据中估算的时间节点与末次盛冰期（LGM）存在很大程度的关系，按此大致分为三个阶段。

　　第一阶段，或称为末次盛冰期前阶段。大约4万至6万年前，青藏高原上已经活跃着旧石器时代人类的不同类群，包括早期智人的不同支系和现代智人的支系。这些类群经过在高原的长期暴露，经受了高原环境的选择，同时彼此之间发生了遗传混合（第一波混合），那些携带适应性基因变异的个体得以生存下来，并世代繁衍，逐渐形成了一个高度混合的族群SUNDer。

　　第二阶段，或称为末次盛冰期后阶段。SUNDer经历了末次冰川盛冰期的考验，人口极度下降，但是并未灭绝，有少数后代留存。同时，盛冰期过后，大约在15000年前，新的移民再次开始移民青藏高原。SUNDer的后代与末次盛冰期后陆续到来的新的移民人群发生了基因交流（第二波混合）。

　　第三阶段，大致在农业文明产生前后，这一阶段一直延续至今，与第二阶段可能没有明显的间断。但是随后农耕时代的到来引起平原地区人口的扩张，也许对移民青藏高原的浪潮起到了推波助澜的作用。期间现代人类陆续（也许比先前更大规模地）登陆高原，大部分是已经分化的人群，包括南亚人、东亚人、中亚和西伯利亚人等。但这些四面而来的新移民也许本身就是遗传上混杂的族群，他们的迁入，同时也为青藏高原人群引入了更为复杂的遗传构成。这期间，青藏高原人群也发生了不同程度的分化，比如藏族和夏尔巴人的祖先也许正是这个期间分道扬镳。当然，藏族人与夏尔巴人的祖先分开以后，两个族群也并未完全隔离，彼此之间可能一直存在基因交流。这也是为何藏族人和夏尔巴人如今看起来非常相似的原因。