导读:
中国西北的古城石峁(发音:mǎo),如今因为古DNA的研究,其早期居民的基因交流史和社会等级结构得以清晰。
王晓波|撰文
陈晓雪|编辑
石雕
石峁古城(约公元前2300–1800年)地处黄土高原北部和毛乌素沙漠的交界处,是目前中国发现的最大史前聚落之一。四平方公里的遗址,石砌城墙,分层墓葬与祭祀遗存,高度社会分层,呈现出早期国家社会的典型特征。
如今,一项最新研究为为这个距今4000多年的遗址提供了全新的社会视角。
北京时间11月27日凌晨,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹团队和陕西省考古研究院等单位在《自然》(Nature》杂志对于报告了关于石峁城遗址的古DNA研究结果[1],他们从石峁遗址及周边9处新石器至青铜时代遗址中获取207具人骨样本,为169人生成全基因组数据,并首次重建了石峁人群跨越四代的父系血缘结构。
该研究总共历时13年,从2012年发掘开始时古DNA研究工作即随之开始,历经2023年皇城台发掘最后取样,直到最近实验室古DNA分析才最终完成。
结果显示,石峁人群为陕北仰韶晚期本地人群的延续,也与周边北方人群以及南方人群存在基因交流。
“该研究以确凿遗传学证据证实石峁文化人群主体源于陕北仰韶晚期人群,确立了其文化和人群发展的连续性;揭示石峁文化人群与周边陶寺文化人群、草原文化人群、南方稻作农业人群之间存在着密切关联,展现出史前农牧业人群广泛的互动交流历史场景。”该论文的通讯作者、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员付巧妹告诉《赛先生》。
尤为重要是,研究者精细重建出的石峁古城内部横跨四代的家族谱系,显示该遗址人群以父系亲缘为核心构建社会等级的运行模式。
“(这)为理解中国早期国家的形成发展过程提供了前所未有的社会组织范本,为探究东亚早期国家起源的权力继承模式、统治家族与社会阶层构成提供了首个直接的遗传学证据。”付巧妹介绍说。
本地起源,伴随外来基因渗入
为阐明石峁社会的人群起源和亲属关系实践,研究者对新石器时代中晚期到青铜时代的九个遗址进行了密集的基因组采样,从毛乌素沙漠到陕西、山西两省黄河下游的黄土高原地区,这些遗址覆盖多种史前文化(仰韶文化、石峁文化和陶寺文化)。
最终,从陕西省的七个考古遗址和山西省的两个遗址测试的207具人类遗骸中,研究团队为169个古代个体生成了全基因组数据。他们对144个无亲属关系的个体进行了群体分析,另对总共25个具有一级或二级亲属关系的个体进行了亲属关系分析。
样本来源地理位置及年代
结果显示,包括石峁城皇城台、内城和外城的不同地位个体和周边卫星居住点的个体,其主体人群的遗传成分高度一致,均和与更早的本地人群,即陕北地区约4800年前的仰韶文化相关人群(以五庄果墚遗址人群为代表)相同。
研究进一步识别出石峁文化人群的部分离群个体(outlier),还携有一定比例的中国北方草原地区人群(距今约8400-7600年内蒙古的裕民文化)和南方沿海人群相关祖源成分,这与稻作农业伴随更广泛的人群接触向北扩展的证据一致。不过,这些遗传成分,并未影响到陕北地区主体人群的遗传连续性。
除上述遗传成分外,石峁主体文化人群中并未显示含有欧亚西部草原、中亚、北亚或山东沿海地区古人群的相关成分。论文作者推测,冶金技术、鳄鱼骨板等这些外来文化元素很可能是通过广泛的贸易网络传入石峁社会,而非伴随大规模的人口基因交流。
另外,研究还显示,与石峁遗址相近时期的陶寺文化人群在遗传上与石峁文化人群共享相近祖源,与陕北地区仰韶晚期人群有极强遗传联系。
四代血缘谱系重建
石峁社会内部血缘结构的重建,是本次研究最受关注的成果。
研究团队在皇城台遗址发现跨越四代的父系家族谱系,其核心成员多为男性墓主,配偶来自不同母系家族。同时,在检测的所有石峁文化遗址中,父系的Y染色体单倍型结构较为单一,而母系的线粒体单倍型高度多样,显示了明显的从父居和母系外婚制。
未参与该研究的北京大学教授、DNA专家黄岩谊告诉《赛先生》:“这篇论文看到了石峁遗址中个体之间的亲缘关系,这是之前从线粒体基因组中不能获取的重要信息,对于我们理解石峁遗址墓葬内个体间的关系,还原更多古代社会的细节,具有重要的意义。”
东门头骨坑
另外,关于石峁古城内的墓葬,付巧妹介绍,主要存在人祭和人殉两种形式:公共仪式活动(奠基)形成的人祭和贵族墓葬人殉。
具体而言,石峁古城不同区域被祭祀牺牲或被殉葬人群存在着明显的性别偏倚,外城东门“头骨坑”内以男性为主,而高规格贵族阶层殉葬人群均以女性为主。而在石峁文化目前所见最高等级——皇城台墓地(可能是统治者墓葬)中发现了多对殉人间存在二级亲属关系,表明存在一些家族可能是被统治阶级选中殉葬。
未参与该研究的复旦大学副教授、分子考古学家文少卿向《赛先生》表示,该研究关注的时期非常重要,一方面,跨洲际/区域的文化交流到达顶峰,文化传播与基因交流的关系还知之甚少;另一方面,农牧业为人口增加提供了物质基础,社会复杂化加剧进一步导致社会阶层分化。
“那么石峁及其周边遗址的这些墓群/墓地间/内的不同阶层间/内是何种血缘关系,进而反映社会组织形式,来自古基因组学的研究几乎是空白。”
文少卿还表示,该研究聚焦的区域,北临东部草原,南接陶寺等黄河流域重要遗址,考古文化所看到的东部草原文化类似的青铜刀,沿海文化区常见的玉刀和鳄鱼皮,中原龙山文化类似陶器,也有本地特色风格的建筑技术和文化组合,这些暗示了两个潜在的可能,作为庞大贸易网络的国际化中心,以及独立的区域文化中心。“这些只有古基因组学的研究才能回答其祖源构成。”
“读这篇论文的主要结论,以及结合最近一批已经发表的中国新石器时期的古 DNA 数据,我们可以清晰看到从新石器中期以来中国人群基因的连续性,以及地理上北方和南方代表性的基因成分在东亚的不断融合过程和不同时间节点的动态变化。这对于我们理解中国新石器时期各文化的传播、融合、更替,理解社会结构的演变以及多样性,提供了更多重要的数据,带来了新的认识。”黄岩谊向《赛先生》评论道。
此前付巧妹团队曾对石峁遗址进行线粒体基因组的研究[2],并在2022年发表相关工作,证明石峁人群母系来自于本地。而这一最新研究,则利用了细胞核基因组进一步证实了石峁人群的本地起源,并构建出该地人群的亲属关系结构。
参考文献:
[1] Chen, et al., Ancient DNA from Shimao city records kinship practices in Neolithic China, Nature 2025 https://doi.org/10.1038/s41586-025-09799-x
[2] Xue J, et al., (2022) Ancient Mitogenomes Reveal the Origins and Genetic Structure of the Neolithic Shimao Population in Northern China. Front. Genet. 13:909267. doi:10.3389/fgene.2022.909267
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