人类是如何从亚洲迁徙到美洲?

今天,人类的进化和在全球的分布存在着两种主要的学说。一种是“多地区起源”假说,另一种是“走出非洲”假说。现在,假设今天世界各地的人都是从非洲走出的,那么,人类在全球进化和迁徙又是如何完成的,尤其是现代人是如何从亚洲迁徙到美洲的?

　　

　　萨卡克古人的复活

　　

　　按照“走出非洲”说,现代智人首先在非洲进化和发展,并于约8万年到6万年前离开非洲,到达亚洲。然后在4.5万年以前或更早的时候,他们迁徙到今天的印度尼西亚、巴布亚新几内亚和澳大利亚。又过了5000年,现代智人才从亚洲进入欧,洲。最后,大约在1.5万年前,现代智人从亚洲出发到达北美洲,并从那里进入南美洲。自此,人类今天遍布和栖息于除南极洲之外的所有大陆。

　　姑且不论人类走出非洲向各大洲迁徙的具体过程,就以离我们现在最近的人类从亚洲到美洲的迁徙而言,也存在着诸多谜团。例如,人类从亚洲到美洲的迁徙有多少次,时间最早是否在1.5万年前,迁徙前后的人种或民族融合呈现什么样的状态?

　　今年初,中国深圳华大基因研究院和丹麦哥本哈根大学联合组建的“中丹基因组联合中心”共同完成的一项研究为这些问题提供了一些有益的解答。“中丹基因组联合中心”对一位叫做萨卡克(saqqaq)的古人基因组测序后发现,一群叫做萨卡克的古人独立地到达北美洲,也可以称他们为萨卡克文化。这个群体约在4750年前至2500年前居住于地球北极附近的格陵兰岛,他们也是黄种人,不幸后来灭绝。

　　过去人们知道的是,今天美洲最早的原住民是印第安人和因纽特人(爱斯基摩人)。因纽特人不喜欢人们称他们为爱斯基摩人,因为这种说法来自他们的敌人一印第安阿尔衮琴部落的语言,意为吃生肉的人,而因纽特是他们的自称,意为人类。

　　“中丹基因组联合中心”的研究人员根据萨卡克古人基因组成分分析得出一个重要结论,萨卡克古人在亲缘上与西伯利亚东部的三类北极人,恩加纳桑人(Nganasans)、科里亚克人(Koryaks)和楚克其人(Chukchis)的血缘更为接近,这三类人被称为旧世界(西伯利亚)的北极人群。而萨卡克古人的亲缘与印第安人和因纽特人较远,后两者称为北美洲新世界(格陵兰、阿拉斯加北部、加拿大和南北美洲)的人群,也包括美洲土著Amerinds人,说纳得内语的印第安人等。

　　科里亚克人和楚克其人(来自俄语,意为驯鹿放牧人)居住于西伯利亚最东面的楚柯加和北堪察加,他们在陆上和海里捕猎食物,同时也放牧驯鹿。恩加纳桑人则居住在西伯利亚北部的泰米尔半岛,离白令海峡约2000千米,是居住在最北面的旧世界人口,他们也以陆地狩猎和海洋捕猎为生。

　　

　　从亚洲到北美的三次迁徙

　　

　　研究人员认为,萨卡克古人是约4000年前生活于格陵兰、加拿大北部、西北利亚北部的一群人。可以肯定的是,他们是独立于今天美洲的原住民印第安人和因纽特人的祖先而迁徙到北美的,与印第安人和因纽特人并非同一类人,他们各走各的路。

　　研究人员是将萨卡克古人和一些现代印第安人、因纽特人、西伯利亚人、中国汉族人以及欧洲人等世界各地的多个人种综合起来进行人类种群遗传结构分析后作出了上述推断。

　　基因检测发现,其实在时间上萨卡克古人比因纽特人生活于北极的时间还要早,而且可能是萨卡克文化影响到了因纽特文化或二者有联系,但过去习惯的看法是,萨卡克文化是古因纽特文化的一种。

　　今天人类学界有一种影响广泛的假说,人类从亚洲到北美的迁徙,并非只有一次,而是至少有三次大迁徙。人类走出非洲后是最后到达美洲的,由北美再到南美。人类通过西伯利亚到达北美的最早时间是在1.5万年前,即第一次大迁徙是经由白令大陆桥(由冰川形成)跨越白令海峡到达北美洲。这些迁徙者成为今天大多数南北美洲人的祖先。

　　此后又有另一次大移民,是说纳得内语的西北美洲人先祖进行的,主要是靠舟船在6000~8000年前沿海岸线迁移。今天,西北美洲人主要是说纳得内语,包括纳瓦霍语和阿帕奇语。所以,纳得内语成为西北美洲印第安人的一个语系。

　　但是,语言学的证据提示,人类从亚洲的西伯利亚到美洲新世界(格陵兰、阿拉斯加北部、加拿大和南北美洲)的迁徙还可能有第三次大移民。萨卡克古人的基因组正好从遗传学上提供了证据。因为,萨卡克古人的DNA更接近于西伯利亚人而非土著美洲人。

　　“中丹基因组联合中心”的丹麦研究小组是由哥本哈根大学的进化生物学家艾斯克·威勒斯勒夫领导,他认为萨卡克古人大约在5500年前要么是从西伯利亚乘独木舟穿过白令海峡,迁徙到格陵兰(现在北极居民还在使用这种独木舟),要么是在冬季结冰后萨卡克人步行穿过白令海峡。因为白令大陆桥那个时候已经不存在了。

　　但是,这就出现了矛盾之处。人类学界认为约1.5万年前人类从西伯利亚到北美洲的迁徙是最早的,而“中丹基因组联合中心”的研究人员则认为5500年前萨卡克古人从西伯利亚到格陵兰的迁徙才可能是人类最早的从亚洲到美洲的迁移。对此,中方研究人员的解释是,关于萨卡克古人和美洲原住民迁移时间先后的问题,没有做横向比较,而不同的研究人员会有不同的研究和分析结论。当然,有一点可以肯定,萨卡克古人如同原先欧洲的尼安德特人一样灭绝了,因此,如果今天没有对他们基因组的测序还原他们,人们还会以为美洲的原住民只有印第安人和因纽特人。

　　

　　萨卡克古人的来源

　　

　　1986年,丹麦的一个考古队在格陵兰岛一个叫做魁克塔苏苏克的永冻层发现了几簇古人类的头发。此后,这些头发一直在哥本哈根的丹麦自然史博物馆地下室的陈列柜里束之高阁。

　　2008年,威勒斯勒夫意识到这些头发的重要性,决定对其提取DNA,并于2009年与中国深圳华大基因研究院合作,希望对这些头发中提取的DNA进行全基因组测序,以揭示其中蕴含的人类进化、疾病与健康的秘密。

　　这些头发有4份。“中丹基因组联合中心”选取了其中一绺最大的头发,面积约为15×10厘米,并提取了其中的DNA。中丹研究人员对所提取的基因组(占全基因组的79%)重复测序了20多次,由此获得了第一个古代人类个体的全基因组。测序任务90%~95%是中方的华大基因研究院完成的,其余才是丹麦和其他国家的研究人员完成。

　　基因组中的单核苷酸多态性(SNPs)决定和体现着每个个体的相貌和生理特性。核苷酸是核糖核酸(RNA)及脱氧核糖核酸(DNA)的基本组成单位,由嘌呤碱基或嘧啶碱基、核糖或脱氧核糖以及磷酸三种物质组成。其中,每个人DNA的单核苷酸多态性的差异,就形成了与他人不同的基因组序列。从许多不同的单核苷酸多态性上,可以确定一个人的相貌特征,例如,肤色、眼睛的颜色,以及疾病和寿命的情况等。

　　经过过滤,中丹研究人员对萨卡克古人全基因组检测出了220万个单核苷酸多态性位点和353151个高可信度的单核苷酸多态性位点,其中有6.8%是以前没有披露过的。而且萨卡克古人的DNA污染没有超过0.8%,说明其单核苷酸多态性是真实的。最后对萨卡克古人的基因表型特征进行分类,再加上血型分析和其他检测手段,今天人们能看到一个活生生的萨卡克古人。

　　

　　萨卡克人的相貌和生活

　　

　　通过研究发现,萨卡克古人的血型是A型,这种血型在西伯利亚东海岸到中国中部人群中出现的频率最高。其次萨卡克古人有一双褐色眼睛,原因是,在其基因组中的一个基因位点有四个单核苷酸多态性的结合体,它们在亚洲人中与褐色眼睛密切相联。

　　萨卡克古人属于黄种人,不具有欧洲人的浅色皮肤,有较浓密的黑发。这些特性是由他的第2、5、15号染色体以及x染色体的单核苷酸多态性所决定的(每个人都有23对染色体并加以编号,其中常染色体为22对,再加性染色体,男为XY,女为XX)。不过,这些染色体上的遗传信息又表明他可能是秃顶。这也让研究人员怀疑,他年纪轻轻就去世了。

　　决定头发特性的基因同样也提示,萨卡克古人像普通的亚洲人和美洲土著居民一样,拥有似铲形的前牙。萨卡克古人16号染色体上的一个基因还表明,他的耳垢干燥,这在亚洲人和土著美洲人中常见。但是,这也说明他的耳朵更容易受到感染。而湿耳垢在其他人种中占多数,但由于湿耳垢能阻止微生物的入侵,比干耳垢的耳朵更少受感染。

　　此外,从决定代谢的12个单核苷酸多态性、身体质量指数来看,萨卡克古人已经适应了当地严酷的环境和气候。对萨卡克古人头发进行同位素分析,发现他们赖于生存的是有高度营养的海洋食物。

　　综合上述种种情况,可以描绘出四五千年前萨卡克古人在北极格陵兰的生活。他们居住在狭小的帐蓬里。尽管当时的北极也生活着驯鹿、狐狸等陆上动物,但是萨卡克古人的大部分时间是靠捕猎海豹、各种海鱼和海鸟为生。以今天人们的眼光来看,萨卡克古人能在北极如此艰苦的环境中生活简直是一个奇迹。

　　

　　待解的谜团

　　

　　“中丹基因组联合中心”研究人员对萨卡克古人基因组的测序为人类走出非洲,再最后从亚洲走向美洲提供了新的解读,但是也留下了一些待解的问题。

　　例如,萨卡克古人是如何灭绝的?如果萨卡克古人是在约5500年前从旧世界(西伯利亚)迁徙到新世界(格陵兰、阿拉斯加北部和加拿大北部),那么,人类从亚洲到美洲迁徙最早的时间到底是在1.5万年前还是5500年前?萨卡克古人与我们现在认为的美洲原住民印第安人和因纽特人是同时还是先后迁徙到美洲?萨卡克古人是否与印第安人和因纽特人有联系?

　　另外,基因组测序和基因解读只是分析人类进化的一种重要手段,而且由于基因位点选择的不同,也有可能产生误差,尤其是人类进化在时间上的误差。因此,中丹研究人员的研究成果只是对美洲人类来源和进化的一种解读,还需要今后更多的研究来补充和完善。当然,最重要是要通过化石标本来印证基因分析的结果。两者结合才更有说服力。

　　迄今,中外研究人员对8名现代人的全基因组进行了测序,他们是1名约鲁巴非洲人,4名欧洲人,1名中国汉族人和2名韩国人。对萨卡克古人的基因组测序是第一位古人类基因组的测序和解读。威勒斯勒夫表示,今后还可能对古埃及人和南美木乃伊的个人基因组测序。通过今人和古人的基因组比较,可以获得更多的人类遗传信息,而且可以进一步把人类进化的拼图完成。

　　不过,在“走出非洲”理论之外,也许还要关注“多地区起源”理论。尽管后者现在获得的证据不多,但是也有一些证据支持这一理论。

　　亚洲人在人类征服欧洲的过程中可能扮演了重要角色,人类在全球的进化分布更有可能是多地区起源,并非是唯一起源于非洲古人类,以及由他们向世界各地迁徙和扩散。

　　看来,“走出非洲”说和“多地区起源”说在今后还会有更多的碰撞和交锋。