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按DNA划分:考古学和古代基因组学之间的不安定关系

发布时间:2018-05-17  点击数:[45]

遗传学和考古学已经有三十多年了 - 第一部古人类脱氧核糖核酸论文4于1985年报道了埃及木乃伊(现在被认为是污染)的序列。但是在21世纪中后期测序技术的进步使得这些领域处于碰撞过程中。

2010年,丹麦自然历史博物馆的Eske Willerslev领导的科学家使用来自4000岁本地格陵兰人的一hair头发中的DNA产生了第一个完整的古代人类基因组序列3。克里斯蒂安森在他眼前看到了这一领域的未来,并要求维勒斯列夫与欧洲研究委员会合作,并允许他们考察人类的流动性,因为新石器时代晚期在大约4000-5000年前让位于青铜时代。

协会问题

移民一直是考古学家紧张的主要原因。他们一直在争论人类运动是否对考古学记录中的文化变化负责,比如贝尔烧杯现象,或者它是否仅仅是通过文化交流进行的思想。与它们相关的文物所确定的人群被视为科学殖民地过去的残余物,并且强加了人造类别。 “罐子是罐子,不是人,”普遍认为。

大多数考古学家此后抛弃了史前史就像风险游戏的观点,在这种游戏中,同质的文化群体在世界地图上征服他们的道路。相反,研究人员倾向于专注于理解少数古代遗址和居住在那里的人们的生活。 “考古学已经摆脱了这些宏大的叙述,”伦敦自然历史博物馆的生物考古学家汤姆布斯说,他是使用古代DNA追踪英国农业到来的团队的一员。 “很多人认为你需要了解地区变化以理解人们的生活。”

古代的DNA工作 - 一再表明,一个地区的现代居民往往与过去居住的人不同 - 承诺不管是好是坏,都将重点放在移民到人类史前时期。 “马萨诸塞州波士顿哈佛医学院的人口遗传学家大卫赖克说:”遗传学特别擅长检测人群中的变化。克里斯蒂安森说,考古学家“准备接受个人旅行”。但是在他研究的青铜时代,“他们没有准备好进行大规模的迁徙。那是一件新事物。“

根据当地地球化学的不同,对牙齿中锶同位素的研究5已经暗示,一些青铜时代的个体在其寿命中移动了数百公里,Kristiansen说。他和威勒斯列夫想知道DNA分析是否可能在这段时间内检测到整个种群的移动。

他们会有竞争。 2012年,纽约奥尼昂塔哈特威克学院的考古学家大卫安东尼将自己的汽车装满了他和他的同事们从俄罗斯萨马拉附近的草原上挖出的人类遗骸,其中包括与青铜时代牧民有关的骨骼文化称Yamnaya。他将他们带到由波士顿帝国创立的古老DNA实验室。像克里斯蒂安森一样,安东尼很舒适地对过去进行大规模的理论研究。他在2007年出版的“马,车轮和语言”一书中提出,欧亚大草原是马化驯化和轮式运输的现代发展的熔炉,它推动了一种叫做“整个欧洲和亚洲部分地区的印欧语系。

在决斗2015 i Nature i这些研究小组得出了大致相同的结论:当今俄罗斯和乌克兰草原草原的牧民涌入 - 与Yamnaya文化人工制品和土堆墓葬等做法相关 - 已经取代了大部分中央基因库和大约4,500-5,000年前的西欧。这与新石器时代的陶器,墓葬风格和其他文化表现形式的消失以及分布在整个欧洲北部和中欧的科德瓦尔文化艺术品的出现一致。 “这些结果令考古界震惊,”克里斯蒂安森说。

剪线钳

结论立即遇到了后退。 Reich说,其中一些甚至在论文发表之前就开始了。当他在几十名合作者中散发一份草稿时,一些考古学家退出了这个项目。对很多人来说,连接有线产品的人已经取代了西欧的新石器时代的团体,这让人想起20世纪初期的德国考古学家古斯塔夫科辛纳的想法,该考古学家将科尔德文化文化与现代德国人联系起来, a''风险'/ i'董事会“的观点,被称为和解考古学。这个想法后来纳入纳粹思想。

在这篇141页的补充材料中包含的一篇论文中,Reich通过明确拒绝Kossinna的想法赢得了他的合着者。他说,这一事件是大开眼界中流露出更多的观众会如何看待基因研究声称规模宏大的古迁移

不过,并不是每个人都满意。英国布里斯托尔大学的考古学家沃尔克海伊德在一篇题为'Kossinna's Smile'的文章8中不同意这一结论,认为人们从草原向西迁移,但他们的遗传特征如何与复杂的文化表现形式相混淆。他说,有色货物和亚姆纳亚墓葬与他们相似的地方有很大不同,至少在俄罗斯草原和西方地区早于亚姆纳亚文化之前有文化交流的证据。这些事实都没有否定遗传学论文的结论,但他们强调了这些文章在解决考古学家感兴趣的问题上的不足之处,他认为。 “虽然我毫不怀疑他们基本上是正确的,但过去的复杂性并没有体现,”赫伊德在发出呼吁武装之前写道。 “与其让遗传学家确定议程并设定信息,我们应该教会他们关于过去人类行为的复杂性。”

安德霍斯堡是德克萨斯州达拉斯南卫理公会大学的分子人类学家和史前学家,他将这种紧张局势归因于交流问题。考古学和遗传学对过去有不同的看法,但经常使用类似的术语,如物质文化的名称。 “这是C.P.斯诺再一次,”她说,指的是英国科学家对科学和人文科学之间深刻的理性鸿沟感叹的有影响力的“两种文化”讲座。霍斯堡抱怨说遗传结果往往优先于考古学和人类学对过去的推论,而这种“分子沙文主义”阻碍了有意义的参与9。 “就好像遗传数据,因为它们是由实验室外套中的人员产生的,对宇宙有着某种纯粹的真理。”

霍斯堡看到她自己的非洲史前史领域开始感受到古代基因组学的震撼,他说考古学家们因为他们的工作被误解而应该对考古遗迹施加影响力,要求与遗传学家建立更公平的伙伴关系。 “合作并不意味着我给你发了一封电子邮件,说'嘿,你有一些非常酷的骨头。我会为您提供 i Nature i “这不是一种合作,”她说。

许多考古学家也试图理解和参与遗传学方面的不方便的发现。例如,卡林说,贝尔烧杯基因组研究让他进行了“反思之旅”,在这个研究中他质疑了自己对过去的看法。他对这项研究中包含的DNA样本的选择以及贝尔烧杯文物的出现与英国基因库中90%以上的替代时间恰好相吻合的结论提供了依据。 “我不想从无知的角度来质疑它,”卡林说。

和海德一样,他接受了祖先的转变(尽管他对时间和规模有疑问)。事实上,现在这些结果让他想到如何在西方Kennet长期的手推车上留下陶器和其他贡品等文化习俗,以应对这种动荡。 “我将这些论文的许多特征描述为'地图和描述'。他们正在研究遗传特征的运动,但就发生的方式或原因而言,这些事情并没有得到探索,“卡林说,他不再受断开的影响。 “我越来越接受考古学和古代DNA讲述不同故事的观点。”他研究的文化和社会实践的变化可能与帝国和他的团队发现的人口变化一致,但他们不一定不得不。而这样的生物学见解永远不能完全解释考古学记录中捕捉到的人类经验。

。帝国同意他的领域是“地图制作阶段”,而遗传学只勾画出粗糙过去的轮廓。扫地的结论,如在2015年草原迁移文件提出,将让区域为重点的研究,更精妙

这已经开始发生。尽管贝尔烧杯研究发现英国遗传构成发生了深刻的变化,但它否认了文化现象与单一种群相关的观点。在伊比利亚,与贝尔烧杯商品一起埋葬的人与当地早期人群密切相关,与北欧与烧杯有关的个人(与Yamnaya等草原群体有关)共享少许血统。盆做了移动,而不是人。

。帝国描述为一个“助产士”提供古DNA技术考古学家,谁可以申请它的自己的角色因为他们认为合适。 “他预测说:”考古学家会接受这种技术,而不会成为Luddites,他们会自己做。“

更强大的合作关系

坐落在前东德图林根州一个沉睡的山谷中,耶拿市已成为考古学和遗传学融合的不可能中心。 2014年,着名的马克斯普朗克协会在那里建立了一个人类历史科学研究所,并成立了一位古代DNA研究领域的后起之秀 - 约翰内斯克劳斯,担任董事。克劳斯是莱比锡马克斯普朗克进化人类学研究所的遗传学家斯万特帕帕的门徒。在那里,克劳斯研究了尼安德特人的基因组,并帮助发现了一个新的古老的人类群体,即Denisovans11。

鉴于派亚博士的重点是将遗传学应用于有关古代人类及其亲属的生物问题,克劳斯认为该技术的应用范围更广。在领导耶拿研究所之前,他的研究小组在第十四世纪死于黑死病的人的牙齿中鉴定了致死性细菌的DNA,这是第一个直接证明该流行病可能起因的直接证据12。在耶拿,克劳斯希望带来遗传学,而不仅仅是像“新石器时代”和“青铜器时代”这样的“史前”时期,在那里考古方法是重建过去的主要工具,也是最近的时代。与历史学家的联系仍在进行中,但考古学和遗传学已深入研究所。克劳斯指导的部门甚至称为考古遗传学。 “我们必须是跨学科的,”他说,因为遗传学家正在解决考古学家,语言学家和历史学家几十年来一直在研究的问题和时间段。

克劳斯和他的团队已经大量参与了古代基因组学的制图阶段(他与许多此类项目的帝国团队密切合作)。但去年年底公布的一项研究13着重于德国新石器时代与青铜器时代之间的过渡,赢得了来自大型古代DNA研究的考古学家的赞扬。

在由耶拿研究所负责职位的Stockhammer领导下,该团队分析了巴伐利亚州南部莱赫河流域的84个新石器时代和青铜器时代的骨骼,时间可追溯至公元前2500至1700年。被称为线粒体的细胞结构的基因组中的多样性,这些细胞结构是母系遗传的,在此期间上升,表明有女性涌入。同时,牙齿中的锶同位素水平 - 这是童年时期确定的 - 表明大多数女性不是本地的。在一个案例中,两个居住在彼此几代人之间的相关人员被发现埋有不同的物质文化。换句话说,考古记录中的一些文化变化可能不是由于大规模的迁移,而是由于个别女性的系统性流动。

考古学家对古代DNA的垂涎欲滴是更多这样的研究的前景。 Stockhammer表示,在不久的将来,考古学家将能够对所有人的基因组进行测序并构建当地家谱,同时确定个体如何适应更大的祖先模式。这应该允许研究人员询问生物亲缘关系如何与物质文化或地位的继承有关。 “这是历史的大问题。 Stockhammer说,他们现在只能通过合作来解决问题。

这种方法的另一个亮点是2月份在bioRxiv预印本服务器上出现14。这篇论文探讨了欧洲的移民时期,当时的'野蛮人'填补了罗马帝国衰落后留下的空白。在这篇论文中,遗传学家,考古学家和历史学家组成了来自匈牙利和意大利北部的两座中世纪公墓的63人的家谱,并与一个名为Longobards的团体相关联。他们发现埋葬在墓地的高级外人的证据:大多数中欧和北欧的遗传祖先与当地人不同,后者倾向于没有物品而被埋葬 - 为一些野蛮人群体包括外人提供暂时支持。

新泽西州普林斯顿高级研究学院的中世纪历史学家帕特里克·吉瑞(Patrick Geary)联合领导了Longobard研究,他不会评论这项研究,因为它现在正在进行同行评议。但他说,对迁徙时期等历史时期的基因研究也存在缺陷。 Geary说,历史学家正在越来越多地将诸如古气候记录等数据纳入他们的工作中,并且将与古代DNA一样。但他们分享考古学家担心生物学和文化将被混为一谈,而弗兰克斯,哥特斯或维京人等问题的名称将被遗传概况所证实,压倒了古代人如何看待自己的见解。 “现在,历史学家想知道的是身份,”他说。 “遗传学不能回答这些问题。”

帝国承认,他的领域并不总是以考古学家和历史学家所期望的细微差别或准确性来处理过去。但他希望他们最终能够被他的领域带来的洞察力所左右。 “我们是野蛮人迟到研究人类的过去,”赖希说。 “但忽视野蛮人是危险的。”

Nature 555,573-576(2018)

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