一项国际基因组学研究揭示,早期亚洲人进行了人类已知的最长史前迁徙。这些早期人类在十万多年前游荡在地球上,据信他们从北亚步行穿越超过二万公里,到达南美洲的最南端。科学家们绘制了亚洲人出乎意料的广泛遗传多样性图谱,而他们占全球人口的超过一半。这些发现推翻了长期以来的欧洲遗传主导假设,并表明南美土著人具有亚洲血统。该研究还揭示了如此大规模迁徙和不同环境如何塑造人类进化,包括人口如何适应疾病及其免疫系统如何演变。
由新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)新加坡环境生命科学工程中心(SCELSE)及亚洲环境学院(ASE)的科学家领导的一项国际基因组学研究显示,早期亚洲人进行了人类最长的史前迁徙。
这些史前人类在十万多年前游荡在地球上,预计他们从北亚步行穿越超过二万公里到达南美洲的最南端。
这段旅程可能历经数代人,耗时数千年。过去,陆块的形态也不同,某些部分被冰层连接,使得这条路线成为可能。
该研究得到了GenomeAsia100K联盟的支持,本周在《科学》杂志上发表,分析了来自139个不同民族的1,537个个体的DNA序列数据。
该研究涉及来自亚洲、欧洲和美洲22个机构的48位作者。
研究人员追踪了一条古老的迁徙路线,起始于非洲,经过北亚,最终抵达今天阿根廷的火地岛,那里被视为人类迁徙在地球上的最后边界。
通过比较共享祖先和随时间积累的遗传变异模式,团队能够追踪不同人群的分裂、迁移及适应新环境的过程。
这些模式使团队能够重建古老的迁徙路线,并估算不同人群分化的时间。
重建的路线详细描述了早期人类如何到达美洲的最边缘,研究结果表明,这个开创性的群体克服了极端环境挑战,完成了跨越千年的旅程。
一个关键的发现是,这些早期移民在大约14,000年前到达南美洲的西北端,即现代巴拿马与哥伦比亚交界的地方。
在这个关键的入境点,人口分化为四大群体:一个留在亚马逊盆地,其他的向东移至干恰科地区,向南到达巴塔哥尼亚的冰川,穿越安第斯山脉的山谷,而安第斯山脉是世界上最高的山脉(除亚洲外)。
通过分析欧亚和南美土著人群的遗传特征,GenomeAsia100K项目的研究者首次绘制了亚洲意外的广泛遗传多样性图谱。
理解迁徙和遗传韧性
该研究还揭示了如此大规模迁徙的演化后果。
NTU亚洲环境学院的副教授金熙林,研究的通讯作者,解释说,数千年的艰苦旅程减少了移民人群的遗传多样性。
“这些移民只携带了他们祖先人群基因库的一部分,通过漫长的旅程。因此,遗传多样性的减少也导致免疫相关基因的多样性下降,这可能限制了一个人群对各种传染病的抵抗能力,”金教授解释道,作为SCELSE的首席研究员和GenomeAsia100K的副主任。
“这可能解释了为何一些土著社区对后来的移民所引入的疾病(如欧洲殖民者带来的疾病)更易感。理解过去的动态如何塑造如今人群的遗传结构,可以深入洞察人类的遗传韧性。”
SCELSE高级研究员Elena Gusareva博士,研究的第一作者,表示这些早期群体在新的生态位中定居,数百代以来,他们的身体和生活方式因应各区域独特的挑战而演变。
“我们的发现突显了早期多样化土著群体在极为不同环境中成功定居的非凡适应能力。通过在SCELSE使用高分辨率全基因组测序技术,我们如今能够揭示人类迁徙的深层历史及早期定居者所留下的遗传足迹。”
亚洲在基因研究中的重要性
NTU的教授Stephan Schuster,研究的高级作者和GenomeAsia100K联盟的科学主任表示:“我们的研究显示,亚洲人群中发现的遗传组群多样性更大,而非欧洲人群,这一直是由于大型基因组测序项目中的抽样偏见而被假设。”
“这重塑了我们对历史人口迁徙的理解,并为未来人类进化的研究奠定了更坚实的基础。我们的新见解强调了在基因研究中增加亚洲人群代表性的重要性,尤其是在基因组学在个性化医学、公共健康和人类进化理解方面起着至关重要的作用,”Schuster教授补充道,他是NTU生物科学学院的总统讲座教授,以及SCELSE的副中心主任。
通过追踪迁徙和隔离对遗传特征的影响,该研究提供了不同人群如何对疾病作出反应及其免疫系统如何演变的洞察。
这些发现还帮助科学家更好地理解美洲土著人群的遗传构成,并帮助政策制定者更好地保护和保育土著社区。
这还展示了先进的基因组工具和全球合作如何加深人类对人类进化的理解,并为未来的医学和科学突破提供信息。
[1] GenomeAsia100K是一个非营利联盟,专注于测序和分析100,000个亚洲基因组,以推动人群特异的医学进展和精准医学。