積分 6380
爵位一等靖寧公
榮銜從一品少師
官職正二品資政大夫
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分子考古學(Molecular Archaeology)是一門新興的交叉學科。分子考古學基於對人類遺傳多樣性和分子進化速率的分析和研究,利用人類基因組的分子分析以及DNA遺傳信息等分子生物學手段來揭示人類起源、民族演化、古代人群的遺傳結構、古代社會文化結構等多方面多層次的問題。
分子考古學的研究對象,廣義來說,包括一切古代分子,如古DNA分子、古脂肪酸分子、古蛋白質分子以及非生命物質中的化學分子等;狹義而言,則主要是指對古DNA分子的研究,這也是目前分子考古學研究的熱門方向。
古DNA是指從地下埋藏的、或以其它形式保存下來的石化、半石化和幹化生物學材料中提取的基因片段,是獲取古代生物體中遺傳信息的重要載體。由於其材料來源的特殊性和所反映的遺傳信息的時空差異性而在分子人類學領域佔據著很重要的位置。
國際上公認的首例古DNA研究是1984年Higuchi等成功地從博物館保存的當時已滅絕140多年的斑驢風干的肌肉中提取出DNA,克隆並測序了兩段mtDNA序列。1985年P??bo從距今2400多年的埃及木乃伊中也成功克隆出人類古DNA,該研究引起了當時學術界的廣泛關注,並由此在世界上掀起了人類古DNA研究的熱潮,各國學者不僅對世界多個地區發掘的古人類材料進行DNA序列的提取實驗,還針對古DNA實驗中存在的難點問題進行深入探討,通過對古DNA的研究,滅絕物種與其近親的親緣關係可以在分子水平上重新構建,為古DNA 應用於人類學領域構建了日漸成熟的知識體係。
但是生物機體死亡後的變質降解以及在漫長的地質年代中古DNA被嚴重地損傷和修飾,給古DNA的研究帶來許多困難。隨著1986年PCR技術的誕生,為古DNA研究注入了新的生機。PCR技術的靈敏、高效、特異性大量擴增等特點,使得古代材料中微量的DNA在短時間內大量擴增成為現實,極大地推動了古DNA的研究。1989年P??bo等率先將PCR技術引入到古DNA研究中,從此PCR技術便成了古DNA研究的當家技術。
1994年以後,許多科學家開始考慮古DNA的真實性問題,並且驗證出很多原來報道的古DNA其實是DNA污染的結果。古DNA研究的聲譽一落千丈。於是古DNA考古學家開始制定一係列標準來嚴格規範古DNA的實驗操作規範。1997年一篇對尼安德特人與現代人的親緣和進化關係的研究就是在嚴格遵循古DNA真實性的標準下完成的,其結論也與“現代人起源於非洲”的學說相吻合,堪稱是古DNA研究史上的經典之作,自此古DNA研究重新得到尊重,走向平穩發展階段,在人類起源與遷移、古人類群體遺傳和個體鑒定、動物起源進化和馴化、植物進化和係統發育、古病理學等方面發揮著越來越大的作用,使得生物進化研究跨入到一個全新的時代。下面分別進行介紹:
近一個世紀以來,現代人起源的問題一直受到國際學術界的普遍關注,目前對人類起源問題的爭論主要集中於兩大相互對立的學說:多地區起源說和非洲起源說。早期的研究者主要通過古人類化石進行該問題的研究。但已發現的化石材料在時間上和空間上都存在非常大的局限性,故兩種學說在論證上都面臨著很多困難。自20世紀80年代以來,一些學者開始嘗試運用生物化學、分子生物學的方法解決這一爭端。古DNA研究可以用於提示群體的時間和空間特徵,幫助人們了解群體的起源、遷徙和擴散情況。
1987年美國加州大學的Cann等分析了145位不同人種婦女胎盤mtDNA樣本,提出了“線粒體夏娃學說”,認為現代人類在距今140,000-290,000年前起源於非洲,後又向世界各地擴散並完全取代了當地人類,從而驗證了人類非洲起源說。1997年,Gibbons等又根據Y染色體研究結果提出了“亞當學說”,認為最早的男性出現在非洲,與“夏娃學說”相吻合。此外,科學家們還對不同人群的mtDNA進行了大規模的研究,其結果均支持“非洲起源說”。
人類的起源和遷移問題雖然取得了如上所述的進展,但是僅根據現代樣品得到的分子信息畢竟是間接的,從中推出的結論可能會與古人類學及考古學的發現相矛盾,如果能從古代人類遺骸中直接獲取分子演化的證據,無疑對研究人類的起源和遷移具有重要的意義。在這方面影響最大的當屬尼安德特人(Neandertal)的研究。1997年,德國慕尼黑大學的P??bo領導的研究小組對1856年發現於德國杜塞爾多夫附近尼安德特河谷的Feldhofer山洞內、距今約4萬年的尼安德特人樣本進行了研究,認為尼安德特人與現代人的祖先相距甚遠,是介於現代人和黑猩猩(chimpanzee)之間的過渡類型,並支持現代人非洲起源說。該研究成果在1997年被評為世界十大科技進步獎之一。
除此以外,通過古DNA研究人類起源和遷移的成果還有很多,關於人類起源和遷移的研究和爭論還在繼續,要想得到最終的答案,還需要更多化石和分子生物學的證據。
http://big5.cas.cn/kxcb/kpwz/201110/t20111011_3361392.shtml
[ 本帖最後由 沮渠慎之 於 2011-10-21 08:33 編輯 ] |
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