基因的尘埃

 

农业的出现,在现代社会的形成发展中起着关键的作用,在基因方面也产生了相关的变化。旧石器时代后期,除了向新地区迁徙的过程,狩猎采集部落保持着一个相对稳定的人口数量。在农耕社会,人们能在不离开家的前提下进行较大范围的移动,随着最初农业人群的人口数量不断增加,人们为了获得更多的可耕地,便逐渐向更远的地区迁徙。在他们移动的同时,他们所携带的基因标记也在移动,从这些移动中我们能看到基因谱系的扩散,从中可以找到农业社会起源和发展的足迹。比如,今天西部欧亚人的基因组中,依然存留着1万年前耶利哥所发生的故事的印迹。

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考古学家已经确定,农业最早兴起于中东这块“肥沃的新月”,在随后的几千年里逐渐发展到了欧洲,最早开始于巴尔干,然后一点一点向西北部发展。不列颠人结束狩猎采集生活的时间,比他们在耶利哥的表兄弟要晚几千年。关键是,当中东的表亲来到欧洲时,他们带着最早在“肥沃的新月”生根发芽的谷物种子,向欧洲人展现了农业的魅力。很快,欧洲人狩猎采集的生存方式,就被这种新的方式所取代了。

 

上个世纪70年代,路卡·卡瓦利一斯福扎和遗传学家阿尔贝特·皮亚扎以及波罗·曼内兹合作,首次研究了农业发展对基因的影响。他们的思路是找到农业发展的路径,特别是欧洲进人农业社会是否移民的结果。这一新的生活方式引发了什么新的变化?他们的最终目的,是研究现代欧洲人的基因组成,确定在欧洲是否存在有那个时期中东的基因标记,或者现代欧洲人与中东新石器时代的标记有没有必然的联系。

 

在进行这一研究的过程中,他们所能利用的数据只有我们在第二章中提到的“经典”“标记”:血型和细胞蛋白。它们是容易获得的多态性,但所能提供的DNA排列顺序变化很有限。在对这些标记的分析中,卡瓦利一斯福扎和另外两位遗传学家得出这样的结论:基因大规模地“走出了”中东,欧洲的基因图谱与最早代表农业文明的中东基因图谱十分相似,从欧洲的东南124向西北走,这一基因信号出现的频率有规律地下降。因为研究中所用的材料的局限性,没有迁徙过程中的准确数据,他们不可能得出更多的结论,但是他们的研究足以形成这样的理论:随着人口的扩散,农业随着迁徙的农民逐渐来到了欧洲,它是一个文化现象,旧石器时代的欧洲人不仅仅是简单地学到了农耕的技术。

 

他们的研究结果成为这个领域的一块基石,引发了随后出现的“农业先导”的理论模式。许多人类学家提出了这样的假设,认为欧洲基因库中多数的基因开始于新石器时代,这是欧洲最常见的基因图谱(虽然卡瓦利一斯福扎随后的研究结果显示,在基因的变异数量中这类少于1/3)。对此许多人类学家持怀疑态度,但在过去20年里它一直很流行,直到20世纪90年代,这个理论模式才被重新评价。20世纪90年代末,牛津大学的马丁·理查德和他的同事对欧洲和西南亚洲的mtDNA谱系进行了详尽的研究,他们在欧洲各地和中东的人群中进行取样,使用绝对时间检测法,仔细推算了它们出现的不同时间,找出不同时间的迁徙给欧洲基因库带来的变化。他们的研究结果显示,从中东扩散到欧洲的农业人口数量很少,对欧洲基因库的影响不大,因为欧洲存在的大部分谱系,在4一2万年之前的旧石器时代后期就已经出现了。

 

卡瓦利一斯福扎和其他一些人类学家不同意理查德的研究结果,他们的理由是mtDNA在研究欧洲人群中的作用十分有限,比如,用mtDNA数据很难区分东欧和西欧的人群,因为他们的mtDNA标记图谱十分相似。尽管如些,对mtDNA的研究结果依然具有某种启示。现在我们要做的是研究更能显示遗传特性的男性谱系,来看看是否能得出与mtDNA研究中相同的结论。

 

2000年,奥尼拉·西蒙诺和她的同事(包括卡瓦利一斯福扎)完成了这项研究工作。他们对欧洲和中东的1000名男子进行了取样,从中寻找农业发展对欧洲基因库的影响。结果是,形成新石器时代中东谱系的标记在现代欧洲只占很小的一个部分,Y一染色体的结果与mtDNA所显示的结果是一致的,欧洲基因库中800/0的标记回溯到其他的移民浪潮,而且基本上都出现在旧石器时代。在西欧人群里,M173是一个主要的标记,与它相连接的是旧石器时代的中亚部落。欧洲的Y一染色体只有20%起源于M172,即新石器时代中东移民的标记。事实上,大部分现代欧洲人从父母双方继承到的是克鲁马努人的谱系。

 

这一结果并不意味着农业时代的到来对欧洲没有影响,正相反,基因数据显示,在上一个冰川时代结束的时期,欧洲的人口显著增长,这一结果肯定是与充足的食物有关。麻省理工学院的戴维·瑞查和他的同事最近进行的一项研究,找到了那一时期人口增长的原因。他们研究了基因组中许多相互独立的区域的标记,从中发现了一个变异的模式,它显示在3万年前和1万5千年前之间,欧洲人口数量持续减少。这是由于上一个冰川时期把欧洲带进了最寒冷的“深夜”,随后,到上个冰月l期的结束期,存活下来的少量人口以很快的速度增长。换句话说,人类的数量增长突破了瓶颈,呈现出爆炸的趋势。

 

MtDNA变异图谱也支持这个冰川时期以后人口数量增长的理论。古发现证明,1万6千年以前,欧洲旧石器时代的人群只生活在西班牙,大利南部和巴尔干等几个地区,在冰川期之后,人群才开始向北扩散。农业的出现,肯定对那一时期人口的膨胀起了关键性的作用,因为它确保密集的人群能够存活下去。

 

MtDNA和Y一染色体图谱都显示,相对来说,新石器时代“农业先导”对欧洲人群的基因影响不大,那么如何解释那个时期欧洲的人口数量能在农业的推动下快速增长呢?很显然,卡瓦利一斯福扎他们研究得出的模式是肯定存在的,但他们研究的是跨越整个欧洲和中东的大范围的模式。几处考古证据显示,只有一小部分中东的农业人群进人了欧洲,而且后来的研究也表明,这群人在欧洲只引起了少量的基因变异。而且,因为无法推测“农业先导”出现的时间,新石器时代移民的标记有可能和旧石器时代来自中东移民的标记混淆在一起,他们的研究中没有包括中亚的人群(在他们进行这一研究的时候,还没有有关中亚的基因数据可以应用),很有可能,他们的研究结果反映出的,实际上是在旧石器时代后期自亚洲到欧洲总的移民过程,而不是新石器时代从中东到欧洲的迁徙。总之,根据我们现有的欧洲和中东的Y一染色体数据,我们会做出这样的推断携带M89的人群经巴尔干迁徙到欧洲,在欧洲形成了M173标记。M173出现在M45的谱系中,它们将旧石器时代后期的欧洲人同中亚部落便连接在一起。究竟“农业先导”对欧洲的基因有多大的影响,对这个谜,Y的数据只能给我们提供一个片面的线索。目前的情形似乎显示,南欧受中东新石器时代移民的影响较大,而北欧受到的影响较小,这有可能是由于气候的原因,农耕人群首先在整个地中海扩散开。随后,农业作为一种文化逐渐传播到了欧洲,欧洲人逐渐接受了农业的生活方式。因为农业文明是以文化的方式传播的,所以它对基因的变化影响很小。我们可以想像,少数以农业为生的中东移民来到了北欧,一开始,生活在那里的克鲁马努人肯定有意识地与他们保持距离,也就是说和中东的新生活方式保持着距离。