日前，复旦大学科技考古研究院携手陕西省考古研究院，正式公布北周武帝宇文邕的头像「复原图」及相关考古成果，是中国首次以科技考古方式

日前，复旦大学科技考古研究院携手陕西省考古研究院，正式公布北周武帝宇文邕的头像「复原图」及相关考古成果，是中国首次以科技考古方式复原古代帝王容貌。复原中国古代帝王容貌，最大的困难在于获得古代帝王完整的颅骨和高质量的基因组数据。1994年至1995年，陕西省考古研究院和咸阳市文物考古研究所对孝陵成功进行抢救性发掘，发现了宇文邕颅骨、肢骨以及天元皇太后玺，明确这位鲜卑族帝王的身份。复旦大学科技考古研究院文少卿团队用专门适用于古DNA的捕获探针，从北周武帝肢骨样本上获取约100万个可用的基因位点，还原北周武帝头发、皮肤、瞳孔等关键特征。经过6年的反复尝试，终于「描绘」出宇文邕头像。还原后的头像显示，北周武帝宇文邕拥有黑色头发、黄色皮肤和棕色眼睛，符合典型的东北亚、东亚人长相，与大家想象中鲜卑族相貌须发茂盛、发色偏黄和高鼻深目大不相同。

考古学家从有2900年历史的砖块中提取"DNA时间胶囊"

考古学家从有2900年历史的砖块中提取"DNA时间胶囊"根据镌刻的铭文，这块砖最初来自现在伊拉克北部的卡尔胡古城，是公元前9世纪亚述国王阿舒尔纳西尔帕尔二世宫殿的一部分。由于考古学家对该宫殿的开工时间有相当准确的了解，因此他们可以将这块砖的年代精确到公元前879至869年之间。这块砖现在收藏在丹麦国家博物馆，科学家们怀疑砖内可能保存有生产这块砖时的DNA。据了解，这种砖主要是用从附近的底格里斯河采集的泥土，再掺入谷糠、稻草、动物粪便或手头的其他废料制成的。然后将其塑形、刻字，最后自然风干。研究小组说，这一过程应该比高温烧制的砖块更能保存里面的DNA。为了找出答案，研究人员在2020年处理砖块时，通过砖块部分裂开后新露出的表面，从砖块内部核心钻取样本。这样做可以确保样本不受现代污染。研究小组随后使用了一种常用于骨骼等材料的DNA提取技术，并对发现的遗传物质进行了测序。最终，他们在样本中确定了34组不同植物的DNA。最常见的是卷心菜和石南花，其他还包括桦树、月桂等。这项研究的共同第一作者索菲-伦德-拉斯穆森博士说："我们非常激动地发现，在粘土中有效防止污染的古代DNA可以成功地从一块有2900年历史的砖中提取出来。"研究小组表示，这项技术可以应用于其他粘土建筑材料和来自世界各地考古遗址的陶瓷制品。虽然这项研究只从植物中发现了可行的DNA，但它应该适用于动物、无脊椎动物乃至任何生物，从而描绘出当时该地区存在的生命种类。该研究的共同第一作者特罗斯-阿尔博尔博士说："根据砖上的铭文，我们可以将粘土归属于某个特定地区的相对特定时期，这意味着这块砖可以作为生物多样性的时间胶囊，提供有关单个遗址及其周围环境的信息。"在这种情况下，它为研究人员提供了了解古代亚述人的独特途径。"这项研究发表在《自然-科学报告》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378947.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378947.htm

挑战主流观点：4.5万年前的古代DNA揭示了隐藏的人类历史

挑战主流观点：4.5万年前的古代DNA揭示了隐藏的人类历史"人们普遍认为我们人类祖先的遗传学没有像其他动物那样因环境压力而发生变化，因为我们的沟通能力和制造及使用工具的能力增强了，"Souilmi博士说。然而，通过比较现代基因组和古代DNA，研究人员发现了50多个最初罕见的有益基因变体在古代人类群体的所有成员中变得普遍的案例。与许多其他物种相比，这种类型的适应性遗传变化的证据在人类中是不一致的。因此，这一发现挑战了关于人类适应性的主流观点，使我们对人类如何适应他们在地球上传播时遇到的新环境压力有了新的和令人兴奋的认识。共同牵头人、阿德莱德大学兼职研究员和澳大利亚国立大学DECRA研究员雷-托布勒博士说，检查古代DNA对于揭示人类进化的秘密至关重要。托布勒博士说："我们相信人类群体之间的历史性混合事件可能隐藏了现代人类基因组中的遗传变化迹象。我们检查了来自1000多个古代基因组的DNA，其中最古老的基因组大约有45000年的历史，以了解某些类型的遗传适应在我们的历史上是否比现代基因组的研究更常见。Huber教授说："使用古代基因组是至关重要的，因为它们在重大的历史混合事件之前，这些事件从根本上重塑了现代欧洲人的遗传血统。这使得我们能够恢复现代基因组的标准分析所看不到的历史性适应迹象。"研究论文的资深作者ChristianHuber教授是阿德莱德大学的兼职研究员和宾州州立大学的助理教授。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334779.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334779.htm

穿越时空的基因古代DNA揭示了过去人类社会中的唐氏综合症

穿越时空的基因古代DNA揭示了过去人类社会中的唐氏综合症令他们惊讶的是，亚当-本-罗尔拉赫及其同事发现有六个人的21号染色体DNA序列异常多，而这只能用21号染色体的额外拷贝来解释。其中一个病例来自芬兰的一个教堂墓地，其年代可追溯到17至18世纪。研究人员发现患有唐氏综合症的个体"CRU001"的遗骸。这具遗骸是在西班牙一处铁器时代的遗址中发现的。图片来源：纳瓦拉政府和J.L.Larrion提供的照片。其余五具遗骸的年代则要久远得多：它们被发现于希腊和保加利亚的青铜时代遗址以及西班牙的铁器时代遗址，年代在距今5000年至2500年之间。在所有这些遗址中，研究人员都获得了大量有关遗骸和墓葬的额外信息。虽然唐氏综合症患者在现代医学的帮助下可以长寿，但在过去却并非如此。事实上，根据骨骼残骸估算的年龄显示，这六个人都在很小的时候就去世了，只有一个孩子长到了一岁左右。这五座史前墓葬都位于定居点内，在某些情况下还伴有特殊物品，如彩珠项链、青铜戒指或贝壳。这项研究的主要作者罗尔拉赫说："这些墓葬似乎向我们表明，这些人作为古代社会的一部分，受到了关怀和赞赏。"纳瓦拉LasEretas早期铁器时代定居点的重建。图片来源：IñakiDiéguez/JavierArmendáriz,纳瓦拉埃雷塔斯博物馆虽然这项研究的目的是寻找唐氏综合症的病例，但研究人员也发现了一个患有不同病症的个体。在大约10000份检测过的DNA样本中，有一个人的18号染色体上的古老DNA序列的比例出乎意料地高，这表明她携带了该染色体的三个拷贝。据了解，18号染色体的三个拷贝会导致爱德华兹综合症，这种病症会带来比唐氏综合症更严重的健康问题。爱德华氏综合症的发病率不到每3000名新生儿中就有一例，其发生率也比唐氏综合症低得多。这一发现也是在西班牙铁器时代的一个遗址中发现的，这给研究人员留下了一个待解之谜。巴塞罗那自治大学的考古学家罗伯托-里施（RobertoRisch）说："目前，我们还无法说明为什么我们会在这些遗址中发现如此多的案例，"他研究的是室内殡葬仪式，"但我们知道，他们属于那些死后有幸被埋葬在房屋内的少数儿童。这已经暗示了他们被视为特殊的婴儿"。1989年发掘活动期间纳瓦拉AltodelaCruz早期铁器时代定居点鸟瞰图。资料来源：纳瓦拉政府文化遗产服务处随着古人DNA样本数量的不断增加，作者计划今后进一步扩大研究范围。负责序列分析协调的凯-普吕费尔说："我们想了解的是，古代社会是如何对待那些可能需要帮助或与众不同的个体的。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422112.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422112.htm

古代DNA研究重塑巴尔干历史：罗马帝国晚期和斯拉夫的影响

古代DNA研究重塑巴尔干历史：罗马帝国晚期和斯拉夫的影响一项开创性的研究推翻了之前关于罗马帝国对巴尔干地区影响的假设，研究显示巴尔干地区的遗传遗产具有多样性，主要受到斯拉夫移民的影响，而不是意大利祖先的影响。尽管罗马帝国对附近的巴尔干半岛有着广泛的军事和文化影响，但对公元1至1000年间生活在该地区的人进行的DNA分析却没有发现铁器时代意大利人祖先的遗传证据。相反，12月7日发表在《细胞》（Cell）杂志上的一项研究显示，在帝国统治时期，来自安纳托利亚西部、中欧和北欧以及庞迪-哈萨克草原的移民潮接连不断。从公元7世纪起（与西罗马帝国灭亡同时），大量人口从东欧移民，这很可能与讲斯拉夫语的人口的到来有关，这导致今天的巴尔干居民有30%-60%的斯拉夫血统。在维米纳奇姆发现的东非祖先的头骨，以及在其墓中发现的以鹰为主题的油灯。图片来源：Miodrag(Mike)Grbic进化生物学研究所（IBE:CSIC-UniversitatPompeuFabra）和巴塞罗那自然科学博物馆（MuseudeCiènciesNaturalsdeBarcelona）的资深作者、古基因组学家CarlesLalueza-Fox说："我们在整个巴尔干地区都发现了斯拉夫移民的基因信号。"这可能会产生重要的社会和政治影响，因为巴尔干地区长期以来一直存在着与其认知身份有关的冲突"。大多数古DNA研究都集中在史前--有文字记载之前--但古DNA方法也能让人们了解更近的历史时期，尤其是与历史和考古信息结合使用时。古DNA：历史之窗第一作者、巴斯克地区大学（UPV/EHU）人口遗传学家伊尼戈-奥拉尔德（IñigoOlalde）说："古DNA能让我们深入了解历史时期，尤其是在历史资料匮乏或我们不知道资料是否有偏差的地区。例如，巴尔干地区的大多数历史资料都是站在罗马人的立场上撰写的，因为斯拉夫民族当时还没有文字。"这张照片显示的是维米纳奇姆陵墓。图片来源：CarlesLalueza-Foz探索巴尔干的人口历史之前的研究已经调查了罗马帝国衰落期间和之后生活在意大利和英国的人的祖先，但对巴尔干地区在这一时期的人口和祖先却知之甚少。奥拉尔德说："这一地区是罗马帝国的遥远边疆之一，这使它成为一个有趣的研究对象，因为这里显然是一个人们会与帝国以外的人接触的地方，因此你可以检验全球化等问题。"为了探索巴尔干半岛的人口历史并研究罗马帝国兴衰的影响，研究人员从巴尔干半岛20个不同遗址发掘出的136个古人类身上提取了DNA，巴尔干半岛是指以亚得里亚海、中地中海、爱琴海以及多瑙河和萨瓦河中下游为界的地区。这些遗址包括大型罗马城市、军事要塞和乡村小镇。考古队重点考察了三个时期：罗马帝国扩张和鼎盛时期（公元前1-250年）、帝国晚期（约公元前250-550年）和西方帝国崩溃后（公元前550-1000年）。研究方法和惊人发现为了为基因数据提供文化和历史背景，研究小组与当地考古学家和历史学家进行了合作。对于每座坟墓他们都记录了墓葬类型以及随葬物品，如钱币、珠宝、陶器、工具和武器。研究人员还使用放射性碳测年法验证了其中38位古人的年龄，并生成了同位素数据，为了解这些人的饮食提供了一个窗口。这张照片显示的是为罗马大城市维米纳奇姆供水的罗马渡槽。图片来源：CarlesLalueza-Foz研究人员惊讶地发现，在罗马帝国鼎盛时期，巴尔干地区的人口中没有意大利铁器时代祖先的证据。相反，他们发现在这一时期，有大量人口从罗马帝国的另一部分西安纳托利亚涌入。他们还发现了个别移民从罗马帝国境内外进入巴尔干地区的证据。值得注意的是，在一个罗马大城市的墓地中发掘出的一名16岁男性的祖先100%是东非人。这个人与一盏描绘了与朱庇特有关的鹰图腾的油灯一起下葬，但对他的牙齿进行的同位素分析表明，他在童年时期食用过海洋蛋白质，因此很可能是在遥远的地方长大的。Lalueza-Fox说："这是我们分析的唯一一个完整的东非个体，与埋葬在同一墓地的其他个体相比，他在饮食方面也是一个明显的异类，这告诉我们，这个个体显然是在罗马帝国的边界之外长大的。"帝国晚期和斯拉夫影响在帝国晚期，即公元250年至550年期间，研究人员发现了来自北欧和庞蒂奇-哈萨克草原的混血移民。资深作者、哈佛大学人口遗传学家戴维-莱希（DavidReich）说："我们发现，这两种祖先--中欧/北欧人和萨尔马特-西徐亚人往往聚集在一起，这表明这些人很可能是多民族的迁徙者联盟。"然而，这些祖先来源在公元700年后消失了。从公元600年起，也就是西罗马帝国灭亡后不久，大量人口从东欧涌入。公元700年后，巴尔干地区的个体祖先构成与该地区今天的群体非常相似，这表明这些迁徙导致了该地区最后一次大规模的人口迁移。这些迁徙与有记载的斯拉夫迁徙相吻合，但DNA分析提供了从历史资料中无法了解的这些迁徙的规模。未来方向和研究改进莱希说："关于这些迁徙的影响有多大，斯拉夫语的传播在多大程度上主要是通过文化影响或人口流动实现的，一直存在争议，但我们的研究表明，这些迁徙对人口产生了深远的影响。今天，巴尔干半岛大多数民族的祖先有一半以上来自斯拉夫移民，即使在希腊这样今天不使用斯拉夫语言的国家，也有大约三分之一的斯拉夫祖先"。研究小组已经在计划他们所谓的"第二版"研究，这将利用古代DNA技术的改进。奥拉尔德说："我们现在能够对来自同一地点的数百个个体进行测序，因此我们可以提高分辨率，开始更多地了解不同个体之间的社会互动和亲缘关系。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403849.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1403849.htm

科学家揭示世界上最受欢迎的咖啡品种穿越千年的秘密

科学家揭示世界上最受欢迎的咖啡品种穿越千年的秘密研究人员为阿拉比卡咖啡物种开发出了最高质量的参考基因组，揭示了其60万年来的进化过程及其在没有人类干预的情况下的自然发展。这一新基因组揭示了阿拉比卡咖啡因遗传多样性低而对气候变化和虫害的易感性，并为培育更能抵御环境压力的新品种提供了潜力。资料来源：布法罗大学由布法罗大学（UniversityatBuffalo）部分领导的研究人员开发出了他们称之为最高质量的阿拉比卡咖啡（Arabicacoffee）--世界上最受欢迎的咖啡品种的参考基因组。这一新基因组揭示了咖啡在各大洲传承的千年秘密。今天发表在《自然-遗传学》（NatureGenetics）上的研究结果表明，阿拉比卡咖啡是60多万年前在埃塞俄比亚的森林中通过其他两个咖啡物种之间的自然交配发展起来的。研究发现，阿拉比卡咖啡的种群数量在数千年的地球冷热交替过程中此消彼长，最终在埃塞俄比亚和也门种植，然后传播到全球各地。该研究的共同通讯作者维克多-阿尔伯特（VictorAlbert）博士是哥伦比亚大学文理学院生物科学系的帝国创新教授，他说："我们利用现今存活植物的基因组信息回溯历史，尽可能准确地描绘出阿拉比卡的悠久历史，并确定现代栽培品种之间的关系。"星巴克和蒂姆-霍顿斯（TimHortons）等咖啡巨头专门使用阿拉比卡咖啡豆来冲泡他们每天供应的数百万杯咖啡，然而，部分原因是由于近亲繁殖的历史和种群规模较小导致遗传多样性较低，阿拉比卡咖啡豆容易受到许多病虫害的影响，只能在世界上病原体威胁较低、气候条件较为有利的少数几个地方种植。艾伯特说："详细了解当代品种的起源和育种历史，对于开发更能适应气候变化的阿拉比卡新品种至关重要。"研究小组利用尖端的DNA测序技术和先进的数据科学完成了新的参考基因组测序，并从中测序出39个阿拉比卡品种，甚至还测序出瑞典博物学家卡尔-林奈（CarlLinnaeus）用来命名该物种的18世纪标本。参考基因组现在可在一个公开的数字数据库中查阅。这项研究的共同负责人之一、雀巢研究公司基因组学资深专家帕特里克-德斯孔布斯（PatrickDescombes）说："虽然确实存在其他关于阿拉比卡咖啡的公开参考文献，但我们团队的工作质量极高。"我们采用了最先进的基因组学方法，包括长、短线程高通量DNA测序，创建了迄今为止最先进、最完整、最连续的阿拉比卡参考基因组。"阿拉比卡咖啡约占世界咖啡产品总量的60%，它的种子帮助数百万人开始一天的工作或熬夜。然而，最初创造阿拉比卡咖啡的杂交是在没有人类干预的情况下完成的。阿拉比卡咖啡是由Coffeacanephora和Coffeaeugenioides自然杂交形成的，它从每个亲本中获得了两套染色体。科学家们很难确定这种异源多倍体化事件发生的确切时间和地点，估计时间从1万年前到100万年前不等。为了找到最初事件的证据，哥伦比亚大学的研究人员和他们的合作伙伴通过计算建模程序运行了各种阿拉比卡基因组，以寻找物种基础的特征。模型显示，在阿拉比卡的历史上出现过三次种群瓶颈，最早的一次发生在大约2.9万代人（或61万年前）。研究人员说，这表明阿拉比卡是在此之前的某个时间形成的，即61万年到100万年前。艾伯特说："换句话说，产生阿拉比卡咖啡的杂交并非人类所为。很明显，这种多倍体事件发生在现代人类和咖啡种植之前。"长期以来，人们一直认为咖啡植物是在埃塞俄比亚发展起来的，但研究小组在从非洲东南部延伸到亚洲的大裂谷周围收集的咖啡品种却显示出明显的地理分野。所研究的野生品种全部来自西部，而栽培品种则全部来自最靠近分隔非洲和也门的曼德海峡的东部。这与咖啡种植主要始于15世纪左右的也门的证据相吻合。印度僧侣巴巴-布丹（BabaBudan）据说在1600年左右从也门偷运出了传说中的"七粒种子"，从而培育出了印度阿拉比卡（Arabica）栽培品种，为今天咖啡的全球推广奠定了基础。Descombes说："看起来也门咖啡的多样性可能是目前所有主要品种的创始人。咖啡并不是像玉米或小麦那样经过大量杂交培育出新品种的作物。人们主要是选择自己喜欢的品种，然后种植。因此，我们今天拥有的品种可能已经存在了很长时间。"气候如何影响阿拉比卡种群由于对人类起源的研究，东非的地理气候历史有据可查，因此研究人员可以将气候事件与野生和栽培阿拉比卡种群如何随时间波动进行对比。模型显示，在距今2-10万年前，该地区的人口数量曾长期处于较低水平，这与据信该地区在距今4-7万年前遭受的长期干旱和较冷气候大致吻合。然后，在大约6-15000年前的非洲湿润时期，人口数量有所增加，当时的生长条件可能更有利。在同一时期，大约3万年前，野生品种和人类最终栽培的品种相互分离。新加坡南洋理工大学助理教授JarkkoSalojärvi是这项研究的另一位共同通讯作者，他说："它们偶尔还会相互繁殖，但很可能在非洲湿润期结束以及大约8000到9000年前海平面上升导致海峡变宽时停止了繁殖。"遗传多样性低对阿拉比卡咖啡构成威胁据估计，栽培阿拉比卡咖啡的有效种群数量仅为10000至50000个个体。遗传多样性低意味着它可能会像单一种植的卡文迪许香蕉一样，被病原体（如咖啡叶锈病）彻底消灭，而咖啡叶锈病每年会造成10亿至20亿美元的损失。参考基因组能够进一步揭示一个阿拉比卡品种品系是如何获得对该疾病的强大抵抗力的。帝汶咖啡是阿拉比卡咖啡和其亲本之一的卡内普霍亚咖啡在东南亚自发杂交形成的品种。该品种比阿拉比卡更抗病，也被称为罗布斯塔，主要用于速溶咖啡。因此，当罗布斯塔在帝汶岛与阿拉比卡杂交时，它也带来了一些病原体防御基因。阿尔伯特还在2014年共同领导了罗布斯塔基因组的测序工作。.阿尔伯特及其合作者目前的工作还展示了罗布斯塔基因组的高度改进版本，以及阿拉比卡的另一个祖先物种Coffeaeugenioides的新序列。育种者曾试图通过杂交来提高病原体的防御能力，而新的阿拉比卡参考基因组使本研究人员能够确定一个新的区域，其中蕴藏着RPP8抗性基因家族的成员以及抗性基因的一般调控因子CPR1。Salojärvi说："这些结果为提高阿拉比卡的抗病原体能力提供了一个新的目标基因座。"基因组还提供了其他新发现，比如哪些野生品种最接近现代种植的阿拉比卡咖啡。他们还发现，源自印度或斯里兰卡的荷兰早期栽培品种"Typica"很可能是法国人主要栽培的波旁品种的母本。阿尔伯特说："我们的工作与重建一个非常重要家族的家谱并无二致。"编译来源：ScitechDailyDOI:10.1038/s41588-024-01695-w...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435270.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435270.htm