中国中全新世（6Ka BP）和末次盛冰期（18Ka BP）生物群区的重建

利用中国第四纪孢粉数据库提供的 116个 6kaBP (± 5 0 0年 )和 39个 18kaBP (± 2ka)的花粉数据 ,根据生物群区化方法 (biomization)重建了中国中全新世 (6kaBP)和未次盛冰期 (18kaBP)两个关键时段的生物群区。结果表明 ,中全新世东部森林系统地向北推进 ,温带落叶阔叶林向北推进约 4个纬度。大部分森林明显向草原区推进 ,青藏高原的冻原大面积退缩 ,在西南地区局部和热带地区气候较今略为冷湿 ,热带季雨林转变为热带雨林。末次盛冰期 ,草原大面积向南扩张 ,抵达现代的常绿阔叶林区的北缘 ,热带森林消失 ,常绿阔叶林退缩到现代热带区域边缘。     

古基因组揭示1.1万年以来东亚与东南亚交汇处人群的遗传历史

正东亚和东南亚有着悠久的现代人生存和居住的历史,是研究欧亚大陆东部以及大洋洲现代人起源、演化与扩散的关键区域。然而,东亚南方与东南亚地区潮湿炎热、极不利于古DNA保存的气候条件,使得通过古基因组来探究这一区域人群的遗传历史成为巨大的挑战。此前,有关东南亚的古基因组研究表明,东南亚在距今12,000～4000年前生活着一群狩猎采集者——"和平人"(Hòabìnhian),是一支古老的亚洲人群,与东亚现在生活的人群遗传分离较早[1]。     

古基因组解密末次盛冰期前后的东亚北部人群动态

正现代人的起源与演化一直是地球与生命科学领域的研究焦点。过去10多年,围绕世界各地考古遗址人群开展的古基因组研究,在旧石器时代晚期以来欧洲、北亚等区域人群的演化问题上取得重大进展。然而,东亚人群古基因组研究则相对滞后,尤其是对中国人类古基因组的研究极度匮乏,使东亚人群遗传演化和迁徙融合的历史成为现代人演化进程里的重要"缺环"。但是,近几年中国科学家在这方面的研究取得了突破性进展。     

黄土高原西部4万多年以来植被与环境变化的孢粉记录

采集甘肃静宁、定西、秦安等地晚更新世晚期以来几个黄土剖面的孢粉样品,分别以晚更新世每个样品分辨率200—300年,全新世20—200年,揭示了黄土高原西部4万多年以来古植被曾经历过草原、森林草原(或疏林草原)、针叶林以及荒漠草原或荒漠几种植被的多次快速变化。在44.2—11kaBP期间,静宁地区植被主要表现为森林和草原成分的相互消长,其中44—29kaBP期间(MIS3)气候以湿润为主,发育针叶林,温度低于现在;23kaBP之后,气候冷干,以稀疏草原为主,在末次盛冰期植被甚至演化为荒漠草原。全新世大部分时间内是以草原或森林草原(或疏林草原)植被为主。在全新世中期,约7.6—5.8kaBP有近1700年时间发育有森林植被,在这个时期当地自然植被覆盖度较高,而草原或疏林草原发育时期植被往往较稀疏,反映气候相对干冷。根据出现的不同类型植物的孢粉浓度及其生态环境特性,研究区早、中全新世,约8.8—5.8kaBP沉积环境较湿润;自3.8kaBP以后气候环境总的变化趋势是逐渐变干,植被开始向草原荒漠化演变。然而,研究区整个全新世气候环境存在多次干湿交替现象,据孢粉记录,其中可能存在11次气候干寒事件。     

孢粉-植被-气候关系研究进展

随着全球变化研究的不断深入 ,第四纪孢粉学研究已取得了长足的进步 ,特别是近些年来 ,孢粉 植被 气候关系研究已成为世界孢粉学界的热点之一。空气孢粉学的研究在大气环境污染监测、花粉过敏症、农业收成预报和第四纪植被与环境重建等方面得到了广泛应用 ,并不断发展 ;近年来 ,为开展全球范围的古环境研究 ,各大洲相继建立了孢粉数据库 ,大量开展表土孢粉研究。中国第四纪孢粉数据库的建立 ,汇集了我国近半个世纪积累的孢粉资料 ,并利用中国第四纪孢粉数据 ,系统开展了中国现代表土孢粉、6kaBP(中全新世 )及 1 8kaBP(末次盛冰期 )的生物群区模拟及重建 ,建立了花粉 气候转换函数和响应面模型 ,并取得了良好的结果 ;冲积物孢粉学和环境考古孢粉学研究 ,也取得了一定成果 ,但研究还有待于深入 ;特征指示种花粉雨研究 ,对古生态环境重建也具有重要的意义。     

间颅鼠兔的种群遗传结构和历史演化动态

本研究基于多个线粒体基因（包括COI、Cyt b、tRNA-Thr、tRNA-Pro、D-loop控制区部分序列共计2417bp）对间颅鼠兔（Ochotona cansus）的种群遗传结构和历史演化动态进行了研究。基于线粒体基因联合数据构建的贝叶斯树显示,间颅鼠兔分为两大支系：来自岷山山系东部的甘肃白水江和四川唐家河的种群组成了支系一;其余采样点的种群组成了支系二。基于以上基因所构建的单倍型网络图显示的遗传结构与贝叶斯树一致。贝叶斯聚类分析（BAPS）将间颅鼠兔分为4个地理种群。A种群包括甘肃白水江（BSJ）和四川唐家河（TJH）的样本;B种群仅包括四川卧龙（WL）的样本;C种群包括青海北部种群（GC、MY、QL）、青海南部-四川北部种群（JW、JZ、ZK、RE）、四川康定（KD）和陕西太白山（TB）的样本;D种群包括山西娄烦（LF）以及陕西吴起（WQ）的样本。基于线粒体基因构建的物种树进行支系分化时间的推测,结果显示4个地理种群的分化时间约为0.72 Ma、0.32 Ma、0.12 Ma, 这与造成青藏高原剧烈隆起的昆黄运动（1.10-0.60Ma）和共和运动（0.15Ma）发生时间基本吻合。采用中性检验、错配分布、扩展贝叶斯天际线（EBSPs）3种方法对间颅鼠兔的种群历史动态进行预测,分析结果显示间颅鼠兔在历史上并没有经历过显著的种群扩张,而且在末次盛冰期后开始衰减。生态位模型（ENM）预测结果表明：末次盛冰期时间颅鼠兔的潜在分布区比其现今分布区小,末次盛冰期比末次间冰期潜在分布区略大,表明间颅鼠兔受末次盛冰期影响较大。气候因子分析显示降水比温度对间颅鼠兔种群影响更大,推测降水对植被的演化影响显著,从而影响间颅鼠兔的食物来源和栖息环境。     

泥河湾盆地白洗沟遗址出土的石制品

2017年7月对泥河湾盆地白洗沟遗址的抢救性发掘，清理面积约4 m2，出土石制品684件。14C测年显示，遗址距今约1.7万年。石制品以石片类数量最多，细石叶丰富，石核数量很少，另有少量无明显人工打制痕迹的搬入石块；石器少，仅有1件刮削器和2件锛状器，但经过精致修理且标准化程度高。对石制品的拼合研究及细石叶生产流程的分析显示，石片类产品形态、技术均展现出与细石核预制和修型的高度相关性；共发现19个拼合组；细石核技法属北方系或涌别系，技术稳定娴熟，多根据毛坯特点简化预制程序。综合泥河湾盆地发现的细石器遗存，以末次盛冰期的结束、全新世的到来可分为早、中、晚三个时期，分别对应细石叶技术萌芽、流行与衰落三个阶段。从早期到晚期，文化遗存构成渐趋丰富，人类的群体流动性逐渐降低，社会组织性较高。     

旧石器时代晚期人类在欧亚东部地区的扩散和文化传播（英文）

本论文概述了旧石器时代晚期中国东部、朝鲜半岛、日本列岛等欧亚东部地区的石器工业，并基于“迁徙传播”和“接触传播”的角度就该地区旧石器时代晚期石器群的趋势进行了分析。通过分析阐明，旧石器时代晚期早段（40 kaBP cal以前），运用中国南方石器工业人群的向该地区北部区域的扩散；旧石器时代晚期前半段(40-28 kaBP cal)的地方人群形成和人群间的接触及技术传播；旧石器时代晚期后半段(28 kaBP cal以后)，运用细石叶工业人群的广泛迁徙和扩散及再扩散，人群间的接触。虽有西方或者北方运用旧石器时代晚期初段或早中段石器工业人群的数次进入痕迹，但表明每次进入时间短暂且进入地也是局部性的。可以说，从石器群的分析角度所看到的石器工业运用人群的趋势和从基因分析结果表明的东亚祖先人群的趋势大致吻合。     

古人类基因组与健康

随着第二代测序技术的发展,古人类基因组的研究进展迅速,各个古人类种群的起源与基因流向逐一揭晓,从中找出了对现代人基因有贡献的古人类种群,由此引发了对人类起源的重新思考与探究。更为重要的是古人类基因存在与疾病相关的序列信息,不仅为现代人医疗保健研究提供了参考,还有助于研究现代人疾病的发生。本文就近年来具有代表性的古人类基因组研究成果及其中与健康相关的重要发现作简要介绍。     

中国梭梭属植物历史分布格局及其驱动机制

梭梭属(Haloxylon)植物是藜科的古老孑遗物种, 探究末次间冰期(last interglacial period, LIG)和末次盛冰期(last glacial maximum period, LGM)以来中国梭梭属植物的历史地理分布格局及其驱动机制, 对了解气候变化背景下旱生植物区系的发展与演化具有重要意义。本研究利用梭梭属85个自然分布点数据(60条梭梭(Haloxylon ammodendron)分布记录、25条白梭梭(H. persicum)分布记录)和2套环境因子数据, 整合GIS空间分析和9种物种分布模型, 分析了梭梭属末次间冰期以来的地理分布格局变化及其驱动机制。基于62个梭梭属种群的叶绿体基因测序数据, 利用最小成本路径方法, 模拟了末次间冰期以来梭梭属可能的扩散路径。利用R软件prcomp函数对影响梭梭属分布的环境变量进行主成分分析(principal component analysis, PCA), 评价了环境变量对梭梭属适宜分布的贡献, 并分析了关键变量与分布适宜性的相关性。结果表明: (1)集成模型的模拟精度较单一模型显著提升, 且对白梭梭的模拟精度高于梭梭; (2)末次间冰期以来, 梭梭属植物的分布均经历了显著收缩和冰后期扩张, 末次间冰期至末次盛冰期时期, 在准噶尔盆地、塔里木盆地西部广泛分布的梭梭大面积向西退缩至避难所(准噶尔盆地西北缘和塔里木盆地西北缘); 白梭梭从准噶尔盆地、塔里木盆地西端向南退缩至避难所(准噶尔盆地南缘); 末次盛冰期至今, 梭梭向东沿甘肃北部扩张直至内蒙古西部阿拉善荒漠, 白梭梭向东北方向小范围扩张, 占据了准噶尔盆地西部和南缘; (3)末次间冰期以来的气候波动对梭梭属植物的分布存在较大限制, 降水因子主导了梭梭属适宜分布面积的变化, 温度因子影响了梭梭属分布适宜性的高低。     

遗传学视角下东亚人群的起源和演化

东亚是研究解剖学意义上现代人迁徙和演化的重要地带之一,该地区现代人群的起源及形成问题一直都是人类学领域广泛关注的焦点。遗传学研究为重建东亚人群历史提供了新的视角和见解。越来越多的遗传学证据表明,现代人约20万年前起源于非洲的晚期智人,并于10万年前走出非洲,大约在5~6万年前沿海岸线快速到达东亚南部,进而扩散到整个东亚地区。早期智人可能对走出非洲的现代人有一定程度的遗传贡献。早期定居、文化同化、人群迁徙以及基因交流等,对东亚人群的起源和演化起着至关重要的作用。前期的研究对东亚人群的源流历史进行了细致的分析,很大程度上解决了考古学、历史学等领域长期以来存在的分歧,然而这还需通过全基因组学和古DNA研究的进一步验证。本文从遗传学视角梳理和总结了东亚人群起源、迁徙和演化的历史,完善了对东亚人群演变的系统认识,并对未来东亚人群源流历史研究的发展方向做了展望。     

《基因组研究》：美科学家发现25个“长寿基因”

新华网消息：美国科学家日前通过对芽殖酵母和线虫的基因分析,鉴别出两种生物共有的25个负责调控寿命长短的基因。美国华盛顿大学等机构的科学家3月13日在《基因组研究》（Genome Research）杂志上报告说,在这25个“长寿基因”中,至少15个在人的基因组内存在相似版本。这意味着,科学家有可能借此锁定人体内的基因目标,研究如何减缓人的衰老过程,治疗衰老引发的相关疾病。     

中国古代人群头骨的若干赤道人种特征检测

为探讨中国大陆古代人群与赤道人种人群之间的基因交流情况,本项研究对赤道人种的若干特征在中国古代人群头骨中的出现情况作检测。检测的材料包括3800~1200年前生活在新疆、青海、宁夏和河南安阳的12组人群的头骨以及现代华北和云南的人类头骨。结果表明:1)赤道人种若干特征能够在我国古代多个地区的人群中和现代华北和云南人群中检测到,表明中国大陆至少在3000~2000年前已存在赤道人种基因流入蒙古人种的人群之中的现象;2)赤道人种特征平均出现率在中国古代人群中很可能在地理上大致是由东向西递降,与当时这些人群中的欧亚人种特征平均出现率的地理上分布趋势呈相反方向,提示了在中国大陆至少在距今3000-2000年期间已经存在两个相反流向的外来"基因流"。     

现代中国人群形成与分化的形态证据——亚洲与非洲现代人群上颌第一臼齿齿尖相对面积的对比分析

现代人群形成与分化造成的具有地域差别的人群标志性体质特征是研究人群之间关系的重要信息。作为臼齿形态测量的组成部分,上颌第一臼齿齿尖相对面积在人类演化以及现代人群关系上的研究价值已经引起了人类学界的关注。然而,迄今对上颌第一臼齿齿尖相对面积在世界各地的现代人群之间是否具有地域性差异还不是很清楚。本文对代表亚洲和非洲现代人群的208枚上颌第一臼齿齿尖相对面积的研究发现,上颌第一臼齿四个主要齿尖相对面积在亚洲和非洲现代人群之间都存在明显差异。亚洲现代人上颌第一臼齿近中齿尖(原尖和前尖)相对面积较大,而远中齿尖(后尖和次尖)相对面积较小。非洲现代人上颌第一臼齿各齿尖相对面积均较亚洲人群具有更大的变异,尤其在原尖和次尖相对面积上。采用判别分析可以将69.2%的标本正确地判别归入其原来所属的组群。通过与化石人类相关数据的对比发现,非洲现代人比亚洲现代人在原尖和次尖相对面积以及前尖/后尖相对面积比例上更加接近于人类演化的早期形式。现有的证据显示,亚洲和非洲现代人群在齿尖相对面积的分化至少可以追溯到全新世早期,更加精确的分化时间需要结合更新世晚期甚至中期化石人类数据去获得。本研究揭示出的非洲现代人上颌第一臼齿齿尖相对面积的高异质性(heterogeneity)和相对原始性在现代人形成与分化方面的作用尚需进一步的研究。     

采用生态位模拟预测濒危植物白豆杉5个时期的适宜分布区

采用生态位模拟研究不同时期植物分布区变迁模式,有利于了解植物对气候变化的响应,从而更好地在全球气候背景下保护生物多样性。本研究以中国特有濒危裸子植物白豆杉(Pseudotaxus chienii)为对象,根据野外调查及标本记录确定34个野生分布点,结合5个时期(末次间冰期、末次盛冰期、中全新世、现在和未来) 19个生物气候因子,运用生态位模型对5个时期白豆杉的潜在分布区进行重建。结果表明:白豆杉在5个时期的地理分布均与降水有密切关系,其中最干月份雨量是影响该物种分布最重要的气候因子,说明白豆杉适应潮湿气候和较短的旱季;在末次间冰期,白豆杉在中国东南呈大面积分布;在末次盛冰期,白豆杉分布区往浙江、福建和贵州东部扩张,江西、湖南等中部地区最适分布区面积减小;中全新世其适宜分布区面积比末次盛冰期有所减少,相比于末次间冰期其生境片段化更为严重;在未来气候变暖条件下,白豆杉适宜分布区减少,该物种往高海拔山地收缩,低海拔(约600 m以下)的适宜区基本消失。本文通过生态位模拟对白豆杉5个时期分布区进行重建,探究气候变化对其分布区变迁的影响,可以为保护濒危植物白豆杉提供有效依据。     

Y染色体单倍型在中国汉族人群中的多态性分布与中国人群的起源及迁移

观察了由19个单核苷酸多态位点(SNP)组成的Y染色体单倍型在全国22个省市汉族人群中的分布. 结果表明, 中国南北人群的Y染色体单倍型组成有较大差异, 南方人群的多态性明显高于北方人群, 而后者中的单倍型仅包含前者的一部分, 其中单倍型H7, H10, H11和H12仅出现在南方群体. 这一观察结果与中国南北少数民族人群间差异相符, 提示现代人类自南方进入中国, 随后由南向北逐渐迁移. 同时对携带南北人群共同的单倍型个体在3个Y染色体微卫星标记位点进行了基因组分型, 据此估算了现代人类进入中国的时间大致在18 000～60 000 a前.     

末次间冰期以来3种云杉属植物的历史分布变迁及避难所

基于物种现代分布信息和19个环境变量数据,利用最大熵模型(MaxEnt)模拟丽江云杉、紫果云杉和青杄在末次间冰期、末次盛冰期、全新世中期和现代的适生分布区,用云杉孢粉数据进行结果验证,探讨物种分布动态与气候变化的关系,推测其生物避难所.受试者工作特征曲线下方面积(AUC)以及孢粉数据验证结果显示,模拟结果较准确.结果表明: 等温性、最暖季均温和最暖季均温分别是影响丽江云杉、紫果云杉和青杄分布的首要环境因子,相对于降水,温度对其分布的影响更重要;3种云杉的喜寒习性和分布地的深切峡谷地貌特征导致其在末次盛冰期扩张;青杄和紫果云杉在末次间冰期可能存在生物避难所,分别位于湖北神农架地区和四川二郎山及其邻近区.本研究较为准确地模拟了3种云杉属植物末次间冰期以来几个重要地质历史时期的适生分布,推测了青杄和紫果云杉的生物避难所,为深入分析云杉属植物现代分布格局的形成、预测其在气候变化背景下的变化趋势以及3种云杉林的可持续管理和保护提供了科学依据.     

新疆且末县加瓦艾日克墓地人骨研究

本文通过对新疆且末县托乎拉克勒克乡加瓦艾日克村29座墓地出土的人骨标本进行了观察和分析。共鉴定出150例个体,其中男性73例、女性50例、性别不明者27例。男性、女性平均死亡年龄分别为36.3岁和35.6岁。形态学的分析指出且末人群更多地具有欧洲人种的特点,如鼻根凹陷深、鼻骨明显突起及犬齿窝深等。聚类分析结果显示且末人群与新疆古代人群焉布拉克C组、察吾呼四号组、多岗等人群较为接近。文章还根据线粒体DNA的分析结果讨论了且末古代人群的种族属性,古DNA的分析揭示出且末人群存在欧亚大陆东、西部人群的基因交流,并进一步指出其西部类型的成分来源极有可能来自西伯利亚,其东部成分可能来自西伯利亚或中国甘肃,只是东西方人群的基因融合规模小而且处于初级阶段,所以并未在颅面部形态特征上有大规模明显的改变。此外,本文从考古学文化、体质人类学研究以及古DNA等几个方面探讨了新疆地区古代人群的种族成分来源。本文还对且末人群的身高进行了推算,对一例变形颅骨以及骨骼上的创伤作了简要描述。     

中国西北地区古代人群头骨的欧洲人种特征

位于中国西北部的新疆、甘肃、青海、宁夏是东亚与欧洲交汇的地区。一般认为生活在这一区域的古代人群与欧洲人群发生过融合或基因交流。但学术界对欧洲人群进入中国, 与中国古代人群发生混合与基因交流的时间、可能的扩散路线, 以及对中国现代人群形成的影响等具体细节还不是很清楚。本文对3800-1200年前生活在新疆、青海、宁夏, 以及河南安阳殷墟11个古代人群头骨呈现的欧洲人种特征进行了检测, 结果表明: 1)至少在2000-3000年前, "西方基因"已经在我国多个地区人群中存在; 2)这些"西方基因"是经由新疆向东流向内地的; 3)考古学和形态学上的证据显示欧洲人种的人群大规模地向东扩展在汉代之前的地理界限大致是在新疆的东部和甘肃的西部之间。本文所示的欧洲人种特征的出现情况, 并不受这种地理和时代的制约。     

福建畲族群体17个Y-STR基因座单倍型及遗传关系

应用Y-filerTM试剂盒及基因分型技术,检测152份福建畲族无关男性个体17个Y-STR基因座的多态性分布,计算等位基因频率及单倍型多样性,并结合已公开发表的其他11个群体相应基因座的单倍型资料,分析福建畲族群体遗传距离和聚类关系。福建畲族DYS385a/b基因座检出50种单倍型,其余15个Y-STR基因座分别检出3-11个等位基因,基因多样性GD值在0.4037(DYS391)～0.9725(DYS385a/b);观察到DYS19和DYS390基因座双等位基因和DYS385a/b基因座三等位基因,以及DYS448等部分基因座出现的"off-ladder"等位基因现象。17个Y-STR基因座共同构成的单倍型144种,其中138种单倍型出现1次,5种出现2次,1种出现4次,累计GD值为0.9990。从遗传距离分析发现,福建畲族与浙江汉族之间的遗传距离最近(0.0042),与青海藏族(0.2378)之间的遗传距离相对较远。福建畲族最靠近由台湾群体、浙江汉族、南方汉族等典型南方汉族群体聚成的分支区域。结果表明该17个Y-STR基因座在福建畲族群体中具有丰富的遗传多态性,对建立Y染色体STR数据库,研究群体遗传学和进行法医学应用有重要意义。