摘要：最近，复旦大学文少卿、金力和王传超团队，联合国内多家机构，在黄河流域距今约5800年的人群中，发现了迄今为止最早携带适应高原的EPAS1基因特有单倍型的现代人类。

今天的黄河。图源：wikipedia.org

导读：

最近，复旦大学文少卿、金力和王传超团队，联合国内多家机构，在黄河流域距今约5800年的人群中，发现了迄今为止最早携带适应高原的EPAS1基因特有单倍型的现代人类。

王晓波 | 撰文

青藏高原平均海拔4000米以上，整体海拔范围在3000-5000米之间，是世界上海拔最高的高原，被称为“世界第三极”。很多来自世界其他地方的人在进入青藏高原时，往往会发生高原反应，头疼、头晕、食欲减退、呼吸困难以及肌肉酸痛等症状接踵而至。虽然多数情况下，这些症状会自行缓解，但有时也需要借助药物和吸氧等措施。更为严重的是，极少数人可能会出现肺水肿、脑水肿等危及生命的状况。

然而，藏族人在面对高原反应时，往往表现出较高的抵抗力。科学家经过研究，发现在藏族人的高原适应过程中，一系列基因发挥了关键作用，其中EPAS1基因显得尤为突出。该基因全称为Endothelial PAS domain-containing protein 1，有时也被称作 HIF-2α（低氧诱导因子-2α），是低氧诱导通路的核心因子，在人体应对低氧环境的细胞调节过程中扮演着至关重要的角色。已有研究发现，超过87%的藏族人携带特定版本的EPAS1基因，而汉族人携带此版本基因的比例则仅为9%。进一步的研究还发现，藏族人携带的EPAS1基因与他们血液中较低的红细胞丰度相关，而红细胞丰度过高正是导致血液粘稠和高反的关键因素，这进一步印证了EPAS1基因在藏族人高原适应中的重要性。

但是，遗传学、考古学及语言学的研究显示，汉族与藏族拥有共同的祖先，且二者间的遗传背景极为相近。那么，大部分藏族人和少部分汉族人身上的特有的EPAS1基因单倍型是从哪里来的呢？

这几年的研究显示，藏族人的EPAS1基因特有单倍型与丹瓦索瓦人所携带的高度一致，而与其他人群的基因则差异显著。这一发现提示，藏族人身上的EPAS1基因特有单倍型，很可能源于其祖先人群与丹瓦索瓦人发生了古老的基因交流[1]。而兰州大学张东菊等科学家发现，丹尼索瓦人曾经在16万年前至4万年前生活在青藏高原东缘的甘肃省夏河县白石崖溶洞（海拔3282米）中，这一地理与时间的重合为基因渗入提供了重要线索。[2,3,4]（新研究：约4万年前，丹人出没于青藏高原）

但这一故事并非止步于古人类。群体遗传学的累积证据显示，汉族与藏族源自共同祖先，并在约2750至5500年前分化为两个族群。在EPAS1基因高原特有单倍型从丹尼索瓦人渗入智人的过程中，自然选择起到了极大的作用。在高海拔人群中，该单倍型有着显著的生存优势（如婴儿存活率提高30%以上），被正向选择；在低海拔人群中，缺乏持续低氧压力，该单倍型未被选择甚至逐渐稀释。2023年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹团队发现5100年前青海省宗日遗址的人群携带EPAS1基因的变体，研究还显示，在过去3000年中，尤其是近700年来，EPAS1基因高原适应单倍型在青藏高原人群中的基因频率迅速升高，但这一上升与人群迁移无关，这说明EPAS1基因高原适应单倍型频率的上升是由于受到强烈的正向选择，以帮助青藏高原人群适应高原环境。为这一适应史提供了直接证据。[5]

最新研究则进一步将这一时间线提前。

复旦大学文少卿、金力和王传超团队，联合国内多家机构，构建和分析迄今最大规模的东亚新石器时代古基因组数据集。他们在甘肃秦安县大地湾遗址距今约5800年的人群中，发现了迄今为止最早携带适应高原的EPAS1基因特有单倍型的现代人类。这一遗传信号早于宗日遗址人群，海拔范围为1458-1673米，距离丹尼索瓦人遗存的白石崖溶洞约500公里。相关论文8月19日在线发表于《细胞-基因组学》[6]。

图一：新石器时代中期黄河和长江双流域各人群扩散图（图源：论文）

这一发现不仅推前了EPAS1特有单倍型在现代人群中出现的时间，也提示人类在低海拔区域已通过基因交流获得高海拔适应的遗传基础。

《赛先生》就此采访了该论文的两位通讯作者、考古学家文少卿和遗传学家王传超，详细解读这一工作的发现。访谈出于行文清晰与简洁，略有删减。

《赛先生》：本次研究的主要发现是什么？

文少卿：新石器时代过渡，即人类从采集狩猎经济转变为依赖农业活动，一直是全球研究热点。中国是有着世界上持续时间最长、最稳定的农业系统的所在地之一，有着独特的驯化历史。根据全国范围内系统地植物考古学调查，史前农业呈现出两个独立的亚中心，即种植稻的长江中下游地区以及种植旱地作物，比如粟和黍的中国北方黄河流域。大约在 6,000 年前，中国的五个依赖定居栽培稻和/或小米的地区所形成的最初复杂社会空前繁荣起来，即西辽河流域的红山文化、黄河中游的仰韶文化中晚期文化和下游的大汶口文化、长江中游的大溪文化和下游的崧泽文化。虽然这些社会可能是松散的酋邦，有着不同的生存策略、序列变化、领导制度乃至符号象征，但是他们是早期中国文化构建的基石。

基于上述研究背景，我们分析了74个距今约6231-4650年前新石器时代中期黄河流域粟作农业和长江流域稻作农业人群的古基因组，覆盖了黄河上游的马家窑、中游的仰韶以及长江中游的大溪、下游的崧泽-良渚，加上实验室之前发表的黄河下游的大汶口和其他课题组已发表的红山文化，我们可以直接回答新石器时代过渡影响后，东亚的遗传结构如何，农业起源核心区域的人群遗传历史如何。

王传超：具体来说，我们的研究通过分析74个距今约6231-4650年前新石器时代中期黄河流域粟作农业和长江流域稻作农业人群的古基因组，揭示了东亚农业起源核心区域的人群遗传历史，主要发现包括：

1.遗传分化与双向交流：黄河与长江流域人群存在显著遗传分化，但存在双向基因流动，支持农业传播的“人口扩散模型”。

2.黄河流域遗传亚结构：黄河流域农业人群存在明显遗传亚结构，受与周边人群的互动影响，如上游与高原人群相关，下游融入南方和本地狩猎采集者成分。

3.高海拔适应基因的早期证据：黄河上游人群携带最早的高海拔适应基因EPAS1单倍型（约5800年前），与青藏高原人群存在遗传关联。

4.南岛语系祖先的起源：南岛语系人群的遗传起源可追溯至更北的长江流域，而非仅局限于中国大陆东南沿海。

《赛先生》：本次研究的最大惊喜是什么？

王传超：最大的“惊喜”是发现了5800年前的“高海拔适应先驱”。

黄河上游的大地湾遗址古人样本携带适应高原的EPAS1基因单倍型，却并非高原人群，而是黄河流域的粟作农民。EPAS1基因是高海拔环境适应的关键基因，此前已知与藏族等高原人群相关，且被认为源自丹尼索瓦人，但该研究首次在黄河上游大地湾遗址的粟作农业人群中发现这一最古老的现代人类携带案例，表明高海拔适应的遗传基础在新石器时代中期已出现在低海拔的黄河上游区域，早于此前已知的高原人群相关记录，这暗示早期人类可能在低海拔区域已通过基因交流获得高海拔适应的遗传基础，为后续向青藏高原扩散奠定了基础，仿佛是“为高原定居提前准备的基因伏笔”，挑战了对该基因扩散时间和路径的传统认知。

《赛先生》：黄河上游低海拔农业人群的EPAS1适应性基因型，是直接来自该人群祖先与丹尼索瓦人的接触，还是间接来自于青藏高原人群？

王传超：目前还不确定黄河上游的EPAS1适应性基因型是直接来自丹尼索瓦人还是青藏高原人群，可能是黄河上游粟作农民从中间区域（如与高原人群接触）获得该基因，通过与周边携带丹尼索瓦相关基因的人群（可能是早期高原狩猎采集者）混合，逐渐积累高海拔适应的遗传基础，为后续向高原迁移做准备；也可能是携带EPAS1基因的早期高原人群南下至黄河上游，与当地农民混合，将该基因引入。

文少卿：大地湾遗址位于甘肃省天水市秦安县，遗址地层显示先民经历了原始狩猎采集到成熟粟作农业的发展阶段，持续时间长。

从早期的研究发现适应高寒缺氧环境的基因EPAS1可能来自俄罗斯阿尔泰山脉的丹尼索瓦人，到夏河丹尼索瓦人化石发现于甘肃省甘南州夏河县白石崖溶洞，再到我们在甘肃省天水市秦安县大地湾发现了迄今为止最早的（5819 cal BP），具有青藏高原人群特有EPAS1单倍型的现代人。丹尼索瓦人、高原人群以及黄河上游人群之间的遗传联系，特别是基因EPAS1特有单倍型在人群间的传递令人遐想。

《赛先生》：本次研究最有趣是什么？

王传超：有两点。

1.黄河与长江的“基因对话”：两大流域人群并非孤立发展，而是存在双向基因流动。例如，黄河下游人群携带长江流域相关的南方遗传成分，长江中游部分人群则融入了北方黄河流域成分，反映了粟作与稻作农业扩张中人群的迁徙与融合，仿佛一场跨越流域的“遗传交流史”。

2.南岛语系的“北方根源”：长期以来，南岛语系人群（如台湾少数民族、东南亚岛民）的起源被认为与中国东南沿海相关，但本研究发现，现代台湾南岛语系人群（如阿美族、泰雅族）的遗传成分中，长江流域相关祖源占比高达55.9%-64.9%，表明其祖先不仅来自大陆东南沿海，更可追溯至更北的长江流域，为南岛语系长江流域起源说提供了直接遗传证据。

《赛先生》：长江流域人群的祖源是哪个人群？南岛语系人群祖源为何更多显示来自长江流域而非东南沿海？

王传超：长江流域人群的“60%东南沿海祖源”与“南岛语系更多来自长江流域”并不矛盾，核心逻辑是：

-长江流域人群自身的遗传组成中，约60%源自东南沿海的新石器时代相关人群所代表的遗传支系，如福建等地的渔猎采集人群，这一遗传支系可能广泛分布在长江中下游和华南地区，这是长江流域稻作人群的基础祖源之一，在黄河流域农业人群没有扩散到长江流域之前，长江流域的古人从遗传上看应该也是和福建等地的渔猎采集人群一样的；

-混合了黄河流域粟作农业人群的遗传成分后，长江流域人群在向南扩散，成为南岛语系人群的主要遗传贡献者，而福建等地的渔猎采集人群没有混合黄河流域人群的成分，所以相比较之下，南岛语人群和长江流域农业人群更相近。这里体现的是粟作农业人群对南岛语族形成的影响，这与考古学上论述的华北粟黍农业文化南下并在华南形成广泛的稻粟混作区的趋势具有一致性，反映了东亚大陆沿海地区自新石器时代就已开始文化交流互动与人群迁徙融合。

简言之，长江流域人群是“东南沿海祖源”的继承者，同时也是“南岛语系祖源”

的传播者，二者是同一人群在不同时空尺度下的遗传角色。

参考文献：

1.Huerta-Sánchez, E. et al. Altitude adaptation in Tibetans caused by introgression of Denisovan-like DNA. Nature 512, 194–197 (2014).

2. Chen F, Welker F, Shen C C, et al.A late middle Pleistocene Denisovan mandible from the Tibetan Plateau[J]. nature, 2019, 569(7756): 409-412.

3. Zhang D, Xia H, Chen F, et al.Denisovan DNA in late pleistocene sediments from Baishiya Karst Cave on the Tibetan Plateau[J]. Science, 2020, 370(6516): 584-587.

4. Xia H, Zhang D, Wang J, et al. Middle and Late Pleistocene Denisovan subsistence at Baishiya Karst Cave[J]. Nature, 2024, 632(8023): 108-113.

5.Wang, H., et al. (2023). Human genetic history on the Tibetan Plateau in the past 5100 years. Science Advances 9(11): eadd5582.

6.Xiong et al., The genomic history of East Asian Middle Neolithic millet- and rice-agricultural populations, Cell Genomics (2025), https://doi.org/10.1016/j.xgen.2025.100976

来源：赛先生一点号