說起古埃及,,我們腦海中不禁會(huì)浮現(xiàn)許多古老神秘的圖景。有人會(huì)想起一望無際的沙漠,,有人會(huì)想起古老的城邦和金字塔,。而幾乎每個(gè)人都會(huì)想到其中最具代表性的,那深埋于地下的木乃伊,。 古埃及人篤信人死后,,其靈魂不會(huì)消亡,仍會(huì)依附在尸體或雕像上,,所以使用香油(或藥料)涂尸防腐的方法,,殮藏尸體,制成木乃伊?,F(xiàn)代考古發(fā)掘的很多埃及木乃伊至今保有指甲和頭發(fā),,五官也比較清晰。保存得如此完好的木乃伊讓我們得以一窺數(shù)千年前的古埃及文化,,同時(shí)也讓人不禁想從這些古老來客身上探尋更多秘密,。比如我們都知道古埃及是世界四大文明古國之一,,但古埃及人又起源自哪里呢?他們的基因和哪個(gè)區(qū)域的人類更相似,? 從木乃伊身上提取DNA 從DNA序列里我們可以得到古埃及木乃伊的基因信息,,從而揭開“古埃及人從哪里來”的謎底,但這提取DNA的步驟卻實(shí)屬不易,。 首先,,在形成木乃伊之前,用來清洗和浸泡尸體的蘇打水和苛性堿防腐材料就會(huì)破壞木乃伊的遺傳物質(zhì),,而在木乃伊保存過程中,,炎熱的沙漠空氣以及令人窒息的大氣濕度會(huì)加劇這種破壞程度,剩下少量的DNA又常被考古科學(xué)家及考古工具所污染,。因此,,古人類學(xué)家在對(duì)木乃伊進(jìn)行基因檢測時(shí),很可能誤讀到細(xì)菌和現(xiàn)代人的基因信息,,這也是對(duì)木乃伊進(jìn)行基因研究在古埃及學(xué)界一直備受爭議的原因,。 意大利博爾扎諾木乃伊研究所的古人類學(xué)家2010年在16具埃及皇家木乃伊的DNA序列研究中,曾經(jīng)采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)現(xiàn)和提取了目標(biāo)DNA片段,,卻仍然無法有效區(qū)分出古DNA和現(xiàn)代污染所致的DNA,,以至于最終無法得出準(zhǔn)確結(jié)論。 然而,,德國馬克斯·普朗克人類歷史學(xué)研究所研究員約翰內(nèi)斯·克勞澤和他的團(tuán)隊(duì)沒有放棄,。他們對(duì)在埃及尼羅河流域的阿布西邁利克發(fā)現(xiàn)的151具木乃伊展開了研究,這些木乃伊的生活時(shí)間大概在公元前950年到公元350年之間,。首先,,克勞澤團(tuán)隊(duì)優(yōu)先聚焦于提取樣本的線粒體DNA。因?yàn)榫€粒體DNA比核DNA拷貝數(shù)更高,,在每個(gè)細(xì)胞中有成百上千個(gè)DNA拷貝,,比起單個(gè)細(xì)胞核中的一個(gè)完整基因組,線粒體的DNA更容易被發(fā)現(xiàn),,尤其對(duì)這種經(jīng)嚴(yán)重降解后DNA殘留量非常少的檢材,,線粒體DNA的優(yōu)勢更加明顯。 當(dāng)遺骸非常陳舊或嚴(yán)重降解時(shí),,骨骼,、牙齒和毛發(fā)是唯一可提取DNA的生物檢材。于是,,研究人員們從其中90具木乃伊的骨骼和牙齒中提取了有效的線粒體DNA,。但是問題來了,人類的遺傳方式?jīng)Q定了線粒體DNA是遵照“母系遺傳”的——卵子大約有10萬個(gè)線粒體DNA分子,,極大地消弱了可能進(jìn)入受精卵細(xì)胞的父系線粒體DNA,,于是在沒有突變的情況下,,母親卵細(xì)胞的線粒體DNA分子將直接傳遞給子代且不受任何男性因素的影響。因此克勞澤和他的團(tuán)隊(duì)在從90具木乃伊上提取了線粒體DNA后,,又繼續(xù)在其余樣本上不懈努力,,力求能夠找到更完整而不被污染的基因組。 如何區(qū)別木乃伊身上的古今DNA呢,?克勞澤團(tuán)隊(duì)和此前所有科學(xué)家們一樣面臨著這個(gè)問題,。經(jīng)過長時(shí)間的鉆研,結(jié)合此前的學(xué)術(shù)研究,,克勞澤驚奇地發(fā)現(xiàn)當(dāng)DNA在過去的幾個(gè)世紀(jì)中緩慢分解時(shí),,它們會(huì)發(fā)生非常有特色的化學(xué)變化——古代DNA以特定的方式衰變,DNA堿基G在DNA鏈的一端變成A,,而C在另一端變成T,。這種獨(dú)特的化學(xué)模式使科學(xué)家們得以區(qū)分出古老的DNA鏈和新的DNA,再通過自動(dòng)基因測序儀將去污后的DNA鏈重新拼湊在一起,,最終還原出了一個(gè)完整的基因組,! 由于損耗和污染較為嚴(yán)重,克勞澤團(tuán)隊(duì)最終也僅重建了3具木乃伊的全基因組數(shù)據(jù)集,,這3具木乃伊分別來自前托勒密王朝(公元前5世紀(jì)以前),、托勒密王朝(公元前3世紀(jì)左右)和古羅馬時(shí)期(公元1世紀(jì)左右)。盡管數(shù)量少,,但這已然是人類研究史上來之不易的成功了,。 用DNA追尋古埃及人蹤跡 因?yàn)楣虐<暗蹏兄鴦?dòng)蕩的歷史,,曾在不同的時(shí)間被多次征服,,尤其這次研究所選取的木乃伊樣本跨越了1300年的古埃及歷史,在這1300年間古埃及曾經(jīng)歷多次戰(zhàn)爭,,先后被希臘和羅馬帝國并入,。所以團(tuán)隊(duì)中的研究人員認(rèn)為,強(qiáng)國入侵一定在古埃及人基因中留下了痕跡,。 然而基因比對(duì)的結(jié)果卻出乎所有人意料,。 克勞澤的團(tuán)隊(duì)將這些木乃伊的線粒體和核DNA與中東、歐洲及非洲的古代和現(xiàn)代人群進(jìn)行了對(duì)比,,他們發(fā)現(xiàn)古代埃及人與古黎凡特人(即托羅斯山脈以南,、地中海東岸、阿拉伯沙漠以北和上美索不達(dá)米亞以西的一大片地區(qū))有著十分相近的血緣,,還與新石器時(shí)代的安納托利亞半島和歐洲人在基因上有很高相似性,。而千年前帝國強(qiáng)權(quán)的侵略并沒有改變古埃及人的基因組成,來自不同時(shí)期的三個(gè)木乃伊的核基因組數(shù)據(jù)也顯示出顯著的遺傳連續(xù)性,。 雖然侵略戰(zhàn)爭沒有在古埃及人的基因組成中留下痕跡,,但人口遷徙做到了——木乃伊的基因中幾乎不含撒哈拉以南非洲人群的DNA,,但現(xiàn)代埃及人線粒體DNA中卻含有約15%~20%,這就意味著,,最近1500年來該地區(qū)可能發(fā)生重大的人口遷徙,。根據(jù)歷史我們可以知道,從公元350年開始,,來自非洲南部的人們開始在埃及扎根,,包括奴隸貿(mào)易在內(nèi)的尼羅河貿(mào)易的增加,穿越撒哈拉沙漠的奴隸販賣,,以及伊斯蘭教在中世紀(jì)的傳播,,更加劇了埃及人與撒哈拉以南非洲人群的接觸,科學(xué)家們認(rèn)為基因的融合就此發(fā)生,。 盡管全世界都承認(rèn)這項(xiàng)研究成果對(duì)古埃及人類文明研究有巨大意義,,但我們也不能不看到它的局限性。正如一些科學(xué)家指出的,,埃及是一個(gè)很大的地方,,不同的區(qū)域可能以不同的方式經(jīng)歷了戰(zhàn)爭,可能有著更多的基因混合,??藙跐蓤F(tuán)隊(duì)選取的木乃伊樣本來自尼羅河流域的阿布西邁利克,這個(gè)區(qū)域發(fā)掘出了數(shù)以千計(jì)的木乃伊,,但畢竟不能代表整個(gè)埃及,,要知道,科學(xué)家們預(yù)估埃及待發(fā)現(xiàn)的木乃伊數(shù)量起碼有100萬個(gè),! 但無論如何,,這種基因研究方法無疑開啟了對(duì)木乃伊遺傳物質(zhì)研究的新大門,研究人員還將在其他時(shí)期的古埃及遺址中使用這項(xiàng)方法,,進(jìn)一步探索這個(gè)古老文明,。正如克勞澤所說,“這是對(duì)埃及基因歷史的首次匆匆一瞥,,只是一個(gè)開始,。” |
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