研究小组揭示了安第斯山脉古代文明的基因组历史
一个国际研究小组在欧洲接触之前，对安第斯山脉中部和海岸的古代文明的基因组历史进行了首次深入、广泛的研究。
5月7日发表在“细胞”(Cell)杂志网站上的这些发现，揭示了附近地区群体之间早期的基因差异，安第斯山脉内外的人群融合，在文化剧变中令人惊讶的基因连续性，以及该地区一些最著名的古代文明的祖先世界主义。
由哈佛医学院和加州大学圣克鲁斯分校的研究人员领导的研究小组分析了生活在500年到9000年前的89个人的全基因组数据。在这些基因组中，有64个基因组被新测序，年龄从500年到4500年不等-使用南美全基因组数据的古代个体数量增加了一倍多。
这项分析包括安第斯山脉标志性文明的代表，他们之前没有报告过全基因组数据，包括莫切人、纳斯卡人、瓦里人、提瓦纳库人和印加人。
这是一个迷人而独特的项目，内森·中津内森(Nathan Nakatsuka)说，他是这篇论文的第一作者，也是哈佛大学布拉瓦特尼克研究所(Blavatnik Institute)大卫·赖克(David Reich)实验室的博士/博士生。
加州大学圣克鲁斯分校副教授、与Reich共同撰写这篇论文的高级作者拉尔斯·费伦-施密茨(Lars Fehren-Schmitz)表示，这是第一次对安第斯人口历史进行详细研究，研究对象是具有广泛时间和地理覆盖范围的殖民前基因组。
HMS的遗传学教授、麻省理工学院和哈佛大学博德研究所的副成员赖克说，这项研究也朝着纠正全球古代DNA数据的不平衡迈出了重要的一步。
他说，到目前为止，绝大多数已发表的古代DNA研究都集中在欧亚大陆西部。南美的这项研究让我们开始以高分辨率辨别这个世界上这个极其重要的地区人类运动的详细历史。
安第斯山脉中部环绕着今天的秘鲁，是世界上为数不多的发明农业而不是从其他地方采用农业的地方之一，到目前为止，南美洲最早出现复杂文明的地方也被记录在案。作者说，虽然该地区一直是考古学研究的主要焦点，但到目前为止，还没有对全基因组古代DNA进行系统的描述。
遗传学家，包括目前的几名团队成员，之前作为一个整体研究了南美洲深厚的遗传史，包括对几千年前安第斯高原上的几个人的分析。还对安第斯山脉的今天居民进行了分析，并对单个古老的安第斯山脉遗址进行了有限数量的线粒体或Y染色体DNA分析。
然而，这项新的研究在这些发现的基础上进行了扩展，以提供更全面的描述。现在，Nakatsuka说，研究人员终于能够看到安第斯山脉的遗传结构是如何随着时间的推移而演变的。
Reich说，通过关注通常被称为哥伦布前的历史，这项研究展示了大规模的古代DNA研究如何能够比单独研究今天的群体更多地揭示古代文化。
赖克解释说，在安第斯山脉，根据现代人的DNA分析重建人口历史一直是具有挑战性的，因为自从与欧洲人接触以来，人口结构发生了如此大的变化。有了古代DNA数据，我们可以对人的活动进行详细的重建，以及这些活动与考古记录中已知的变化之间的关系。
分析显示，到9000年前，生活在安第斯高地的群体与最终居住在太平洋海岸的群体在基因上变得截然不同。这种早期分化的影响今天仍然可以看到。
将在五月获得系统、合成和数量生物学博士学位的Nakatsuka说，区别于生活在高原地区的人的基因指纹是非常古老的。
研究小组发现，到5800年前，北方的人口也从南方流行的人口中发展出了截然不同的基因特征。再说一次，今天可以观察到这些不同之处。
研究小组发现，在那之后，安第斯山脉的所有地区都出现了基因流动，尽管在2000年前之后，基因流动急剧放缓。
费伦-施密茨说，令人兴奋的是，我们实际上能够确定安第斯山脉相对细粒度的人口结构，使我们能够区分沿海、北部、南部和高地群体以及生活在喀地卡盆地的个人，#34；费伦-施密茨说。
宾夕法尼亚州立大学的研究合著者何塞·卡普里莱斯说，这对安第斯山脉的考古学意义重大，现在将允许我们就当地的人口统计数据和文化网络提出更具体的问题，这项研究的合著者何塞·卡普里莱斯(Jose Capriles)来自宾夕法尼亚州立大学(Pennsylvania State University)。
研究小组发现了安第斯山脉内部以及安第斯山脉和非安第斯山脉人口之间的基因交换。
研究人员发现，古代人在秘鲁南部和阿根廷平原之间以及秘鲁北部海岸和亚马逊之间迁徙，基本上绕过了高地。
费伦-施密茨特别感兴趣的是发现印加时期远距离流动的迹象。具体地说，他惊讶地发现，不仅在秘鲁库斯科周围，而且在阿根廷南部安第斯山脉的一个儿童祭品中，他还发现了古代北海岸的祖先。
这可以被视为印加统治下个体迁移的遗传证据，这是我们从民族历史、历史和考古学来源得知的一种做法，他说。
Nakatsuka说，尽管安第斯山脉基因交融的发现与已知的考古学联系相关，但它们可能会促使更多的考古研究，以了解移民背后的文化背景。
他说：现在我们有更多的证据表明重要的迁徙，以及它们发生的时间的一些限制，但需要做进一步的工作才能知道这些迁徙到底是为什么发生的。
分析显示，尽管有明显的文化转型，但多个地区在过去2000年里保持了遗传连续性。
Reich说，这一发现与世界上许多其他地区形成了鲜明对比，在这些地区，古代DNA研究经常证明在这一时期发生了大量的基因更替。
作者说，早期出现的人口结构在重大的社会变革中持续存在，并进入现代社会。这些发现提供了新的证据，可以与考古和其他记录结合起来，为该地区不同群体的古代史理论提供信息。
Nakatsuka说，令我们惊讶的是，在许多大规模的安第斯文化的兴衰过程中，我们观察到了强大的基因连续性，比如莫切人、瓦里人和纳斯卡人。我们的结果表明，这些文化的衰落并不是由于大量移民进入该地区，例如，从入侵的军事力量进入该地区，这一情况在世界其他一些地区已经有记录。
延续趋势的两个例外是提瓦纳库和印加文化称之为家的巨大城市中心。研究小组发现，这些文明的首都地区并不是基因上相当同质的，而是世界性的，容纳着来自许多遗传背景的人。
Nakatsuka说，开始看到这些祖先异质性的迹象是很有趣的。这些地区与我们现在在纽约市和其他大城市看到的有一些相似之处，在这些地方，有着非常不同祖先的人们共存在一起。
这项研究包括来自许多学科和许多国家的作者，包括阿根廷、澳大利亚、玻利维亚、智利、德国、秘鲁、英国和美国。
阿德莱德大学(University Of Adelaide)的研究合著者巴斯蒂安·拉马斯(Bastien Llamas)说，这是一个令人印象深刻的跨学科合作，但同样重要的是，国际合作。在费伦-施密茨和赖克的领导下，所有人都非常密切地合作起草了这份手稿。
Fehren-Schmitz说，重要的是与当地科学家合作，他们属于研究中分析的个人的后裔社区，并获得土著和其他当地团体以及地方政府的许可，并不断与之接触。
对古代个体DNA的分析对今天的社区有重要意义。一个是关于骨骼材料的物理处理，这可能对涉及的群体很敏感。
这项工作提供了治愈过去创伤的机会。在一个案例中，之前存放在美国的库斯科公司的一个样本被送回了秘鲁。很久以前从墓地不当带走的其他遗骸可以进行碳年代测定和重新埋葬。
苏黎世大学(University Of Zurich)的研究合著者基亚拉·巴比耶里(Chiara Barbieri)表示，在没有哥伦布之前的书面历史的情况下，考古一直是重建非洲大陆复杂历史的主要信息来源。
她说：“通过对古代DNA的研究，我们可以阅读古代群体的人口学历史，了解古代群体和现代群体是如何联系在一起的。”“与活着人口的基因研究的联系开启了与过去的直接对话，并提供了一个让当地社区参与的机会。”
Nakatsuka说，研究人员试图在每个地区考古学家的帮助下，让社区深度参与进来。他们的努力包括就这项研究进行公开演讲，并将材料翻译成西班牙语。
Nakatsuka说，我们真的很高兴我们论文的摘要和关键发现被翻译成细胞论文本身的一部分，以增加我们工作的可及性。我们希望未来的研究能做类似的翻译，包括适合学校、博物馆展品和文化组织的非专业观众的版本，我们也在这样做。