作者:宗华 来源:中国科学报 发布时间:2018/5/17 9:06:07
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当考古邂逅古代DNA
两大领域为了解人类过往提供新视角

在1000多年的时间里,西肯尼特长冢充当了坟墓和宗教仪式举行地。图片来源:RobertHarvey

穿过英格兰西南部地势起伏的乡村,在巨石阵以北30公里,有一扇窥视新石器时代英国的“窗户”。由早期农业社区在约公元前3600年建立的西肯尼特长冢是一个拥有5室的土堆,并且装饰有巨大的石板。最初,它充当了大约三十多名男性、女性和儿童的坟墓。但在1000多年的时间里,人们持续到访此处,并用诸如陶器、珠子等被诠释为向祖先或神灵致敬的圣物填充房间。

这些文物为了解上述到访者及其同更广阔世界的关系提供了视角。陶器风格的变化有时同遥远的欧洲大陆上的趋势一致,比如钟形烧杯的出现。这种关联标志着英国的新思想和人员的到来。但很多考古学家认为,这些物质的变化融汇成一种总体稳定并且在几个世纪里持续遵循其传统的文化。

“人们做事情的方式是相同的。他们只是在利用不同的物质文化——不同的罐子。”来自爱尔兰都柏林大学的Neil Carlin表示。Carlin研究的是爱尔兰和英国从新石器时代向铜和青铜时代的转变。

但在去年,看上去对这种稳定画面发起挑战的报告开始传播。一项对来自170名古代欧洲人(包括100名同钟杯风格文物存在关联的欧洲人)的全基因组数据进行分析的研究表明,建造西肯尼特长冢并将死者埋葬在那里的人在公元前2000年几乎消失殆尽。根据此项研究,新石器时代英国人的遗传血统几乎完全被替换。不过,新到来者通过某种方式携带了很多英国的传统。“这并不适用于我。”一直试图将其研究同DNA发现“和解”的Carlin表示。

欣喜与谨慎

上述引发震动的钟杯研究出现在今年2月的《自然》杂志上,包括230多个样本。这使其成为有记录以来规模最大的古代基因组研究。但这仅是遗传学对人类过往研究造成混乱影响的最新例子。自2010年第一个古代人类基因组被完整测序起,研究人员积累了关于1300多人的数据,并且利用它们描绘了农业的出现、语言的扩散以及陶器风格的消失。几十年来,考古学家一直不辞辛劳地研究着这些主题。

一些考古学家为最新技术提供的可能性感到欣喜若狂。古代DNA研究为他们的工作带来了新活力。研究人员正在开启曾经匪夷所思的调查,比如对来自单一墓地的每个人的基因组进行测序。不过,也有一些人对此持谨慎态度。

“有一半的考古学家认为,古代DNA能解决任何事情。另一半则认为,古代DNA是恶魔。”德国慕尼黑大学研究人员Philipp Stockhammer表示。他同该国一家研究机构的遗传学家和分子生物学家开展了密切合作。该机构成立于若干年前,旨在为不同学科架起“桥梁”。Stockhammer认为,最新技术不是万能灵药,但如果考古学家忽视它,则会暗藏风险。

不过,一些考古学家对席卷而来的DNA研究感到担忧。他们认为,关于生物学和文化之间的关联,这些研究作出了没有根据,甚至危险的假设。“他们给人留下的印象是已经把问题解决了。”剑桥大学考古学家Marc Vander Linden表示,“这有点令人恼火。”

提供新机会

这并非考古学家第一次就技术变革产生争论。“当前,对史前史的研究正陷入危机。”剑桥大学考古学家Colin Renfrew在1973年的著作《文明之前》中写道。该书描述了放射性碳定年法的影响。在该技术被化学家和物理学家于上世纪四五十年代提出前,史前史学家利用“相对年代学”判定遗迹的年代。在某些情形下,他们要依靠古代埃及历法和对来自近东的观念传播的错误假设。“正如现有教科书上所写的,大部分史前史是不充分的,其中一些还是错误的。”Renfrew认为。

这并非简单的改变——早期的碳定年努力在经历了上百年的波折后才到来。不过,瑞典哥德堡大学研究铜器时代的Kristian Kristiansen表示,该技术最终使考古学家无须再将大部分时间用于担心骨头和文物的年代,而是将关注点放在这些遗骸意味着什么上。在该领域,Kristiansen已成为古代DNA研究的最大支持者。他认为,如今最新技术提供了相同的机会。

过去30多年间,遗传学和考古一直是“同床异梦”。1985年,第一篇关于古代人类DNA的论文报告了来自一具埃及木乃伊的序列。但20世纪中后期测序技术的改善使该领域面临着冲突。

2010年,丹麦自然历史博物馆的Eske Willerslev带领科学家利用来自4000年前土著格陵兰人一缕头发的DNA,产生了古代人类基因组的首个完整序列。Kristiansen看到这个领域的未来就在眼前,于是和Willerslev搭档,申请了欧洲研究委员会一个颇有名望的基金项目。这使他们得以研究4000~5000年前新石器时代末期让步于青铜时代时,人类的流动性。

脱离宏大叙事

迁移是导致考古学家“剑拔弩张”的一个主要原因。是人类移动造成了考古学记录中的文化变迁,比如钟形杯文化现象,还是仅仅思想通过文化交流发生了流动?考古学家就此进行了详尽的讨论。通过与其相关联的文物得到确认的人群被视为科学界“殖民地”历史的残余,并且是人为强行分类的结果。公认的观点是:“罐子就是罐子,不是人类。”

自此以后,大多数考古学家抛弃了这样的观点,即史前史像一场风险游戏,同质化的文化群体在世界版图上不断开疆拓土。相反,研究人员倾向于把关注点放在理解少量古代遗迹以及居住在那里的人们的生活。“考古学脱离了宏大叙事。”伦敦自然历史博物馆生物考古学家Tom Booth表示,“很多人曾认为,你需要了解整个区域的变化,才能理解人们的生活。”Booth是利用古代DNA追踪英国农耕社会到来的团队成员之一。

古代DNA研究一再证实,一个地区的现代居民通常和过去生活在那里的人群并不相同。不管怎样,这项技术有望使科学家从对迁移的广泛关注重新回到聚焦人类史前史。“遗传学尤其擅长的是探寻人群的变化。”美国哈佛大学人口遗传学家David Reich认为。Kristiansen则表示,考古学家“已经作好了接受单独的个人四处穿行这一事实的准备”。不过,对于他研究的青铜器时代,“当时的人群并未准备好大规模迁移。这是一件新鲜事”。

Kristiansen介绍说,对牙齿中锶同位素(因当地地球化学特征而异)的研究表明,一些生活在青铜器时代的个人在整个一生中穿行了上百公里。他和Willerslev想知道,DNA分析是否可能探测到整个人群在这一阶段的移动。

他们遇到了竞争者。2012年,纽约哈特威克学院考古学家David Anthony将他和同事在俄罗斯萨马拉市附近草原挖掘的成箱的人类遗骸装了满满一车,包括同一种被称为颜那亚的青铜器时代游牧文化存在关联的骨头。他准备把箱子运往Reich在波士顿刚刚建立的古代DNA实验室。Anthony在2007年的《马、车轮和语言》一书中提出,欧亚大草原曾是马匹驯化和车轮运输现代发展的熔炉。两者推动了印欧语系在欧洲和亚洲部分地区的传播。

在2015年发表于《自然》杂志的论文中,各研究团队得出了大抵相似的结论:约5000~4500年前,来自今天的俄罗斯和乌克兰草原的牧民涌入——同颜那亚文物和诸如深坑埋葬等做法存在关联,替代了大部分欧洲中西部基因库。

Kristiansen介绍说,这同新石器时代陶器、埋葬风格和其他文化表达的消失以及分布在欧洲北部和中部的绳纹器文化文物的出现一致。“这些研究结果在考古学界引发震动。”

(宗华编译)

《中国科学报》 (2018-05-17 第3版 国际)
 
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