从老山汉墓出土的墓主人尸骨目前正在大学边疆考古研究中心的实验室,进行系统的体质人类学、古代DNA等方面的研究,以期揭开这个2000多年前的汉代女尸的神秘面纱。这是我国首次利用最新的生物学手段对考古出土的汉代王室进行古代DNA的研究,意义重大。
对古代人类遗骸中的DNA进行提取和分析是考古学研究中的一个新兴领域,它有助于阐明人类起源、演化、群体间以及群体内不同个体之间的相互关系,因此在考古学综合性研究中具有重要的应用价值。对古人类进行DNA研究,目前只在美、德、日等少数国家进行。作为我国建立最早和考古界唯一的古人类DNA专业实验室,吉大边疆考古研究中心考古DNA实验室建立4年多来,已经取得10多项重要科研。让我们走近这一领域,看看他们的研究和故事吧。
新华网频道记者周长庆、杜学静(文)徐家军(图)制作:邵守志
我国首次对老山汉墓遗骨进行古代DNA研究从老山汉墓出土的墓主人遗骸,目前正在大学边疆考古研究中心的实验室进行系统的体质人类学、古代DNA等方面的研究,以期揭开这个2000多年前的汉代女尸的神秘面纱。这是我国首次利用最新的生物学手段对考古出土的汉代王室进行古代DNA的研究。
在吉大边疆考古研究中心人类学实验室里,科研人员已经完成了对老山汉墓女尸标本的拼对复原、观察测量和容貌复原工作。同时,在这个中心的考古DNA实验室里,正在进行对老山汉墓人骨DNA的提取工作,
此后还将进行DNA扩增、测序等项研究。
老山汉墓女尸是市文物研究所2000年8月发掘出土的。在数名专家的护送下,今年10月23日,这具遗骸被运送到。大学边疆考古研究中心与市文物研究所签定协议,合作对这具西汉诸侯妃的遗骨进行体质人类学和生物学的研究。吉大方面承担对古人骨进行修复、体质人类学、古代DNA及三维人像复原等多个方面的研究,以期为汉代王室的血缘关系及其历史提供人类学及遗传学方面的佐证。他们聘请我国著名人类学家、中国社会科学院资深研究员潘其风先生作为本次研究的技术顾问。
据吉大边疆考古中心主任朱泓介绍,老山汉墓人骨样本中DNA降解严重、含量很少,所以提取工作不很顺利。近一个月来,研究人员已进行过三次提取,前两次都未成功,找不到超过100BP(碱基对)的DNA。12月10日,他们终于从人骨的脑组织里抽提出了一个DNA片段。如果证明它不是被污染的就可以用其来进行实验;如果证明不是女尸本身的DNA,就要再用其牙齿来抽提DNA,因为这里含量最高。他说,即使是提取出了可用的DNA,但要最终完成一系列实验、得出结论,还需要两个月的时间,最早也得到明年2月才能得到DNA实验的结果。
DNA(脱氧核糖核酸)是生物的遗传物质,基因以遗传密码的形式编码在DNA上,表现为特定的碱基排列顺序并且通过DNA复制把遗传信息由亲代传递给子代。因此,对人类DNA的分析将出人类个体及群体的遗传学信息。古DNA是指从田野考古发掘中出土的古代人类和动物遗骸以及古生物化石中提取的古代生物。随着现代生物技术、有机地球化学理论和实验技术的不断发展,人们对古代DNA的研究也不断深入。把古代DNA数据与现代基因库中的数据资料相结合,便可以构建出某一生物门类的系统发育树,从而进一步探讨人类的演化与迁移等重大问题。
近年来,少数国家已在古代DNA的研究领域作出了相当的成绩,不仅成功地从距今上万年的样品中提取出DNA,而且已将这些应用到考古发掘中人类遗骸的个体鉴定、家系鉴定以及古代人群形成发展的研究。我国这方面研究还处于起步阶段,1998年,大学建立了我国最早的也是目前考古界唯一的古代DNA专业实验室--“大学考古DNA实验室”,现已成功地对新疆、、东北、青海等地的十几批人骨进行了古DNA的提取和研究,并初步建立起我国边疆地区的古代DNA数据库。(完)
复原三维头像显示:老山汉墓女主人乃一相貌端庄的中原女子
从老山汉墓出土的主女人颅骨三维头像近日在大学复原成功。复原头像显示:这是一个三十岁左右、长像端庄的中原女子。
从在大学边疆考古研究中心复原的头像可以看到,这个两千多年前的汉代诸侯妃相貌端庄,是个
典型的中原女子。她的面部扁平而略呈长方形,鼻梁较高但鼻根低平,颧骨比较突出,下颌较宽。该中心的相关报告说,老山汉墓这个女主人骨骼的体质性状呈现出具有蒙古人种的特征,并与现代东亚蒙古人种较为接近。也就是说,她是个典型的古代中原地区居民的代表,与现代中国北方汉族属同一类型。他们将发掘现场实测左侧股骨和腓骨之最大长代入蒙古人种女性身高估算公式计算,该女性平均估算身高约为159.8厘米。
据了解,此前老山汉墓遗骸头像在曾做了一次雕塑式的复原,但由于当时头骨变形较为严重又未矫正,所以复原出来的头像与实际差别较大。因而根据那次复原推测老山汉墓主人是西域女子的说法是不准确的。据大学边疆考古研究中心人类学研究室的研究人员林雪
川介绍,老山女尸遗骸运来时都是碎片,因头骨保存相对来说比较好,对头骨进行了粘接。修复后的颅骨仍有部分缺损,其左侧眼眶上缘及部分眉弓部位有小块残缺,此外两侧颧弓也有部分缺损,其余部分基本完整,但由于其左侧额鳞部已严重变形,致使眶上缘向前上方移位。下颌骨自颏联合部断成两段,下门齿部位齿槽骨破损。上、下颌牙齿除缺失左下门齿外,其余牙齿均保存完好。其余骨骼较为严重,已不能复原。
林雪川说,他们对颅骨的修复就用了两个星期时间,加上电脑三维制作和配发饰、服饰,复原头像总共用去一个月时间。给这个头像配的服饰结合了汉代出土的服饰和壁画中的形象,特别是参照长沙马王堆汉墓出土的服饰而定的,因为此女子身份和马王堆汉墓的墓主人相似,都是贵族。该女子梳了一个汉代贵族女子的典型发式,身穿黑红色调的服装,服装的花纹也是参照马王堆汉墓而定的。
据吉大边疆考古研究中心主任朱泓教授介绍,用颅骨头像复原人的生前容貌,目前门用的是两维方法,可以做出正面和侧面的容貌。这对门破案来说已经足够,但是对考古学来说,如果在博物馆中展出,人们已不满足于仅能看到古人类正面和侧面的样子,他们希望能对古人类有个立体的认识。目前国外有的博物馆就已经使用三维技术来复原人像展出。
林雪川多年来一直从事的是古人骨的复原工作。以前是根据前苏联的人类学家格拉西莫夫的理论“从颅骨复原人的生前容貌”来做颅骨的复原工作,主要用雕塑的方法。后来他自己钻研应用三维技术来复原古人类的容貌,做了许多尝试、开拓性的实验研究,这是目前所知国内最早从事此项研究的研究者。经过比较实验证明,该方法是行之有效的,对老山女尸的颅骨头像进行复原应用的就是这种方法。林雪川介绍说,应用三维技术复原老山汉墓女尸的颅骨头像,大约花费了一个星期,复原过程进行得比较顺利。而用传统的雕塑法复原,则至少需要一个月时间。
对老山汉墓出土人骨的研究工作是大学边疆考古研究中心和市文物研究所的一项合作研究课题,目前人种学分析和颅像复原的工作已基本完成,有关墓主人的DNA检测工作正在进行中。
专访:更好地我们的基因资源
“建立起我国自己的考古DNA实验室,可以更好地我们的基因资源。”在和教育部人文社会科学重点研究大学边疆考古研究中心主任朱泓谈起考古DNA实验室时,他一直在强调这一点。
朱泓教授说,基因是存在于细胞内有自体繁殖能力的遗位,位于细胞内的染色体上。它作为构成生物
体遗传物质的DNA中的一个片断,具有储存特定遗传信息的功能。目前世界都很重视基因资源,基因资源的研发可以解决人类面临的许多难题,其背后蕴藏着巨大的商业利益,因此都在进行基因争夺战。作为参与人类基因组计划的6个国家之一,我国的优势主要在于基因资源丰富,基因多样性强。中国拥有独特的基因富矿,整体遗传资源占全球的10%左右,并拥有许多相对隔离的人群和大的族系。我国应该继续保持这种优势,加强我国的基因资源。
古DNA是指从田野考古发掘中出土的古代人类和动物遗骸以及古生物化石中提取的古代生物。把古代DNA数据同现代基因库中的数据资料相结合,便可以构建出某一生物门类的系统发育树,从而进一步探讨人类的演化与迁移、早期农业的发展和动植物的家养与驯化过程以及地质演化等重大问题。近年来,美、德、日等国已在古代DNA的研究领域做出了相当的成绩,不仅成功地从距今上万年的古代样品中提取出DNA,而且已将这些应用到考古发掘中人类遗骸的个体鉴定、家系鉴定以及古代人群形成发展的研究。
朱泓教授认为,尽管我国古代DNA研究刚起步,但不论是古代人类的DNA,还是现代人类的DNA,都是中国人的基因资源,都要加以;而且,基因多态性的研究是目前基因研发的一个重点,我国古人类基因的多态性比较好,这常有研究价值的。
他说:“为了更好地好我们的基因资源,中国人的基因研究应该由中国人在我们自己的实验室里进行
。”他介绍说,在大学考古DNA实验室成立之前,国内有的考古部门也想到了利用DNA来从事考古研究。但当时我国没有这样的实验室,因此都是把实验样品拿到国外的实验室去做,由对方提供实验结果。但这样就势必存在着基因资源流失的隐患。后来国家提出了有关中国人类遗传资源的管理办法,一般不再提倡由外国的实验室来做这方面的实验。
中国科学院副院长陈竺在2002年国际人类基因组大会上曾表示,我国提倡平等互利的合作,反对资源,在基因的收集方面强调遵守“知情同意原则”,不允许外国机构用购买基因,基因商品化之后,应遵循“权益共享原则”。
据朱泓主任介绍,目前国内除了大学的考古DNA实验室以外,中国科学院遗传研究所和复旦大学生命科学院等单位也陆续开展了一些古代人类DNA方面的研究工作。
目前,大学考古DNA实验室共承担国家级、部委级科研项目5项,此外还接受了中国社科院考古研究所等单位的一些重要人骨资料的测试、研究任务。(完)
特殊的“照片”个人的图文资料存在单位的电脑里,如今已是很普遍的事了。而在大学考古DNA实验室的电脑里,还存有其研究人员的一种特殊的“照片”--DNA链。
考古DNA是用生物学技术从古生物遗骸中提取出DNA片断,然后扩增、测序,进行考古方面的研
究。据大学考古DNA实验室的许月博士介绍,实验有七步:打磨、粉碎、抽提、PCR(聚合酶链式反应)扩增、电泳、凝胶成像和测序。古生物遗骸由于漫长年代的氧化、水解及微生物降解作用等的存在,会使古DNA受到严重的。实验过程要严格地无污染,才能保验结果的准确性。
大学边疆考古研究中心主任朱泓给我们讲了这样一件事儿:有一次,一位研究人员做实验,很容易地就提取出了“古DNA”,高兴不已。可是实验过程顺利得让人不敢相信,于是他就测了一下自己的DNA,结果发现原来他提取的“古DNA”其实是他自己的。在庆幸之余他也觉得后怕:万一没有发现而用这个DNA做研究,后果不堪设想。
许月博士说,研究人员在做实验时,最大可能的污染源就是他本人。打喷嚏时的唾沫或头皮屑掉到实验物上,都会给实验带来污染,导致抽取出来的DNA是自己的而非古代人骨里的。为了保验结果准确无误,避免无意中的污染,实验室就在电脑里存上每个研究人员的DNA资料,每提取出一个古DNA以后,就和这些资料做一下对比。朱泓教授将其形象地称之为研究人员的“另一张照片”。
现在,吉大考古DNA实验室已经总结出了一套行之有效的防止污染的措施和手段,为提供准确的实验数据创造了条件。但是每次从实验中提取出来的古DNA链也都要和电脑中存有的研究人员的DNA链做一下对比,防止出现失误。(完)
“齐曼古丽”--最美丽的花“齐曼古丽”是维吾尔语,意思是“最美丽的花”。大学考古DNA实验室的段然慧有一次去新疆考古,当地向导“赠送”给这位相貌秀美、工作认真的女博士生“齐曼古丽”这个名字。其实,吉大考古DNA实验室的全体研究人员,都在默默致力于一个新兴学科的建设,宛如一朵朵美丽的花儿,盛开在考古学界。
将现代生物学技术应用于考古学的研究,成立考古DNA实验室,这是大学边疆考古研究中心主任朱泓的夙愿。但关键是要有一位生物学专家一起来做考古方面的研究。“我是被朱泓讲故事讲来的。”吉大生命科学学院副院长兼吉大考古DNA实验室主任周慧笑着说。
周慧教授对朱泓的考古故事印象深刻。在吉大科研处牵头、边疆考古中心和生命科学学院联手建立DNA实验室时,周慧和朱泓还不认识,她对考古也不太了解。周慧说,朱老师学识渊博,对考古学研究十分投入,在和他接触的过程中,朱老师讲了许多考古故事,惊险有趣,又引发人的无限憧憬。自己不知不觉就被他感染了,再加上自己对考古也
很好奇,于是就加入了这项工作。段然慧说,有一次去新疆采集样本的途中,朱老师给他们讲了一个故事,说额济纳地区的羊是全世界最好的羊,因为它们吃的是“中草药”,喝的是“矿泉水”,走的是“迪斯科舞步”(因为地上一个沙包接一个沙包),拉的是“六味地黄丸”……朱老师的幽默逗得大家笑得前仰后合。
周慧以前从事的是生物学的研究,现在做考古DNA研究,考古对她来说是一个相当陌生的领域,为做好这项工作要学习很多考古学知识。她说:“虽然我快50岁了,但我仍然觉得学东西是件高兴的事儿。”和周慧聊天,你也会不知不觉地被她对考古的那种热爱和投入所感染。
启动了国家基础科学人才培养基金特殊学科点项目“自然科学方法在考古学中的应用”这个课题后,周慧开始做古人骨DNA的研究,对考古学的了解也越来越多,兴趣随之不断加深。现在,周慧已经把全部精力都投入到这项工作中来,崔银秋是实验室成立后她培养的第一位考古DNA方向的博士,也是我国自己培养的此方向的第一位博士。周慧已不再做原来的研究了,她现在招的博士和硕士研究生都是考古DNA方向的。
但考古工作中也充满了。朱泓告诉记者,2000年10月,他们一行八人去塔克拉玛干沙漠中心的克里雅河下游地区采集考古样本。由于向导跟司机没交代明白里程,结果他们以为备足了往返的柴油,但在沙丘起伏很大、经常绕行和爬上爬下的情况下,行车里程大大增加,没等开到目的地,汽油就用完了一大半。所带食物和水只够大家4天用的,而原徒步返回至少也得15天。在人迹罕至的大沙漠里,面对,他
们前行找到了目的地,并在那里幸运地碰到了一个备有充足油料的探险队,补充了柴油,才帮助考古队走出沙漠。此行他们的收获很大,带回一些很有价值的古人骨样本。
段然慧还给记者讲了这样一个真实的故事:他们在新疆考古时,一次在阿克苏的一个饭店吃饭,饭店里的苍蝇多到一个苍蝇拍打下去就能好几只,一点儿都不夸张。等到吃饭时,段然慧实在不了了,就出去呆了一会儿,结果回来时一看,茶碗里就漂着苍蝇。吃饭只能用一只手,另一只手得腾出来赶苍蝇。还有一次,考古一行人都被跳蚤咬得不行,身上都是包。段然慧说她在洗澡时想起了一句广告语“、、”,甚至不禁说:“别再把我们当美味佳肴了,小虫子们,我们还得回家呢!”
考古是件苦差事,可是在大学考古DNA实验室,你处处可以感受到研究人员的热情与投入,他们不厌其烦地一遍遍做着实验,一遍遍跑着考古现场,为了一个的目标,工作并快乐着!(完)
新闻背景:我国第一个从事古人骨DNA研究的专业实验室地处“北国春城”市的大学边疆考古研究中心考古DNA实验室,是我国第一个也是考古界唯一一个专门从事古人类DNA研究的专业实验室。
对古代人类遗骸中的DNA进行提取和分析,是考古学研究中的一个新兴领域,它有助于阐明人类起源、演化、群体间以及群体内不同个体之间的相互关系,因此在考古学综合性研究中具有重要的应用价值。这一方法始于20世纪80年代初期,目前在国外被广泛应用于对考古墓葬发掘出来的古代人骨做个体鉴定、家系鉴定、种族鉴定以及比较群体内个体之间在遗传学上的相互关系。
作为一个文物考古大国,我国学术界的古代人类DNA研究工作近年来刚刚起步,业已取得的少数亦多在国外的实验室中获得。为了改变这种现状,现古学多学科交叉整合研究的发展趋势,1998年,大学边疆考古研究中心与吉大生命科学学院联合组建起“大学考古DNA实验室”。该实验室先后获得了国家自然科学基金委员会、国家基础科学人才培养基金、教育部人文社会科学重点研究基金以及国家文物局边疆考古专项基金的立项资助。实验室成立4年多来,以边疆考古研究中心主任、博士生导师朱泓和生命科学学院副院长、博士生导师周慧为课题负责人的实验室研究人员和博士生、硕士生,已成功地对新疆、、辽宁、、、青海等地的人骨进行了古DNA的提取和研究,发表高水平研究论文20余篇,其中6篇被SCI(美国《科学引文索引》)引用,并已培养出了我国首位考古DNA方向的博士。
这个实验室现已初步建立起了我国边疆地区的古代DNA数据库,为历史学、考古学、民族学、人类学提供了可靠的遗传学信息。他们正致力于建立信息量更大、内容更丰富的边疆地区古代DNA基因库,系统地对我国古代遗传资源进行研究,不断为古代历史、文化研究提供新的资料,开拓新的领域。(完)
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