大約8500年前將農(nóng)業(yè)引入歐洲改變了人們生活方式直至DNA的方式。直到最近，科學(xué)家才能嘗試通過觀察當(dāng)今人群中的DNA變異來了解人類在數(shù)千年前發(fā)生的變化的基因改造方式。但是我們的現(xiàn)代基因組只包含過去與特定事件無關(guān)的回聲?，F(xiàn)在，一個國際團隊在“ 自然”雜志上報道，研究人員可以通過分析古老的人類DNA 來了解自然選擇是

“它使我們能夠在選擇上加上時間和日期，并直接將選擇與特定的環(huán)境變化聯(lián)系起來，在這種情況下，農(nóng)業(yè)的發(fā)展和第一批農(nóng)民進入歐洲，”遺傳學(xué)研究員Iain Mathieson說。哈佛醫(yī)學(xué)院和該研究的第一作者。通過利用更好的DNA提取技術(shù)并積累迄今為止來自古代人類遺骸的最大的全基因組數(shù)據(jù)集集合，該團隊能夠識別在從狩獵和采集到農(nóng)業(yè)過渡期間和之后發(fā)生變化的特定基因。

許多變異發(fā)生在與身高相關(guān)的基因上或附近，在成年期消化乳糖的能力，脂肪酸代謝，維生素D水平，淺色皮膚色素沉著和藍眼睛顏色。兩種變異出現(xiàn)在與乳糜瀉風(fēng)險較高有關(guān)的基因上，但這對于適應(yīng)早期農(nóng)業(yè)飲食可能很重要。

其他變種位于免疫相關(guān)基因上，這是有道理的，因為“新石器時代涉及人口密度的增加，人們彼此生活在一起并與馴養(yǎng)的動物生活在一起，”沃爾夫?qū)苏f，該研究的三位高級作者之一，阿德萊德大學(xué)研究員，馬克斯普朗克人類歷史科學(xué)研究所分子人類學(xué)小組組長。

“盡管這一發(fā)現(xiàn)并不令人驚訝，”他補充道，“很高興看到這些選擇是在'實時'發(fā)生的。”

這項工作還支持這樣一種觀點，即歐洲的第一批農(nóng)民來自現(xiàn)在的土耳其古代安納托利亞，并填寫了有關(guān)古代群體如何混合和遷移的更多細節(jié)。

“今天的人們?nèi)绾纬蔀榻裉斓姆绞?，無論是我們的祖先如何移動和混合，以及人們?nèi)绾伟l(fā)展適應(yīng)能力，幫助我們在不同的環(huán)境中生存得更好，這是一個很大的謎?，F(xiàn)場，“共同資深作者，HMS遺傳學(xué)教授David Reich說。“現(xiàn)在，古老的DNA可以在全基因組規(guī)模和大樣本中獲得，我們有一種非常新的工具來研究這些問題。”

“從考古學(xué)的角度來看，這真是太神奇了，”都柏林大學(xué)考古學(xué)副教授Ron Pinhasi說。“新石器時代的革命也許是人類史前史上最重要的轉(zhuǎn)變。我們現(xiàn)在已經(jīng)證明人們確實從安納托利亞進入歐洲并帶來了農(nóng)業(yè)。40多年來，人們認為不可能回答這個問題。”

“其次，”他繼續(xù)道，“我們現(xiàn)在有證據(jù)表明遺傳選擇隨著生活方式和人口統(tǒng)計學(xué)的變化而發(fā)生，并且這種選擇在轉(zhuǎn)型后繼續(xù)發(fā)生。”

從過去掏出更多

在過去的幾年中，現(xiàn)有團隊的成員和其他人使用古老的DNA來了解尼安德特人及他們傳給人類的基因，確定當(dāng)今歐洲人的祖先，追蹤到美洲的遷徙并探索印歐語言的根源。然而，研究自然選擇仍然遙不可及，因為它需要比現(xiàn)有更多的古老基因組。

“在過去的一年里，我們可以在基因組規(guī)模上研究古代樣本數(shù)量的超指數(shù)增長，”Reich說，他也是哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院以及霍華德的廣泛研究所的準(zhǔn)成員。休斯醫(yī)學(xué)研究員。“2014年9月，我們有10個人。在這項研究中，我們有230人。”

DNA來自3000至8500年前生活在歐洲，西伯利亞和土耳其各地不同地點的人們的遺體。該時間跨度提供了歐洲農(nóng)業(yè)革命之前，期間和之后遺傳變異的快照。

在230個古代個體中，有83個以前沒有進行過測序，其中前26個是從地中海東部采集的，其中溫暖的條件通常會導(dǎo)致DNA降解。

該小組成員利用若干技術(shù)進步來獲取和分析新的遺傳材料。例如，他們利用Pinhasi實驗室開創(chuàng)的方法從一個非常豐富的來源中提取DNA：一部分密集的，金字塔形的巖石骨，容納內(nèi)部聽覺器官。在某些情況下，骨骼產(chǎn)生的人類DNA比其他骨骼(包括牙齒)多700倍。

“這改變了一切，”Pinhasi說。“更高質(zhì)量的DNA意味著我們可以分析基因組上的更多位置，執(zhí)行更復(fù)雜的測試和模擬，并開始系統(tǒng)地研究跨群體的等位基因頻率。”

是什么造成了削減

盡管作者警告說樣本量仍然是該研究的最大限制，但將古老的基因組相互比較，并與現(xiàn)今歐洲血統(tǒng)的人群進行比較，發(fā)現(xiàn)基因組中有12個位置，其中自然選擇與北方農(nóng)業(yè)引入有關(guān)。緯度似乎已經(jīng)發(fā)生了。

“之前已經(jīng)研究過一些特定的特征，”Reich說。“這項與古代DNA相關(guān)的工作豐富了我們對這些特征及其出現(xiàn)時的理解。”

除了與飲食，色素沉著，免疫力和身高相關(guān)的適應(yīng)性外，其他變種的可能選擇壓力也不太清楚。

“我們可以通過觀察基因的功能來猜測，但我們的力量是有限的，”Mathieson說。“這非常令人沮喪。”

現(xiàn)在判斷一些變種是否被選中或是否與附近的有益基因搭訕還為時尚早。該問題特別涉及似乎不利的變體，如疾病風(fēng)險增加。

能夠查看基因組中的多個位置也使團隊能夠首次在古代DNA中檢查復(fù)雜的特征。

“我們可以看到隨著時間的推移高度的演變，”Mathieson說。

研究人員注意到，來自南歐的人往往比來自北歐的人短。新的研究表明，高度差異既來自北方人，他們有來自歐亞草原種群的更多血統(tǒng)，他們似乎更高，而南方人則來自伊比利亞半島的新石器時代和石棺群，他們似乎更多變短了

該團隊未能對其調(diào)查的其他復(fù)雜特征得出結(jié)論：體重指數(shù)，腰臀比，2型糖尿病，炎癥性腸病和血脂水平。

一方面，帝國希望研究人員有朝一日可以分析數(shù)以千計的古代基因組。他還希望看到這種類型的研究適用于非歐洲人群甚至其他物種。

“研究馴養(yǎng)動物的選擇并觀察它們與馴化它們的人之間是否存在共同進化將會很有趣，”Mathieson說。