原文以Divided by DNA: The uneasy relationship between archaeology and ancient genomics為標(biāo)題

發(fā)布在2018年3月28日的《自然》新聞特寫上

原文作者：Ewen Callaway

巨石陣以北三十公里，穿過地勢起伏的英格蘭西南鄉(xiāng)間，矗立著一扇不那么有名的通向新石器時代英國的窗口。那就是西肯尼特長冢（West Kennet long barrow），一處由早期農(nóng)業(yè)社群在公元前3600年左右建造的墳堆，它有五個裝飾著巨型石板的墓室。起初，長冢只是為三十余名男性、女性和孩童而設(shè)立的一個墓穴，可人們在那之后的一千多年里仍然繼續(xù)拜訪它，還在墓室里留下諸如陶器和珠子之類的物品——被認(rèn)為是他們獻(xiàn)給祖先或是神靈的祭品。

西肯尼特長冢被用作墓穴和祭典場所已經(jīng)有超過一千年的歷史了。

來源：Robert Harvey/自然世界攝影

這些文物為人們了解長冢的訪客以及他們與外界的聯(lián)系提供了一種視角。其中陶器樣式的改變有時和遙遠(yuǎn)的歐洲大陸上發(fā)生的變化趨勢相類似，例如鐘形大口杯的出現(xiàn)，這樣的聯(lián)系標(biāo)志著可能有新的人類族群攜他們的文化登陸了英國。但是許多考古學(xué)家認(rèn)為這類物質(zhì)上的轉(zhuǎn)變只是在一個大致穩(wěn)定的人類文化里發(fā)生的小插曲，該文化依然秉承自身傳統(tǒng)，代代延續(xù)下去。

來自愛爾蘭都柏林大學(xué)學(xué)院的Neil Carlin是研究愛爾蘭及英國從新石器到紅銅再到青銅時代演變的學(xué)者，他認(rèn)為：“人們做事的方式始終是一致的，只是物質(zhì)文化不同，即使用不一樣的陶罐?！?nbsp;

但是從去年開始流傳的一些報告似乎挑戰(zhàn)了這幅穩(wěn)定的圖景。有一項研究分析了170名古代歐洲人的全基因組數(shù)據(jù)（其中100名與鐘形大口杯文化相關(guān)），結(jié)果顯示建造長冢并在那里埋葬死者的人類族群到公元前2000年就已經(jīng)幾乎全部消亡了。根據(jù)這項研究，新石器時代英國人的遺傳系譜幾乎被完全置換了，可不知出于什么原因，新來者繼承了英國人的許多傳統(tǒng)。“我覺得那說不通?！盋arlin說。他很難把自己的研究成果與來自DNA的新發(fā)現(xiàn)統(tǒng)一起來。

這顆研究鐘形大口杯文化的“重磅炸彈”發(fā)表在了今年2月的《自然》雜志上，并且加入了230多個新的樣本，這使它成為了有記載的規(guī)模最大的古基因組研究。然而它也只是遺傳學(xué)對于考古學(xué)所產(chǎn)生的顛覆性影響的一個最新例子罷了。自從2010年第一個古人類基因組被完整測序以來，研究者們已經(jīng)積累了超過1300個個體的相關(guān)數(shù)據(jù)（詳見“古基因組”一圖），并用它們來幫助解答農(nóng)業(yè)的起源、語言的傳播以及陶器樣式的消失——這些都是考古學(xué)家們孜孜不倦研究了幾十年的學(xué)術(shù)問題。

一部分考古學(xué)家對新技術(shù)帶來的可能性感到欣喜若狂。古DNA研究為他們的工作注入了生機(jī)和驚喜，而且他們現(xiàn)在可以開展一些過去無法想像的深入調(diào)查，例如對埋身于某一處墳地的每一個個體都進(jìn)行基因組測序。然而，另一部分考古學(xué)家則顯得更為謹(jǐn)慎。

“我們之中有一半人認(rèn)為古DNA可以解決一切問題，而另一半人則認(rèn)為它出自于惡魔之手?！眮碜阅侥岷诖髮W(xué)的考古學(xué)家Philipp Stockhammer打趣道。幾年前，一家為打通考古學(xué)和遺傳學(xué)研究而設(shè)的研究機(jī)構(gòu)在德國誕生，Stockhammer與該機(jī)構(gòu)的遺傳學(xué)家和分子生物學(xué)家展開了密切合作。他認(rèn)為DNA技術(shù)并非萬靈藥，但若完全無視它，將是考古學(xué)家自己的損失。

盡管如此，仍有一些考古學(xué)家擔(dān)心分子手段會把考古領(lǐng)域講究的細(xì)節(jié)劫掠殆盡。他們認(rèn)為過于籠統(tǒng)的DNA研究對生物和文化之間的關(guān)聯(lián)做出了沒有根據(jù)甚至是危險的假設(shè)，這使得他們憂心忡忡?！肮臘NA研究者給人的印象是他們已經(jīng)找到了一切問題的答案?！庇鴦虼髮W(xué)的考古學(xué)家Marc Vander Linden說道，“那有點(diǎn)讓人不爽?！?/p>

這并不是考古學(xué)家第一次不得不與變革性技術(shù)正面交鋒?！艾F(xiàn)今的史前研究正處于危機(jī)之中。”同樣來自劍橋的考古學(xué)家Colin Renfrew在他1973年的《文明之前》一書中是這樣描述放射性碳測年帶來的影響的。在20世紀(jì)40、50年代的化學(xué)家和物理學(xué)家開發(fā)出這項技術(shù)之前，史前史學(xué)家采用“相對年代法”來判定遺址年份，有時甚至要依靠古埃及歷法和有關(guān)來自近東地區(qū)的思想傳播的錯誤假設(shè)?！昂艽笠徊糠质非笆?，包括那些白紙黑字印在教科書上面的，都存在不足：而其中一些根本就是錯誤的?！盧enfrew當(dāng)時是這樣推測的。

轉(zhuǎn)變并不容易——早期的碳測年有著數(shù)百年乃至更大的誤差——但來自瑞典哥德堡大學(xué)的青銅時代研究者Kristian Kristiansen認(rèn)為，這項技術(shù)最終可以讓考古學(xué)家把自己從測定骨骼和文物的年份中解放出來，從而專注于研究它們意味著什么?！巴蝗恢g，我們多出了一大把時間可以用來思索史前社會及其組織方式?！盞ristiansen認(rèn)為現(xiàn)在古DNA技術(shù)也提供了一模一樣的契機(jī)，而他自己也成為了考古領(lǐng)域內(nèi)為它搖旗吶喊的急先鋒之一。

遺傳學(xué)與考古學(xué)同床異夢已經(jīng)有30多年的歷史了——發(fā)表于1985年的第一篇關(guān)于古人類DNA的論文報告了來自一具埃及木乃伊的基因序列（現(xiàn)在認(rèn)為存在污染）。而測序技術(shù)在2005-2010年間的進(jìn)步使得兩個學(xué)科終于發(fā)展到了水火難容的地步。

2010年，在丹麥自然歷史博物館的Eske Willerslev的帶領(lǐng)下，一支科學(xué)家團(tuán)隊使用來自一名4000年前格陵蘭島原住民的毛發(fā)DNA生成了第一個完整的古人類基因組序列。Kristiansen覺得自己看到了學(xué)科的未來，于是邀請Willerslev一起參與歐洲研究委員會（ERC）一項聲名卓著的資助項目。這筆經(jīng)費(fèi)將可以讓他們研究約4000-5000年前新石器時代晚期逐漸過渡到青銅時代這段時間的人類流動性。 

關(guān)聯(lián)問題

人類遷移一直以來都是考古學(xué)家之間爭論產(chǎn)生的一個主要來源。他們連篇累牘地辯論究竟是人類的遷移導(dǎo)致了考古記錄里的文化改變，例如鐘形大口杯現(xiàn)象，還是僅僅是思想通過文化交流傳播到了另一個地區(qū)。藉由相關(guān)文物劃分不同的人類族群的做法現(xiàn)在被看作是科學(xué)殖民主義的歷史殘留，即一種強(qiáng)加的人為分類。常言道：“罐子就是罐子，而不是人?！?/p>

大多數(shù)考古學(xué)家都已經(jīng)摒棄了把史前史視為游戲《戰(zhàn)國風(fēng)云》（Risk）翻版的觀點(diǎn)。在《戰(zhàn)國風(fēng)云》里，同類文化群體席卷全球，征服世界。在他們中間取而代之的是一種致力于理解少數(shù)幾個古代遺址以及當(dāng)?shù)鼐用裆顮顩r的研究傾向。英國倫敦自然歷史博物館的生物考古學(xué)家Tom Booth說道：“考古學(xué)已經(jīng)和過去的宏大敘事漸行漸遠(yuǎn)了，很多人認(rèn)為你需要通過理解地區(qū)性的變化來理解人類的生活?！?Booth是一支使用古DNA追跡英國農(nóng)業(yè)發(fā)源的團(tuán)隊的一員。

古DNA研究一而再再而三地揭示了一個地區(qū)過去居民與現(xiàn)代居民的不同。不論好壞，這勢將把過去考古學(xué)家探討人類遷徙的寬宏視角帶回到史前史研究中去。美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的種群遺傳學(xué)家David Reich認(rèn)為“遺傳學(xué)尤其擅長檢測種群內(nèi)的改變”， Kristiansen則說考古學(xué)家“已經(jīng)準(zhǔn)備好了接受人類個體也會遷移的觀點(diǎn)”。但對于他自己研究的青銅時代，“他們還無法接受發(fā)生過大規(guī)模的遷徙。那還是個新鮮事?！?/p>

Kristiansen介紹說通過分析牙齒里的鍶同位素（含量會因地區(qū)性的地球化學(xué)特征差異而不同），一些研究暗示一些青銅時代的人類在一生中遷移了幾百公里。他和Willerslev想知道DNA分析是否能檢測出這一時期整個種群的遷移。

鐘形大口杯文化的陶罐標(biāo)志著早期歐洲一段前所未有的文化大融合時期。

來源：阿什莫林博物館/牛津大學(xué)/Bridgeman

研究人員相互競爭。2012年，紐約州哈特威克學(xué)院的考古學(xué)家David Anthony用汽車把一些人類遺骸運(yùn)往Reich在波士頓成立的古DNA實(shí)驗室進(jìn)行分析，這些遺骸是他和同事們一起在俄羅斯薩馬拉市附近的草原挖掘出來的，這其中包括了來自一支叫作顏那亞 (Yamnaya) 的青銅時代游牧文明的骨骼標(biāo)本。和Kristiansen一樣，他習(xí)慣以宏大的尺度構(gòu)建關(guān)于人類過去的理論。他在2007年出版的《馬、車輪和語言》一書中提出歐亞大草原是馬的馴化和輪式運(yùn)輸現(xiàn)代發(fā)展的大熔爐，推動了印歐語系語言在歐洲及亞洲部分地區(qū)的傳播。

2015年，《自然》雜志發(fā)表了一組爭鋒相對的論文，但兩支團(tuán)隊得出了大致類似的結(jié)論：一支來自今日俄羅斯和烏克蘭草原地區(qū)的牧民在約4500-5000年前進(jìn)入了中歐和西歐地區(qū)，并置換了當(dāng)?shù)卮蟛糠值幕驇欤@些牧民可以通過文物和文化習(xí)俗（如土坑墓）與顏那亞文化聯(lián)系上。這與新石器時代陶器、埋葬風(fēng)格和其它文化表達(dá)的消失在時間上相吻合，也與遍布?xì)W洲北部和中部地區(qū)的繩紋器文化文物的出現(xiàn)在時間上相吻合?！斑@些結(jié)果震驚了整個考古學(xué)界。”Kristiansen說道。

迎接新生

這些結(jié)論立即迎來了批評聲，Reich說其中一些甚至在論文發(fā)表之前就開始了。在他把文章草稿給合作者傳閱的時候，其中有幾名考古學(xué)家宣布退出研究項目。對于許多人而言，繩紋器文化取代西歐新石器時代人類族群的觀點(diǎn)讓他們不安地回憶起了Gustaf Kossinna ——20世紀(jì)初期的一位德國考古學(xué)家。他曾把繩紋器文化與現(xiàn)代德國人聯(lián)系在一起，并且提倡以聚落考古之名為人所知的一種“戰(zhàn)國風(fēng)云”式的史前史觀。他的觀點(diǎn)后來在納粹的意識形態(tài)中有所體現(xiàn)。

Reich在論文長達(dá)141頁的附錄中收錄了一篇明確拒絕Kossinna觀點(diǎn)的文章，因而贏回了合作者。他認(rèn)為這一插曲鮮明地表明了大眾會如何看待那些聲稱發(fā)生了大規(guī)模古代遷徙的遺傳學(xué)研究。

不過并不是每個人都對此滿意。英國布里斯托大學(xué)的考古學(xué)家Volker Heyd在一篇題為《Kossinna的微笑》的文章中提出了異議。他反對的并非人類由草原向西遷移這個結(jié)論，而是他們把遺傳標(biāo)記與復(fù)雜的文化表達(dá)混為一談。繩紋器文化與顏那亞墓葬的不同點(diǎn)多于相同點(diǎn)，并且至少在顏那亞文化出現(xiàn)之前的俄羅斯草原及其以西的地區(qū)有曾經(jīng)發(fā)生過文化交流的證據(jù)。Heyd認(rèn)為，雖然這些事實(shí)并不能推翻遺傳學(xué)研究的結(jié)論，但突出地表明這兩篇論文不足以解決考古學(xué)家感興趣的問題?！昂翢o疑問，他們大體上是對的，但人類過去歷史的復(fù)雜性沒有得到充分體現(xiàn)?！彼麑懙溃缓蟀l(fā)出了火藥味十足的聲明，“我們應(yīng)該教導(dǎo)遺傳學(xué)家了解人類史前行為的復(fù)雜性，而不是唯他們馬首是瞻?！?/p>

美國南衛(wèi)理公會大學(xué)的分子人類學(xué)家及史前史學(xué)家Ann Horsburgh把雙方的這種劍拔弩張的狀態(tài)歸因于溝通問題?？脊艑W(xué)和遺傳學(xué)研究的是關(guān)于過去的不同事物，但經(jīng)常使用類似的名詞，譬如物質(zhì)文化的名稱。她說：“這還是C. P. Snow的老調(diào)重彈?！彼傅氖悄俏挥茖W(xué)家在他影響深遠(yuǎn)的“兩種文化”講座里對科學(xué)與人文之間存在巨大鴻溝的哀嘆。Horsburgh抱怨遺傳學(xué)的研究結(jié)果幾乎總是被置于高于考古學(xué)和人類學(xué)推論的位置，而這樣的“分子沙文主義”使得學(xué)科間無法進(jìn)行有意義的溝通?！斑@就好像遺傳學(xué)數(shù)據(jù)因為是出自實(shí)驗室那些穿白大褂的人之手，就擁有了某種關(guān)于宇宙的絕對真理?！?/p>

Horsburgh自己所處的非洲史前史領(lǐng)域也已經(jīng)開始感受到古基因組學(xué)帶來的震動。她認(rèn)為那些不滿自己的研究被曲解的考古學(xué)家應(yīng)該運(yùn)用自己在考古遺跡方面的權(quán)威，去向遺傳學(xué)家要求更為平等的合作關(guān)系?！昂献鞑⒉皇钦f我給你發(fā)一封電子郵件說‘嗨，你那兒有些很酷的骨頭。我來用它們給你在《自然》上發(fā)一篇論文?！?/strong>那不是合作?！盚orsburgh這樣說道。

很多考古學(xué)家也正嘗試著理解來自遺傳學(xué)的那些不適宜的發(fā)現(xiàn)，并參與到他們的研究中去。例如，Carlin說鐘形大口杯文化的基因組研究就讓他踏上了一趟“反思之旅”，使得他質(zhì)疑自己關(guān)于過去的觀點(diǎn)。這項研究得出的結(jié)論是：鐘形大口杯文物的出現(xiàn)與英國超過90%的基因庫被置換在時間上存在重合，他非常仔細(xì)地審視了該研究里面DNA樣本的選擇，以及構(gòu)筑其結(jié)論的根基。“我不想從一個無知的位置出發(fā)，對這項研究發(fā)問?！盋arlin說道。

像Heyd一樣，他也接受了遺傳系譜發(fā)生過改變的說法（盡管他對具體的時間和尺度還持有異議）。事實(shí)上，那些結(jié)果讓他現(xiàn)在對文化習(xí)俗（如在西肯尼特長冢留下陶器及其它祭品）在那樣的劇變下是如何得以保存的產(chǎn)生了興趣。Carlin說：“我覺得這一類論文的特點(diǎn)是‘發(fā)現(xiàn)與描述’。它們考察遺傳標(biāo)記的遷移，但并沒有進(jìn)一步探索如何遷移以及為什么會遷移?！彼F(xiàn)在已經(jīng)不為兩門學(xué)科間的貌合神離感到困擾了。“我越來越能說服自己接受考古學(xué)和古DNA是在述說不同的故事這一觀點(diǎn)了?！盋arlin自己研究的文化與社會習(xí)俗的改變和Reich團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)的種群變遷可能的確有所重合，但也并非一定如此。類似的從生物學(xué)得來的見解永遠(yuǎn)無法完全解釋考古記錄里記載的人類歷史。

Reich也同意他的領(lǐng)域正處在“繪制地圖的階段”，即遺傳學(xué)只是為人類過去勾勒出一個大概的輪廓。像在2015年關(guān)于草原遷徙的那組論文里提出的那些寬泛的結(jié)論，以后終將讓步于更注重局部的、有著更多細(xì)節(jié)的研究。

而這樣的研究已經(jīng)開始出現(xiàn)了。盡管對鐘形大口杯文化展開的研究發(fā)現(xiàn)英國人的遺傳構(gòu)成發(fā)生過顯著的變化，它也駁斥了文化現(xiàn)象與單一種群相關(guān)聯(lián)這樣的概念。在伊比利亞，與鐘形大口杯文物合葬的人類個體與當(dāng)?shù)卦缙诜N群的親緣關(guān)系密切，而與來自歐洲北部的大口杯文化相關(guān)者（他們與顏那亞等草原族群的關(guān)系更為緊密）在基因上則沒有多少相似之處。陶罐發(fā)生了遷移，但是人沒有。

Reich把自己的角色定位為“助產(chǎn)士”。他把古DNA技術(shù)“接生”給考古學(xué)家，讓他們可以在自己覺得合適的地方應(yīng)用它?！翱脊艑W(xué)家終將接受這項技術(shù)而不是變成盧德分子（注：即摧毀它），”Reich預(yù)測道，“他們將讓它可以為己所用?！?/p>

加深合作

耶拿市坐落在前東德圖林根州的一個寧靜的山谷里，沒多少人能想到它竟然成為考古學(xué)和遺傳學(xué)產(chǎn)生交叉的研究中心。2014年，著名的馬克斯·普朗克學(xué)會在那里設(shè)立了人類歷史科學(xué)研究所，并聘請了古DNA研究領(lǐng)域冉冉升起的新星Johannes Krause擔(dān)當(dāng)主任一職。Krause師從來自馬克斯·普朗克學(xué)會演化人類學(xué)研究所的遺傳學(xué)家Svante P??bo。求學(xué)期間，他研究的是尼安德特人基因組，并且?guī)椭l(fā)現(xiàn)了一個被稱為丹尼索瓦人的新的古人類類群。

P??bo致力于使用遺傳學(xué)解答關(guān)于古人類及其近親的生物學(xué)問題，而Krause則看到了古DNA技術(shù)更廣泛的應(yīng)用前景。在來到耶拿之前，他的團(tuán)隊從14世紀(jì)死于黑死病的人類的牙齒里鑒定出了致病細(xì)菌的DNA，這是關(guān)于那場流行病潛在起因的第一個直接證據(jù)。而在人類歷史科學(xué)研究所，Krause則希望用遺傳學(xué)做更為近代的研究，而不僅僅是主要通過考古學(xué)方法來重建過去的像新石器時代和青銅時代那樣的“史前”時期。他與歷史學(xué)家的合作還未完全成形，但在所里，考古學(xué)與遺傳學(xué)已經(jīng)完全融為一體了。Krause出任主任的部門甚至叫作考古遺傳學(xué)系，他認(rèn)為“我們必須做交叉學(xué)科的科研”，因為遺傳學(xué)家想要解決的問題和研究的年代都是考古學(xué)家、語言學(xué)家及歷史學(xué)家們已經(jīng)鉆研了好幾十年的。

Krause團(tuán)隊是古基因組學(xué)領(lǐng)域制圖階段的主要參與者（他和Reich團(tuán)隊在許多相關(guān)項目上展開了密切的合作）。去年年底發(fā)表的一項關(guān)于德國由新石器時代過渡到青銅時代的研究贏得了一直以來對大規(guī)模古DNA研究持懷疑態(tài)度的考古學(xué)家的喝彩。

一支由Stockhammer（同樣在人類歷史科學(xué)研究所任職）帶領(lǐng)的團(tuán)隊分析了84具來自巴伐利亞州南部萊希河谷的骨架——測年為公元前2500-1700年。線粒體的基因組多樣性在這一時期升高了，由于線粒體是母系遺傳，這就顯示當(dāng)時有一批女性涌入了該地區(qū)。同時，通過牙齒里的鍶同位素水平（在童年就固定下來的）發(fā)現(xiàn)，這批女性中的大部分并非土生土長。研究中還提到的一例情況是相隔數(shù)代的兩個親緣個體，陪葬的物質(zhì)文化不一樣。換句話說，考古記錄中顯示的一部分文化轉(zhuǎn)變不是因為大規(guī)模遷徙，而是因為個體女性的系統(tǒng)性流動。

正是考慮到開展更多諸如此類研究所具有的前景，考古學(xué)家對古DNA垂涎三尺。Stockhammer認(rèn)為考古學(xué)家將能在不久的未來，對一處埋葬點(diǎn)的全部個體的基因組進(jìn)行測序，進(jìn)而建立起當(dāng)?shù)氐氖老祱D，同時這也可以決定如何把這些個體置于更大的遺傳譜系之中。這樣的研究應(yīng)該可以讓研究者探詢生物學(xué)上的親屬關(guān)系如何與物質(zhì)文化或社會地位的繼承相聯(lián)系?！斑@些是歷史學(xué)研究的重大問題。它們只有通過合作才能得到解決。”Stockhammer說道。

通過今年2月發(fā)布在預(yù)印本服務(wù)器bioRxiv上的一項研究，也可以對這種跨學(xué)科的研究方法管中窺豹。這篇論文探討了歐洲的民族大遷徙時期，即在羅馬帝國衰亡以后“蠻族”入侵的那段歷史。文中，一支由遺傳學(xué)家、考古學(xué)家和歷史學(xué)家組成的團(tuán)隊為63名來自匈牙利和意大利北部兩處中世紀(jì)墳?zāi)沟膫惏偷谌藰?gòu)建了世系圖。他們發(fā)現(xiàn)墓里葬有高階層外來者的證據(jù)：他們中的大部分都有著歐洲中部及北部地區(qū)的遺傳起源，這與沒有陪葬品的當(dāng)?shù)厝说幕驑?gòu)成存在差異。這個發(fā)現(xiàn)為一些蠻族群體里有外來族群的觀點(diǎn)提供了部分支持。

倫巴第論文的共同作者、美國普林斯頓高等研究院的中世紀(jì)史學(xué)家Patrick Geary因為文章正在接受同行評議的原因而沒有對它發(fā)表評論，不過他說使用遺傳學(xué)手段對諸如民族大遷徙這樣的歷史時期進(jìn)行研究也有其隱患。他還說，歷史學(xué)家正越來越多地把諸如古氣候之類的數(shù)據(jù)整合進(jìn)自己的研究當(dāng)中，類似地，他們以后也會納入古DNA數(shù)據(jù)。但是歷史學(xué)家也有著與考古學(xué)家同樣的擔(dān)心，那就是生物學(xué)和文化研究被混為一談。像法蘭克人、哥特人和維京人那樣有問題的命名會被遺傳檔案合理化，而這些古代族群是如何看待他們自己的將被忽視?！叭缃?，歷史學(xué)家想了解的是身份，”Geary說，“而遺傳學(xué)無法解答這些問題。”

Reich也承認(rèn)古DNA并不是總能以考古學(xué)家和歷史學(xué)家所要求的細(xì)節(jié)和精度來解答關(guān)于過去的問題，但他還是希望對方最終可以被自己領(lǐng)域所能帶來的洞見觸動。“在有關(guān)人類過去的研究上，我們是遲來的蠻族，”Reich說，“但忽視蠻族可是一件很危險的事?！?strong>?

Nature|doi:10.1038/d41586-018-03773-6