古DNA研究發(fā)現(xiàn)新石器時(shí)代晚期青藏高原東北部存在熱帶大型哺乳動(dòng)物

 人參與 | 時(shí)間：2025-12-12 05:22:53
古DNA研究發(fā)現(xiàn)新石器時(shí)代晚期青藏高原東北部存在熱帶大型哺乳動(dòng)物
古DNA研究發(fā)現(xiàn)新石器時(shí)代晚期青藏高原東北部存在熱帶大型哺乳動(dòng)物
古DNA研究發(fā)現(xiàn)新石器時(shí)代晚期青藏高原東北部存在熱帶大型哺乳動(dòng)物
古DNA研究發(fā)現(xiàn)新石器時(shí)代晚期青藏高原東北部存在熱帶大型哺乳動(dòng)物
5,研究原東200年前青藏高原東北部馬家窯文化先民狩獵印度野牛和蘇門(mén)答臘犀牛的場(chǎng)景復(fù)原圖 （復(fù)原圖由董廣輝設(shè)計(jì)、張海巖繪制；版權(quán)所有）
5,發(fā)現(xiàn)200年前青藏高原東北部馬家窯文化先民狩獵印度野牛和蘇門(mén)答臘犀牛的場(chǎng)景復(fù)原圖 （復(fù)原圖由董廣輝設(shè)計(jì)、張海巖繪制；版權(quán)所有）
5,新石型哺青島外圍大圈伴游（電話微信189-4469-7302）真實(shí)上門(mén)外圍上門(mén)外圍女快速安排90分鐘到達(dá)200年前青藏高原東北部馬家窯文化先民狩獵印度野牛和蘇門(mén)答臘犀牛的場(chǎng)景復(fù)原圖 （復(fù)原圖由董廣輝設(shè)計(jì)、張海巖繪制；版權(quán)所有）
（神秘的器時(shí)期青地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所：史前人類(lèi)向青藏高原擴(kuò)散的歷史及其對(duì)動(dòng)植物資源利用的方式是國(guó)際學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)科學(xué)問(wèn)題。研究顯示，代晚帶粟黍農(nóng)業(yè)人群在距今5,藏高存熱200年前就已經(jīng)從黃土高原向西擴(kuò)散到青藏高原東北部，在新石器晚期大規(guī)模定居于海拔2,北部500米以下的河谷地帶（Chen et al. Science, 2015; Li et al. Natl. Sci. Rev., 2019）。然而，乳動(dòng)與同時(shí)期黃河中下游動(dòng)物遺存以家養(yǎng)動(dòng)物為主不同，研究原東青藏高原東北部動(dòng)物遺存以野生動(dòng)物為主，發(fā)現(xiàn)顯示狩獵活動(dòng)在該地區(qū)動(dòng)物資源利用方式的新石型哺主導(dǎo)地位一直持續(xù)至約4,000年前，但其原因并不清楚。器時(shí)期青其中，代晚帶大型牛科和犀科動(dòng)物在這些野生動(dòng)物遺存中占有重要的藏高存熱比例；然而，由于這一地區(qū)發(fā)現(xiàn)的北部動(dòng)物遺骸往往非常碎片化，很難從形態(tài)學(xué)上鑒定準(zhǔn)確的物種歸屬及其種群歷史動(dòng)態(tài)和生態(tài)適應(yīng)模式。 
山那樹(shù)扎遺址（東經(jīng)104°4′24.54″，北緯34°29′34.06″，海拔2,300米）坐落于青藏高原東北部的甘肅省岷縣縣城以北10公里茶埠鎮(zhèn)洮河西岸的一級(jí)臺(tái)地上。該遺址的C14同位素測(cè)年結(jié)果為距今5,270-5,035年前，文化類(lèi)型屬于馬家窯（5,300-4,000年前）早期文化。該遺址野生動(dòng)物遺存約占全部動(dòng)物遺存的78%，粟黍作物遺存占植物遺存的80%以上，說(shuō)明粟黍種植和狩獵活動(dòng)是該遺址先民獲得食物資源的主要方式。出土的野生動(dòng)物遺存除了有羚羊、熊、虎、青島外圍大圈伴游（電話微信189-4469-7302）真實(shí)上門(mén)外圍上門(mén)外圍女快速安排90分鐘到達(dá)野豬和野兔等動(dòng)物外，還出現(xiàn)了水鹿、金絲猴和竹鼠等熱帶/亞熱帶動(dòng)物，以及無(wú)法鑒定到種屬的豐富的大型牛科和犀科動(dòng)物（占13.8%）。 
中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所宿兵實(shí)驗(yàn)室（張曉明-副研究員）與蘭州大學(xué)環(huán)境考古團(tuán)隊(duì)（董廣輝-教授/陳發(fā)虎-院士）和西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院（雷初朝-教授）合作，對(duì)山那樹(shù)扎遺址的10個(gè)大型牛科動(dòng)物和2個(gè)犀牛科動(dòng)物骨骼標(biāo)本開(kāi)展了古DNA研究。研究獲得了核基因組和線粒體基因組的測(cè)序數(shù)據(jù)。整合現(xiàn)生牛科動(dòng)物和犀科動(dòng)物群體大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析表明，山那樹(shù)扎遺址的10個(gè)大型牛科動(dòng)物遺骸均屬于現(xiàn)今只棲息于南亞和東南亞熱帶雨林地區(qū)的印度野牛，而2個(gè)犀牛遺骸屬于現(xiàn)今野外大約只有100多頭、只分布在印度尼西亞蘇門(mén)答臘島和婆羅洲的瀕危動(dòng)物蘇門(mén)答臘犀牛，是亞洲現(xiàn)存唯一雙角犀和體型最小的犀牛。群體動(dòng)態(tài)變化歷史分析顯示，該古代印度野牛群體規(guī)模在約2萬(wàn)年前開(kāi)始下降，與末次冰盛期的年代相符，并在約5千年前發(fā)生急劇下降并延續(xù)了較長(zhǎng)的時(shí)間，與青海湖記錄的5,000-3,600年前大幅度氣候震蕩的時(shí)間相吻合。物種間的基因流分析顯示，此古代印度野牛群體與牦牛和西藏黃牛并不存在基因交流，從而推測(cè)前者與后兩者可能存在時(shí)空上的生態(tài)位隔離。該研究首次表明，現(xiàn)今只分布在熱帶地區(qū)的野生大型哺乳動(dòng)物約在5千多年前曾生活于青藏高原東北部，成為馬家窯文化先民重要的狩獵資源。通過(guò)系統(tǒng)比較古氣候和動(dòng)物考古數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)提出約5,200年前較高的夏季溫度和溫暖濕潤(rùn)的宜人氣候可能促使印度野牛和蘇門(mén)答臘犀牛等許多熱帶動(dòng)物分布于較高緯度的地區(qū)，豐富了該地區(qū)的野生動(dòng)物多樣性，為當(dāng)時(shí)的先民提供了豐富的狩獵資源，使得新石器時(shí)代晚期的青藏高原東北部成為東亞地區(qū)最后的狩獵場(chǎng)之一。此后，約5千到4千年前，在氣候惡化（寒冷/干燥）和人類(lèi)活動(dòng)增強(qiáng)等多重影響下，青藏高原東北部野生動(dòng)物多樣性顯著下降，牧業(yè)活動(dòng)取代狩獵活動(dòng)成為該地區(qū)先民獲取肉食資源的主要方式。 
本研究系青藏高原地區(qū)首次大型動(dòng)物古DNA全基因組測(cè)序分析的工作，是遺傳學(xué)（古DNA）、考古學(xué)、古氣候?qū)W和地理學(xué)等多學(xué)科交叉合作的范例，對(duì)認(rèn)識(shí)中晚全新世野生動(dòng)物地理格局、氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)之間的互作關(guān)系具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。 
研究成果以“Ancient genomes reveal tropical bovid species in the Tibetan Plateau contributed to the prevalence of hunting game until the late Neolithic”為題，于2020年10月19日發(fā)表在國(guó)際知名綜合學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)科學(xué)院院刊》，并被選為當(dāng)期導(dǎo)讀文章。張曉明（副研究員）、董廣輝（教授）和宿兵（研究員）為論文的共同通訊作者，陳寧博（副教授）、任樂(lè)樂(lè)（博士）、杜琳?qǐng)悾ùT士生）和侯佳雯（博士生）為論文的共同第一作者。甘肅省文物考古研究所、英國(guó)自然歷史博物館和意大利帕維亞大學(xué)生物技術(shù)系的合作者在樣品采集和數(shù)據(jù)處理方面提供了幫助。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)青年基金項(xiàng)目、杰出青年基金項(xiàng)目和國(guó)際合作重點(diǎn)項(xiàng)目以及遺傳資源與進(jìn)化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題的資助。
文章鏈接：https://www.pnas.org/content/early/2020/10/13/2011696117
相關(guān)報(bào)道：古基因組分析擴(kuò)展印度野牛歷史分布范圍
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)中國(guó)科學(xué)報(bào)（李曉春）：西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院教授雷初朝團(tuán)隊(duì)與中科院昆明動(dòng)物研究所、蘭州大學(xué)、英國(guó)自然歷史博物館等多家單位合作，首次對(duì)青藏高原牛科動(dòng)物古DNA全基因組開(kāi)展測(cè)序分析，將印度野牛歷史分布北界從此前的北緯29°擴(kuò)展至北緯34°。相關(guān)成果于10月19日在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》發(fā)表。
中國(guó)境內(nèi)牛科動(dòng)物的遺傳多樣性和起源進(jìn)化研究一直是國(guó)際學(xué)術(shù)界關(guān)注的前沿和熱點(diǎn)科學(xué)問(wèn)題。雷初朝團(tuán)隊(duì)之前發(fā)現(xiàn)，全世界家牛至少可以分為5個(gè)明顯不同的祖先類(lèi)群，中國(guó)地方黃牛品種來(lái)源于其中的3個(gè)血統(tǒng)，其中中國(guó)瘤牛擁有極高的遺傳多樣性，近緣牛種的滲入是中國(guó)黃牛遺傳多樣性的主要貢獻(xiàn)源頭，但由于缺少古DNA證據(jù)，這些近緣牛種在中國(guó)的史前分布及對(duì)地方黃牛的影響尚不清楚。
該研究通過(guò)對(duì)北緯34°、海拔約2300米、年代約5200年前的甘肅岷縣山那樹(shù)扎遺址出土的10個(gè)大型牛科動(dòng)物骨骼的全基因組序列進(jìn)行古DNA分析，發(fā)現(xiàn)其屬于印度野牛分支。印度野牛屬于熱帶—亞熱帶動(dòng)物，目前僅分布在北緯29°以南，在中國(guó)境內(nèi)分布在云南省。
據(jù)雷初朝介紹，對(duì)2個(gè)犀科動(dòng)物骨骼的線粒體DNA分析研究顯示，其為熱帶動(dòng)物蘇門(mén)答臘犀牛的遺存。研究人員通過(guò)與古氣候和考古研究成果對(duì)比，表明5200年前較高的夏季溫度可能促使印度野牛等熱帶動(dòng)物向北遷徙至青藏高原東北部，表明印度野牛在中國(guó)境內(nèi)的史前分布范圍更廣，同時(shí)為先民提供了豐富的狩獵資源，促使新石器晚期青藏高原東北部成為東亞地區(qū)最后的狩獵場(chǎng)所之一。
此后，由于氣候冷干趨勢(shì)和人類(lèi)活動(dòng)的疊加作用導(dǎo)致印度野牛等熱帶動(dòng)物在青藏高原東北部消失，家養(yǎng)牦牛和黃牛逐漸成為重要的動(dòng)物資源。該研究表明除了爪哇牛外，印度野牛對(duì)中國(guó)瘤牛的影響也不能忽視。
相關(guān)專(zhuān)家認(rèn)為，該研究有助于理清中國(guó)境內(nèi)近緣牛種的史前分布，為進(jìn)一步解析近緣牛種對(duì)中國(guó)地方黃牛的基因滲入等后續(xù)研究提供了重要素材，同時(shí)對(duì)解析中國(guó)地方黃牛的復(fù)雜遺傳背景和品種形成提供了重要線索。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2011696117
相關(guān)報(bào)道：5000年前，它們竟生活在青藏高原
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)科技日?qǐng)?bào)：我國(guó)科學(xué)家的研究首次表明，約在5000多年前，現(xiàn)今只分布在熱帶地區(qū)的野生大型哺乳動(dòng)物，曾生活于青藏高原東北部，并且是馬家窯文化先民重要的狩獵資源。史前人類(lèi)向青藏高原擴(kuò)散的歷史，以及他們對(duì)動(dòng)植物資源利用的方式，一直是國(guó)際學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)謎題。
記者從中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所獲悉，該所宿兵實(shí)驗(yàn)室與國(guó)內(nèi)多個(gè)研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行古DNA遺傳學(xué)、考古學(xué)、古氣候?qū)W和地理學(xué)等多學(xué)科交叉合作，發(fā)現(xiàn)在新石器時(shí)代晚期以前，青藏高原曾存在大型熱帶哺乳動(dòng)物。
此前青藏高原發(fā)現(xiàn)了棕櫚等大量熱帶植物的化石，這一新發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的震動(dòng)不言而喻。研究成果以《古基因組顯示，在新石器時(shí)代晚期以前，青藏高原存在熱帶牛科動(dòng)物是狩獵活動(dòng)盛行的原因之一》為題，于10月19日發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)科學(xué)院院刊》上，并被選為當(dāng)期導(dǎo)讀文章。
動(dòng)物遺骸碎片化存在 難以鑒定其準(zhǔn)確物種歸屬
山那樹(shù)扎遺址，坐落于青藏高原東北部的甘肅省岷縣縣城以北10公里茶埠鎮(zhèn)洮河西岸的一級(jí)臺(tái)地上。在這里，比較基因組學(xué)專(zhuān)家發(fā)現(xiàn)了大量的野生動(dòng)物遺存。
“與同時(shí)期黃河中下游動(dòng)物遺存以家養(yǎng)動(dòng)物為主不同，青藏高原東北部動(dòng)物遺存以野生動(dòng)物為主，顯示出狩獵活動(dòng)在該地區(qū)動(dòng)物資源利用方式的主導(dǎo)地位一直持續(xù)至約4000年前。但到底是什么原因，我們并不清楚。”說(shuō)起此番研究的背景，昆明動(dòng)物研究所副研究員張曉明介紹說(shuō)，其中，大型牛科和犀科動(dòng)物在這些野生動(dòng)物遺存中占有較大的比例。
然而，由于這一地區(qū)發(fā)現(xiàn)的動(dòng)物遺骸往往非常碎片化，很難從形態(tài)學(xué)上鑒定準(zhǔn)確的物種歸屬及其種群歷史動(dòng)態(tài)和生態(tài)適應(yīng)模式。
此前的研究顯示，粟黍農(nóng)業(yè)人群在距今5200年前就已經(jīng)從黃土高原向西擴(kuò)散到青藏高原東北部，在新石器晚期大規(guī)模定居于海拔2500米以下的河谷地帶。
科學(xué)家依據(jù)通用的碳14同位素測(cè)年方法，發(fā)現(xiàn)山那樹(shù)扎遺址距今已有5270年至5035年的歷史，文化類(lèi)型屬于5300年至4000年前馬家窯早期文化。“這一遺址的野生動(dòng)物遺存約占全部動(dòng)物遺存的78%，粟黍作物遺存占植物遺存的80%以上，說(shuō)明粟黍種植和狩獵活動(dòng)是該遺址先民獲得食物資源的主要方式。”張曉明說(shuō)。
這里出土的野生動(dòng)物遺存中，除了有羚羊、熊、虎、野豬和野兔等動(dòng)物外，令人驚異的是，還發(fā)現(xiàn)有水鹿、金絲猴和竹鼠等熱帶、亞熱帶動(dòng)物，以及無(wú)法鑒定種屬的大型牛科和犀科動(dòng)物。
氣候從宜人到惡劣 使野生動(dòng)物多樣性顯著下降
張曉明與蘭州大學(xué)環(huán)境考古團(tuán)隊(duì)董廣輝教授及陳發(fā)虎院士、西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院雷初朝教授合作，展開(kāi)了對(duì)山那樹(shù)扎遺址的10個(gè)大型牛科動(dòng)物和2個(gè)犀牛科動(dòng)物骨骼標(biāo)本的古DNA研究。
“通過(guò)古DNA研究，我們得到了核基因組和線粒體基因組的測(cè)序數(shù)據(jù)。”雷初朝教授介紹說(shuō)，他們整合現(xiàn)生牛科動(dòng)物和犀科動(dòng)物群體大數(shù)據(jù)，進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。
結(jié)果表明，山那樹(shù)扎遺址的10個(gè)大型牛科動(dòng)物遺骸，都屬于現(xiàn)今只棲息于南亞和東南亞熱帶雨林地區(qū)的印度野牛；而遺存中的兩個(gè)犀牛遺骸，則屬于現(xiàn)今野外大約只有100多頭、只分布在印度尼西亞蘇門(mén)答臘島和婆羅洲的瀕危動(dòng)物蘇門(mén)答臘犀牛，是亞洲現(xiàn)存唯一雙角犀和體型最小的犀牛。
而群體動(dòng)態(tài)變化歷史分析顯示，這個(gè)古代印度野牛群體規(guī)模在約2萬(wàn)年前開(kāi)始下降，與末次冰盛期的年代相符，在約5000年前發(fā)生急劇下降并延續(xù)了較長(zhǎng)的時(shí)間，與青海湖記錄的5000年至3600年前大幅度氣候震蕩的時(shí)間相吻合。
“物種間的基因流分析顯示，這種古代印度野牛群體與牦牛以及西藏黃牛并不存在基因交流，從而我們推測(cè)古印度牛和后兩者可能存在時(shí)空上的生態(tài)位隔離，也就是說(shuō)它們并不在同一時(shí)期。”張曉明說(shuō)，這也首次表明，約在5000多年前，現(xiàn)今只分布在熱帶地區(qū)的野生大型哺乳動(dòng)物，曾生活于青藏高原東北部，并且是馬家窯文化先民重要的狩獵資源。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)系統(tǒng)比較古氣候和動(dòng)物考古數(shù)據(jù)還提出，約5200年前，較高的夏季溫度和溫暖濕潤(rùn)的宜人氣候，可能促使印度野牛和蘇門(mén)答臘犀牛等許多熱帶動(dòng)物分布于較高緯度的地區(qū)，豐富了該地區(qū)的野生動(dòng)物多樣性，為當(dāng)時(shí)的先民提供了豐富的狩獵資源，使得新石器時(shí)代晚期的青藏高原東北部，成為東亞地區(qū)最后的狩獵場(chǎng)之一。
此后約5000年到4000年前，寒冷、干燥天氣來(lái)襲，氣候惡化，人類(lèi)活動(dòng)增強(qiáng)，在多重因素影響下，青藏高原東北部野生動(dòng)物多樣性顯著下降，牧業(yè)活動(dòng)取代狩獵活動(dòng)成為該地區(qū)先民獲取肉食資源的主要方式。
“這項(xiàng)研究，是青藏高原地區(qū)首次大型動(dòng)物古DNA全基因組測(cè)序分析的成果，是多學(xué)科交叉合作的范例，對(duì)我們認(rèn)識(shí)中晚全新世野生動(dòng)物地理格局、氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)之間的互作關(guān)系具有重要學(xué)術(shù)價(jià)值。”董廣輝說(shuō)。
相關(guān)鏈接：解密歷史的古DNA
古DNA是指古代生物遺體或遺跡中殘存的DNA片段，包括古人類(lèi)、動(dòng)植物和微生物DNA。古DNA是分子考古學(xué)的核心，它利用現(xiàn)代分子生物學(xué)的手段提取和分析保存在古代人類(lèi)和動(dòng)植物遺骸中的古DNA分子，以解決考古學(xué)問(wèn)題。
古DNA研究通過(guò)比較古生物和現(xiàn)代生物之間遺傳的差異和聯(lián)系，在古代和現(xiàn)代生物的譜系關(guān)系研究、瀕危物種的保護(hù)、人類(lèi)的起源和進(jìn)化、模擬人類(lèi)遷移路線、墓葬個(gè)體間親緣關(guān)系、墓葬群體關(guān)系（族屬）研究、人類(lèi)遺骸的性別鑒定、古病理與飲食研究、動(dòng)植物的家養(yǎng)和馴化過(guò)程、農(nóng)業(yè)的起源和早期發(fā)展等方面發(fā)揮了獨(dú)特作用。
目前古DNA研究主要使用考古學(xué)標(biāo)本，一般選取保存完整、沒(méi)有裂痕的牙齒和肢骨，注意防止污染。在實(shí)驗(yàn)室工作階段，要經(jīng)歷樣本評(píng)估、處理、DNA提取、PCR擴(kuò)增、PCR產(chǎn)物的測(cè)序、數(shù)據(jù)真實(shí)性檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理分析等步驟。
目前有關(guān)古DNA的研究實(shí)例主要涉及古代人骨和動(dòng)物骨骼的研究。如通過(guò)研究?jī)?nèi)蒙古商都東大井墓地東漢時(shí)期、察右中旗七郎山墓地魏晉時(shí)期拓跋鮮卑遺存的人骨樣本，得出拓跋鮮卑和匈奴之間有很近的親緣關(guān)系以及拓跋鮮卑是現(xiàn)代錫伯族直接祖先的結(jié)論；對(duì)偃師二里頭遺址出土的古綿羊研究的成果顯示二里頭古綿羊與中國(guó)特有的地方品種有著共同的母系祖先，野生盤(pán)羊和原羊不是中國(guó)藏系和蒙古系綿陽(yáng)的母系祖先。 頂: 79踩: 6