北方人比南方人的基因更“强势”？中国古生物学2020年度十大进展公布

来源：扬子晚报网

2021-03-12 21:10

北方人比南方人的基因更“强势”？2021年3月12日上午，中国古生物学会在南京发布“中国古生物学2020年度十大进展”评选结果。基干兽类听觉和咀嚼器官模块式演化分离节点等2古生物届重要发现入选年度十大。本次入选成果由中国科学院、西北大学、中国地质大学(武汉)、中山大学等科研院所和高校领衔完成。成果集中反映了中国科技工作者在古生物学各个分支方向上所取得的具有国际影响力的高水平创新研究成果。

A 为人类“寻根”！古人类基因密码被破译

我们是谁？我们从何而来？这是古今中外人类探究自我的终极发问。这不仅仅是一个哲学话题，更是个严谨的科学问题。科学界对于人类不同族群演化的研究从未停止。但有关东亚，尤其是中国早期人群的遗传演化研究非常匮乏。

中科院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹课题组对中国南北方古人群首次展开时间跨度最大、规模性、系统性的古基因研究，揭示中国南北方古人群早在9500年前已经分化。北方人群成分影响现今人群更为显著，基本形成了现今中国人群的遗传结构。相关研究成果发表在《科学》（Science)杂志上。

南北方古人群样本的地理位置与测年时间分布图

9500年前，中国已有明显的南北方人群分化

在我国960万平方公里的土地上，北方人与南方人方言各异，外貌特征也存在一定的差异。巧妹团队通过对大量的中国南北方人群的古基因组研究发现，在中国，南北方人群早在9500年前已分化，两地人群分别携有截然不同的古南方人群成分和古北方人群成分；至少在8300年前南北人群融合与文化交流的进程即已开始，4800年前出现强化趋势，至今仍在延续。

现代人中，古北方人的基因更“强势”

研究表明，随着时间的推移，东亚大陆南北方人群之间的差异性和分化程度逐渐缩小，这种变化暗示着自新石器时代以来南北方之间频繁的人群迁移与混合。有意思的是，北方人群成分影响现今人群更为显著，基本形成了现今中国人群的遗传结构。

该结果表明中国南、北两地同期人群演化一直是基本连续的，与欧洲人群自9000年以来不断受到近东和欧亚草原外来人群的“大换血”不同，中国人群没有受到明显的外来人群影响，迁徙混合主要是发生在区域内的各人群之中，表明近万年来中国人群的演变主要是内部基因流动带来的变化。该结果为华夏族群的形成过程亚久提供了重要线索。

沿海地区是人群迁徙流动的重要通道

学术界有一种说法认为距今5000年及以前，中国福建奇和洞人与台湾海峡亮岛人等古南方人群属于“第一层”人群；他们与从事农业经济的“第二层”农业人群，也就是现代东亚人是截然不同的。但付巧妹团队的研究修正了这一说法，其研究表明在至少8400年前，组成现今东亚人群、南岛语系人群基因结构的主要祖先群体之一已经在东南沿海出现。沿海地区是人群迁徙流动的重要通道。

中国南方重要人类样本：约8400年前福建奇和洞2号个体的出土图

该研究自2020年5月14日在《科学》（Science)杂志上发表后，得到国内外媒体和舆论的广泛关注，被自然新闻等评价称其绘制出早期农业人群的迁徙扩散图景，填补了东方尤其是中国地区早期人类遗传与演化的重要信息缺环，为丰富东亚人类演化过程的细节知识和学术认知做出重要科学贡献。

B 这些古生物的重大进展，引起国内外关注

1 你见过长5只眼睛的“虾”吗？

占据“海陆空”，当代动物界个体数量最多——要说节肢动物是地球上最成功的动物之一，一点也不为过。现如今，我们熟知的蝴蝶、螃蟹、蜈蚣和蜘蛛，都是节肢动物，它们的共同点是：具有分节的身体和附肢。不过，一百多年来，“节肢动物的起源”一直是生物演化研究的一大科学难题。

中国科学院南京地质古生物研究所科学家在2020年宣布，发现一种5亿多年前长相奇异的化石，化石上的“虾”就长有5只眼睛，其身体还兼具巨型捕食动物奇虾和节肢动物的多种特征。

麒麟虾化石南京古生物所供图

专家说，之所以称为“麒麟虾”，是因为它如同中国传统神话中的“四不像”瑞兽——麒麟”一般，身体嵌合了多种动物的形态特征。“章氏麒麟虾”揭开节肢动物起源之谜的过渡型物种。这是我国云南“澄江动物群”中又一最新发现，给生物进化论又添实锤。该研究成果发表于《自然》（Nature)杂志。

研究团队

2 一亿年前的虫虫如何“生娃”

一亿年前的小虫是如何交配，又是如何生娃？由中国科学院南京地质古生物研究所王博研究员带领的研究团队基于缅甸克钦琥珀中的标本，分析了阿纽蝎蛉科昆虫长口器的三维解剖学形态特征，并发现在白垩纪中期已出现至少5个科的长口器传粉昆虫，表明了白垩纪传粉昆虫的多样性和复杂性；确认了黑帝斯蚁特化的捕食机制，并厘定了早期蚂蚁的演化历史；重建了克钦琥珀中介形虫的软躯体结构（包括巨型精子），将动物精子化石记录提前了至少5000万年。上述成果为解释跳蚤起源，传粉和社会性昆虫以及介形虫的早期演化提供了新见解。

王博团队还首次发现了有介形虫“巨型精子”行有性生殖的行为在一亿年前就已存在。令人惊讶的是，介形虫的精子之“巨大”，占到了它本身体长的三分之一！而它们的交配行为，一亿年几乎没有发生变化。

一亿年前介形虫交配复原图南京古生物所提供

3 1.24亿年前的分手，来自“听”和“嚼”

这是一场来自1.24亿年前的特殊“分手”，主角一个是管“听”的器官，一个是管“嚼”的器官。

没错，在很久以前，负责“听觉”和“咀嚼”的器官是一体的。听骨和齿骨分离并高度分化，是哺乳动物与爬行类的重要差别，但两种感觉器官的分离过程，一直缺乏令人信服的化石证据。来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的毛方园、王元青与美国自然历史博物馆孟津等学者合作，基于1.24亿年前的李氏源掠兽化石发现：曾经一体化的听觉和咀嚼器官，为了适应自然选择，提高听觉和咀嚼的效率，两个模块逐渐分离。该成果发表在《科学》（Science）上。

李氏源掠兽生态复原图

值得一提的是，作为听觉器官的重要部分，中耳接收信号，内耳向大脑传递信号，如今这块李氏源掠兽化石研究还发现，与中耳听骨紧密相关的内耳，其耳蜗管以直线方式向颅基部延长，但已到达极限，代表着哺乳动物耳蜗用不同方式增长，以提高听力的一个演化“试错实验”。

4 4700万年前，青藏高原竟是“香格里拉”

青藏高原被称为“世界屋脊”，高原腹地年平均温度在0℃以下。但是在大约4700万年前的始新世中期，这里却有着一片亚热带森林。由中国科学院西双版纳热带植物园和中国科学院古人类与古脊椎动物研究所专家联合国、内外专家，深入研究了青藏高原中部中始新世湿润低地的亚热带生态系统。

该项研究成果报道了青藏高原迄今物种最为丰富的新生代化石植物群，揭示高原中部4700万年前存在亚热带森林，证明青藏高原在当时和北半球其他地区有着密切的植物区系交流，并且对北半球现代植物多样性分布格局有着重要贡献。

此外，古植物证据结合模型模拟表明，中始新世青藏高原中部存在温暖湿润的季风气候，具有一个海拔不超过1500米的东西向中央谷地，直到中新世才逐渐形成现在的高原。该成果为认识青藏高原主体在形成初期时的生物多样性面貌及其对全球植物区系交流的贡献打开了一扇窗口，也为探讨高原的形成过程提供了重要的古生物学依据。