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当考古邂逅古代DNA

科普小知识2021-08-29 19:31:53
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在1000多年的时间里,西克奈特墓一直是一个坟墓和举行宗教仪式的地方。资料来源:RobertHarvey

穿过英格兰西南部起伏的乡村,在巨石阵以北30公里处,有一扇“窗户”可以看到新石器时代的英格兰。由早期农业社区在大约公元前3600年建立的西克奈特墓是一个用巨大的石板装饰的5个房间的土墩。最初,它是大约30个男人、女人和孩子的坟墓。然而,在1000多年的时间里,人们继续参观这个地方,房间里堆满了神圣的物品,如陶器和珠子,这些物品被解释为对祖先或神的致敬。

这些遗迹为理解上述游客及其与更广阔世界的关系提供了一个视角。陶器风格的变化有时与遥远的欧洲大陆的趋势一致,例如钟形烧杯的出现。这种联系标志着新思想和新人员在英国的到来。然而,许多考古学家认为,这些物质的变化已经融入了一种文化,这种文化大体上是稳定的,并且延续了几个世纪的传统。

“人们以同样的方式做事。他们只是使用不同的物质文化——不同的罐子。”爱尔兰都柏林大学的尼尔·卡林说。卡林研究了爱尔兰和英格兰从新石器时代向青铜时代的过渡。

但去年,似乎挑战这一稳定局面的报道开始蔓延。对170名古代欧洲人(包括100名与钟杯式人工制品有关的欧洲人)的全基因组数据的分析表明,建造了西肯尼特殊墓地并在那里埋葬死者的人在公元前2000年几乎消失了。根据这项研究,新石器时代英国人的基因谱系几乎完全被取代了。然而,新来者以某种方式带来了许多英国传统。“这不适用于我。”卡林说,他一直试图将自己的研究与DNA发现“调和”。

欣喜又谨慎

上述关于振动钟形杯的研究发表在《自然》杂志二月号上,包括230多个样品。这使得它成为有记录以来最大的古代基因组研究。但这只是遗传学对人类过去研究混乱影响的最新例子。自从第一个古代人类基因组在2010年被完全测序以来,研究人员已经积累了1300多人的数据,并用它们来描述农业的出现、语言的传播和陶器风格的消失。几十年来,考古学家一直在不知疲倦地研究这些主题。

一些考古学家对最新技术提供的可能性欣喜若狂。古代DNA研究给他们的工作带来了新的活力。研究人员正在开启曾经不可思议的研究,比如对来自同一个墓地的每个人的基因组进行测序。然而,有些人对此持谨慎态度。

“一半的考古学家认为古代的DNA可以解决任何问题。另一半认为古代DNA是邪恶的。”德国慕尼黑大学的研究员Philipp Stockhammer说。他与该国一家研究机构的遗传学家和分子生物学家密切合作。该组织成立于几年前,目的是在不同学科之间搭建“桥梁”。斯托克哈默认为最新的技术不是万灵药,但是如果考古学家忽视它,就会有隐藏的风险。

然而,一些考古学家担心广泛的DNA研究。他们认为这些研究对生物学和文化之间的联系做出了毫无根据甚至是危险的假设。"他们给人的印象是问题已经解决了。"剑桥大学的考古学家马克·范德·林登说,“这有点烦人。”

提供新的机会

这不是考古学家第一次争论技术变革。"目前,史前史研究正处于危机之中."剑桥大学的考古学家科林·伦弗雷在他1973年的著作《文明之前》中写道。这本书描述了放射性碳年代测定的影响。在化学家和物理学家在20世纪40年代和50年代提出这项技术之前,史前历史学家使用“相对年代学”来确定遗迹的年龄。在某些情况下,他们依赖古埃及历法和关于近东思想传播的错误假设。"正如现有教科书中所写的那样,大多数史前史是不充分的,其中一些仍然是错误的。"Renfrew认为。

这不是一个简单的改变——早期的碳年代测定工作经历了数百年的波折。然而,在瑞典哥德堡大学研究青铜时代的克里斯蒂安·克里斯蒂安森(Kristian Kristiansen)表示,这项技术最终让考古学家不用花太多时间担心骨头和人工制品的年代,而是专注于这些遗骸的意义。克里斯汀森已经成为该领域古代DNA研究的最大支持者。他认为最新技术现在提供了同样的机会。

30多年来,遗传学和考古学一直是“奇怪的伙伴”。1985年,第一篇关于古代人类DNA的论文报道了一个埃及木乃伊的序列。然而,20世纪中后期测序技术的进步导致了这一领域的冲突。

2010年,丹麦自然历史博物馆的埃斯科·威勒斯列夫带领科学家们利用4000年前一个土著格陵兰人的一缕头发的DNA,制作了第一个完整的古代人类基因组序列。克里斯汀森看到这个领域的未来指日可待,所以他与威勒斯列夫合作,申请了欧洲研究理事会的一个著名基金项目。这使得他们能够在4000到5000年前研究人类的流动性,当时新石器时代的终结让位于青铜时代。

脱离宏大叙事

移民是考古学家“互相争斗”的主要原因之一。人类运动是导致考古记录中的文化变化,如钟形杯文化现象,还是仅仅是思想在文化交流中流动?考古学家对此进行了详细的讨论。通过与他们相关的文物被识别的人被认为是科学“殖民地”历史的残余,是人为强制分类的结果。公认的观点是:“罐子是罐子,不是人。”

从那以后,大多数考古学家放弃了史前史就像一场冒险游戏的观点,同质文化群体不断在世界地图上扩张他们的领地。相反,研究人员倾向于专注于了解少量古代遗迹和生活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的生物考古学家汤姆·布斯说,“许多人曾经认为,你需要了解整个地区的变化,才能了解人们的生活。”布斯是团队成员之一,他利用古老的DNA来追踪英国农业社会的到来。

古代DNA研究一再证实,一个地区的现代居民通常与过去住在那里的人不同。无论如何,这项技术有望让科学家们从对迁徙的普遍担忧中重新关注人类史前史。"遗传学特别擅长发现人的变化。"哈佛大学的人口遗传学家大卫·赖克说。克里斯蒂安森说,考古学家“已经准备好接受个人四处旅行的事实”。然而,对于他所研究的青铜时代,“当时的人群还没有为大规模迁徙做好准备。这是一个新事物。”

克里斯蒂安森说,对牙齿中锶同位素的研究(根据当地的地球化学特征而有所不同)表明,一些生活在青铜时代的人一生中旅行了数百公里。他和威勒斯列夫想知道,在这个阶段,DNA分析是否能检测到整个人群的移动。

他们遇到了竞争对手。2012年,纽约哈特威克学院的考古学家大卫·安东尼(David Anthony)在俄罗斯萨马拉市附近的草原上,用他和他的同事们挖出的一箱箱人类遗骸装满了一辆汽车,其中包括与青铜时代游牧文化亚那亚(Yanaya)有关的骨头。他将把盒子运送到赖克在波士顿新建立的古代DNA实验室。安东尼在他2007年的著作《马、车轮和语言》中指出,欧亚草原曾经是马驯化和车轮运输现代发展的熔炉。两者都促进了印欧语言在欧洲和亚洲部分地区的传播。

在2015年发表在《自然》杂志上的一篇论文中,研究小组得出了一个大体相似的结论:大约5000年至4500年前,来自今天俄罗斯和乌克兰草原的牧民涌入——与亚那亚人的手工艺品和深坑埋葬等做法有关,取代了中欧和西欧的大多数基因库。

克里斯汀森说,这与新石器时代陶器、埋葬方式和其他文化表现形式的消失,以及分布在北欧和中欧的绳纹装置文物的出现是一致的。"这些研究成果在考古学领域引起了震惊."

(宗华编译)

中国科学新闻(2018-05-17第三版国际版)

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