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PNAS:首次完成青藏高原牛科动物古DNA全基因组测序分析
2020-10-30 15:53:20 来源:中科院青藏所 作者: 【 】 浏览:359次 评论:0
  10月20日,我所与兰州大学、西北农林科技大学、中国科学院昆明动物研究所、甘肃省文物考古研究所,以及英国自然历史博物馆等单位合作,在国际著名综合学术期刊PNAS(《美国科学院院刊》)发表了题为“古DNA证据揭示热带牛科动物对狩猎活动在青藏高原盛行至新石器时代晚期起到促进作用”的研究成果。
  本项研究首次完成了青藏高原牛科动物古DNA全基因组测序分析工作,将印度野牛分布的北界从此前的约北纬29°扩展至约北纬34°。中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心董广辉教授与中国科学院昆明动物研究所宿兵研究员和张晓明副研究员为共同通讯作者。
  史前人类向青藏高原扩散的历史,及其对动植物资源利用的方式是国际学术界关注的前沿和热点科学问题。研究显示,粟黍农业人群在距今5200年前就已经从黄土高原向西扩散到青藏高原东北部,在新石器晚期大规模定居在海拔2500米以下的河谷地带。然而,与同时期黄河中下游地区动物遗存以家养动物为主不同,青藏高原东北部动物遗存以野生动物为主,显示狩猎活动在该地区动物资源利用的主导地位一直持续至约4000年前,其原因并不清楚。
  研究人员在位于青藏高原东北部的甘肃岷县山那树扎马家窑文化遗址(海拔约2300米,年代约距今5200年前)开展了系统的动物骨骼鉴定工作,发现野生动物遗存约占全部动物遗存数量的76%,植物考古资料则显示该遗址粟黍作物遗存占植物遗存的80%以上,说明粟黍种植和狩猎活动是该遗址先民获得食物资源的主要方式。该遗址出土的野生动物资源中出现了犀科、竹鼠、金丝猴等热带动物,以及无法鉴定到种属的大型牛科动物。此前,青藏高原东北部的动物考古研究认为本地的野生牛科动物是新石器晚期重要的狩猎资源。
  通过对山那树扎遗址出土的10个大型牛科动物骨骼的全基因组序列古DNA分析,发现其为现分布在北纬29°以南的热带动物印度野牛遗存。对2个犀科动物骨骼的线粒体DNA分析,显示其为苏门答腊犀牛的遗存。本研究显示在约5200年前这些现今分布在热带地区的野生动物扩散到青藏高原东北部,成为马家窑人群重要的狩猎资源。通过与古气候和考古研究成果的对比,本项研究提出约5200年前较高的夏季温度可能促使印度野牛和苏门答腊犀牛向北迁徙至青藏高原东北部,并促使该地区存在较高的野生动物多样性。这也为先民提供了丰富的狩猎资源,促使新石器晚期青藏高原东北部成为东亚地区最后的狩猎场所之一。此后在气候恶化和人类活动强度的双重影响下,青藏高原东北部野生动物多样性显著下降,牧业活动取代狩猎活动成为古人类获取肉食资源的主要方式。
  本项研究认为,中全新世适宜气候条件促进热带动物迁徙至青藏高原东北部,生物多样性优势促使该地区成为东亚最后的狩猎场之一,而距今五千纪后的气候冷干趋势和人类活动的叠加作用导致印度野牛等热带动物在青藏高原东北部消失,牦牛和黄牛逐渐成为重要的动物资源。
  本项研究是遗传学(古DNA)、考古学和地理学等多学科交叉合作的成功尝试,对认识中晚全新世野生动物地理格局、气候变化和人类活动的相互关联具有重要的学术价值。
  (摘自西部教育环境重点实验室)
  
  青藏高原东北部约5200年前人类围猎印度野牛场景复原图
  
  藏高原东北部约5200年前人类围猎苏门答腊犀牛场景复原图
  (说明:复原图由董广辉设计,张海岩绘制,动植物群落依据山那树扎遗址出土动植物遗存鉴定结果选定。)


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