2021年 ， 科学界有一个重要的突破值得被记上一笔——科学家们首次从世界不同洞穴遗址的沉积物 ， 也是人们通常说的“泥土”里 ， 相继获取各种古熊、尼安德特古人类、古欧亚人及多种古代哺乳动物的核基因组 。
这些研究为我们揭露出沉积物里埋藏着巨大的古DNA宝库 ， 为我们探索更多人类演化的历史细节以至远古丰富的生命世界打开一扇扇新的窗户 。 我们约请中国科学院古脊椎动物与古人类研究所工程师平婉菁就这个话题和您聊一聊 。

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本世纪初在“泥土”中成功提取古DNA
在没有肉眼可见的生物骨骼遗骸的情况下 ， 古DNA是否可以在考古遗址的沉积物中留存下来？
2003年 ， 哥本哈根大学埃斯克·维勒斯列夫等成功从西伯利亚冻土和新西兰洞穴沉积物中 ， 提取到许多已灭绝的哺乳动物和鸟类的DNA片段 ， 重建了该区域过去生物群落的多样性 。 最重要的是 ， 这项研究首次明确表明古DNA可以在沉积物中长期保存 ， 即使在温带条件下的洞穴沉积物里也保存了数千年时间 ， 显示出沉积物古DNA提取和研究的巨大潜力 。
当时 ， 维勒斯列夫等运用PCR方法对动植物的基因片段进行扩增 ， 来比对和鉴定出沉积物中古代动植物的种类 ， 但是这一方法有着一定的局限性 。
然而 ， 这仍然是一项创造性的工作 ， 为我们了解和重建数万年以至数十万年前的生态系统提供了新的视角 。
古DNA“再现”远古生态环境
2007年 ， 科学家们再从格陵兰岛冰川底部的冻土中提取到古老针叶植物和昆虫的DNA ， 揭示距今约45万至90万年前森林的存在 。
2009年 ， 科学家又从阿拉斯加内陆育空河南岸距今1.05万至0.76万年的沉积物里提取到已灭绝动物的线粒体古DNA ， 表明猛犸象和马群在该地区一直生存到至少1.05万年前 ， 与最早进入美洲的人群共存了数千年 ， 这突破了已有化石记录的时间范围 ， 并挑战了当时有关大型哺乳动物灭绝的相关流行假说 。
随着鸟枪法测序、二代测序技术的出现和革新 ， 科学家们对于沉积物古DNA的提取和研究有了更大规模的发展 ， 为探究已灭绝动植物的生存历史及重建远古生态环境提供了更多可能 。 2016年 ， 科学家们通过对阿拉斯加圣保罗岛湖泊沉积物的研究 ， 揭示猛犸象在此一直生存到约5600年前 ， 因为气候变暖、海平面上升导致岛内淡水减少而灭绝 。
通过沉积物古DNA重建相关地点的史前生态环境 ， 研究也为探究人类的活动历史提供了重要线索 。 2014年 ， 科学家们利用阿尔卑斯山上湖泊沉积物中的古DNA重建6000多年来此地家畜群体和植被群落的结构变化 ， 揭示人类放牧活动的演变历史 。 2015年 ， 通过提取分析英国怀特岛附近海底考古遗址沉积物里的古DNA ， 发现小麦在8000年前已传播到英国 ， 反映此地狩猎人群和欧洲南部农业人群之间的交流活动 。 2016年 ， 通过提取分析劳伦泰德和科迪勒拉冰盖之间的无冰走廊中部湖泊沉积物里的古DNA ， 发现这里直到1.26万年前才出现动植物 ， 结合该地区人类存在的直接考古证据 ， 表明人类最早并非通过这条走廊进入美洲 。
从沉积物里“钓取”人类线粒体古DNA
【“泥土”里提取DNA，科学家重塑远古时代生命世界】2017年 ， 马蒂亚斯·迈耶等针对已知有灭绝古人类（主要是指通过古DNA观察到与现代人在遗传上不同的人类群体 ， 我们的近亲——尼安德特人和丹尼索瓦人）存在的地点开展沉积物古DNA的提取和研究 。 他们从欧洲和西伯利亚的7个洞穴遗址收集了85例距今55万年至1.4万年的沉积物样本 ， 并成功通过杂交捕获的方法获取多例尼安德特人和丹尼索瓦人的线粒体DNA 。