近日,中国科学院青藏高原研究所陈发虎院士团队在《科学通报》期刊在线发表了题为“青藏高原牦牛驯化的考古学与遗传学研究进展及展望”的综述论文。该论文系统梳理了现阶段考古学和遗传学针对牦牛驯化问题的最新研究进展,展望了未来进一步开展牦牛驯化过程研究的潜在方向,强调了古DNA研究在解决牦牛驯化问题中的巨大潜力以及黄牛传入高原对牦牛驯化可能产生的重要影响,并首次提出了牦牛杂交驯化假说。论文第一作者为中国科学院青藏高原研究所博士生陈顺港,通讯作者为陈发虎院士。
牦牛是青藏高原最重要的大型家畜,被誉为“高原之舟”和“全能家畜”。牦牛可以高效利用高寒草地的牧草资源,为人类提供了肉、奶、运输力、皮毛和燃料等各类生产和生活所必需的资源。因此,探讨牦牛的驯化,有助于深化我们对青藏高原早期农业人群的适应和定居、青藏高原游牧经济的兴起和发展以及高寒文明的形成等科学问题的理解。
虽然青藏高原上的考古遗址较为丰富,但目前报导有牦牛遗存出土的遗址仅10处。其中,位于西藏拉萨的曲贡遗址年代最早(3750~3500 cal BP)、出土的牦牛骨骼遗存数量最多,是青藏高原牦牛驯化研究最早的实物证据。现代遗传学研究则将牦牛的驯化追溯至距今7300年前,起源地最有可能在位于高原东南部的昌都地区,比曲贡遗址家牦牛的证据早了三千余年。
上述考古学和遗传学工作虽在一定程度上为牦牛的驯化和群体演化历史提供了线索,但相比于其他家养动物,如黄牛、猪、狗、绵羊、山羊、马等,青藏高原牦牛的驯化传播历史仍非常模糊。例如牦牛的驯化时间,现阶段的考古学与遗传学研究结果差异较大;关于驯化牦牛的核心区域,虽然现有的考古学证据和遗传学分析结果都指向了青藏高原的南部,但也存在是拉萨还是昌都地区的分歧;并且由于考古学材料的局限性,导致现有证据在时间和空间上都不连续,尚不足以支撑讨论家牦牛的传播路线。
以往的研究表明,西亚驯化的黄牛至少在距今5000年前传入中国北方地区,不晚于距今4000年前传入青藏高原,黄牛传入青藏高原的时间要早于家牦牛出现的时间。现代遗传学研究也已经证实,青藏高原地区的牦牛和黄牛共享了部分的遗传成分,特别是与驯化选择相关的基因从黄牛群体渗入到了牦牛群体中。基于现有考古学和遗传学证据,本文提出:家养黄牛及其技术的传入以及黄牛温顺基因的渗入或许帮助青藏高原早期人群成功驯化了野牦牛,牦牛的驯化可能是借助与黄牛杂交来实现的,即采用了杂交驯化模式(图1)。通过与牦牛杂交,黄牛种群获得了高寒缺氧适应基因而得以在青藏高原生存并向更高海拔区域扩散,驯化后的家牦牛则能够更好地利用黄牛无法适应的大面积高寒草甸资源。牦牛的驯化和黄牛对高原的适应,成为史前人类大规模长年定居青藏高原重要的生存基础。当然,这一假说还需要古DNA研究的进一步验证。
图1 野牦牛与黄牛杂交驯化模式示意图
历时性的古DNA作为联系考古学和遗传学的理想纽带,能够更加全面清晰地揭示青藏高原牦牛驯化起源和扩散的时空框架,丰富我们对于牦牛驯化初始过程的理解。相信今后借助考古学、现代遗传学以及古DNA技术等多学科方法的交叉运用,青藏高原牦牛的驯化过程和传播历史以及人类在青藏高原扩散和定居的历史定会逐渐明晰。
本项研究得到了青藏高原地球系统基础科学中心项目(41988101)和国家自然科学基金(41930323)的资助。
论文链接:
http://engine.scichina.com/doi/10.1360/TB-2023-1132