考古学家利用可追溯到数万年前的遗传物质绘制了穿越撒哈拉以南非洲的迁徙图。

遗传数据现在表明，在冰河时代，人们在东非大裂谷迁移和融合。

Elizabeth Sawchuk是 Banting 博士后研究员和阿尔伯塔大学人类学兼职教授；杰西卡·汤普森（Jessica Thompson）是耶鲁大学人类学助理教授；Mary Prendergast是莱斯大学人类学副教授。 这个故事最初以对话为特色。

今天在地球上活着的每个人都是非洲狩猎采集者的后裔。

非洲大陆是人类起源和创造力的摇篮，随着每一个新的化石和考古发现，我们对我们共同的非洲历史有了更多的了解。这样的研究往往集中在我们的物种智人在80,000 到 60,000 年前扩散到其他大陆的时间。但在那之后非洲发生了什么事，为什么我们不更多地了解留下来的人？

我们的新研究由来自 12 个国家的 44 名研究人员组成的跨学科团队进行，有助于回答这些问题。通过对生活在 18,000 年前的人们的古代 DNA (aDNA) 进行测序和分析，我们将来自撒哈拉以南非洲的测序 aDNA 的年龄大约翻了一番。这些遗传信息有助于像我们这样的人类学家 更多地了解现代人类很久以前是如何在非洲移动和融合的。

人们躲在天然的岩石悬垂物中，留下了他们日常活动的考古记录——有时还有他们的坟墓。通过仔细挖掘，考古学家可以将来自 aDNA 的信息与这些人的社会生活信息联系起来。雅各布戴维斯

追溯我们在非洲的人类过去

从大约 300,000 年前开始，与我们相似的非洲人——解剖学上最早的现代人——也开始以看起来非常人性化的方式行事。他们制造了新的石器工具，并开始运输原材料长达 250 英里（400 公里），可能是通过贸易网络。到 14 万至 12 万年前，人们开始用动物皮制作衣服，并开始用穿孔的海贝珠装饰自己。

虽然早期的创新以拼凑的方式出现，但更广泛的转变发生在大约 50,000 年前——大约在同一时间，人们开始迁移到像澳大利亚这样遥远的地方。新型石骨工具变得普遍，人们开始制作和交换鸵鸟蛋壳珠。虽然非洲的大多数岩石艺术都没有年代久远且风化严重，但考古遗址赭色颜料的增加暗示着艺术的爆炸式增长。

导致这种转变的原因，被称为晚期石器时代的转变，一直是考古学上的一个长期谜团。为什么之前在非洲零星出现的某些工具和行为会突然变得普遍？这是否与人数的变化或他们的互动方式有关？

鸵鸟蛋壳制成的珠子是热门的贸易商品，可以显示古代社交网络的范围。

进入过去的挑战

考古学家主要通过人们留下的东西来重建过去的人类行为——他们的食物、工具、装饰品，有时甚至是他们的身体。这些记录可能会累积数千年，从而形成长期平均水平的日常生计视图。然而，仅从考古记录来看，很难研究古代人口学或人口如何变化。

这就是 DNA 可以提供帮助的地方。当结合考古学、语言学、口述和书面历史的证据时，科学家们可以根据哪些群体具有遗传相似性来拼凑人们如何移动和互动。

但来自活人的 DNA 无法讲述整个 故事。在过去的 5000 年里，由于放牧和农业的传播、城市的发展、古代流行病以及殖民主义和奴隶制的破坏，非洲人口发生了变化。这些过程导致一些血统消失并将其他血统聚集在一起，形成新的种群。

用今天的 DNA 重建古老的基因图景，就像阅读一封被遗漏在雨中的信：有些字在那里但模糊不清，有些则完全消失了。研究人员需要来自考古人类遗骸的古代 DNA 来探索不同地点和时代的人类多样性，并了解是什么因素塑造了它。

不幸的是，来自非洲的 aDNA 特别难以恢复，因为非洲大陆横跨赤道，高温和潮湿会降解 DNA。虽然来自欧亚大陆的最古老的 aDNA 大约有 400,000 年的历史，但迄今为止来自撒哈拉以南非洲的所有序列都比大约 9,000 年更年轻。

所有已发表的古代基因组的地图，黑点按个体基因组的数量缩放。蓝点表示晚期石器时代的觅食者与我们研究中的觅食者相当。红星表示我们研究中首次报告的个体。插图强调了非洲与世界其他地区在已发表的古代基因组方面的差距。玛丽·普伦德加斯特；自然地球的底图

打破“热带天花板”

因为每个人都携带着从他们祖先的几代人那里继承下来的遗传遗产，我们的团队能够使用生活在 18,000 至 400 年前的个体的 DNA 来探索早在过去 80,000 至 50,000 年前人们是如何相互作用的。这让我们第一次能够测试人口变化是否在后石器时代的过渡中发挥了作用。

我们的团队对埋在现在坦桑尼亚、马拉维和赞比亚的六个人的 DNA 进行了测序。我们将这些序列与之前研究的 28 个人的 aDNA 进行了比较，这些人埋在从喀麦隆到埃塞俄比亚再到南非的地点。我们还为这些人中的 15 人生成了新的和改进的 DNA 数据，试图从少数古非洲人中提取尽可能多的信息，这些人的 DNA 保存得很好，可以进行研究。

这创造了迄今为止最大的基因数据集，用于研究古代非洲觅食者——狩猎、采集或捕鱼的人——的种群历史。我们用它来探索在过去几千年的彻底变化之前存在的人口结构。

达累斯萨拉姆的坦桑尼亚国家博物馆。当地策展人努力保护和保存热带条件下的遗骸，使非洲的古代 DNA 研究成为可能。

DNA参与了一场长期的辩论

我们发现，人们确实在晚期石器时代转变期间改变了他们移动和互动的方式。

尽管相隔数千英里和数千年，但这项研究中的所有古代个体都来自与古代和现在的东部、南部和中部非洲人有关的三个相同的种群。南至赞比亚的东非血统和北至肯尼亚的南非血统的存在表明人们正在长途迁移并与远离出生地的人生育孩子。这种人口结构可能出现的唯一方法是人们在数千年中长距离移动。

此外，我们的研究表明，几乎所有古代东非人都与今天生活在中非热带雨林中的狩猎采集者共享数量惊人的基因变异，这使得古代东非成为真正的基因大熔炉。我们可以看出，这种混合和移动发生在大约 50,000 年前，当时中非觅食者种群出现了重大分裂。

我们还注意到，我们研究中的个体在遗传上最像他们最近的地理邻居。这告诉我们，在大约 20,000 年前之后，一些非洲地区的觅食者几乎完全在当地寻找他们的伙伴。这种做法一定非常强大并且持续了很长时间，因为我们的研究结果表明，一些群体在几千年的时间里在遗传上保持独立于他们的邻居。在马拉维和赞比亚尤其明显，我们发现的唯一密切关系是在同一地点同时埋葬的人之间。

我们不知道为什么人们又开始“在当地生活”。随着上一个冰河时代在大约 26,000 到 11,500 年前达到顶峰和减弱，不断变化的环境可能使在离家更近的地方觅食更加经济，或者可能复杂的交换网络减少了人们携带物品旅行的需要。

或者，可能出现了新的群体身份，重组了婚姻规则。如果是这样，我们预计会看到手工艺品和其他传统（如岩石艺术）多样化，特定类型聚集在不同的地区。事实上，这正是考古学家所发现的——一种被称为区域化的趋势。现在我们知道，这种现象不仅影响了文化传统，也影响了基因的流动。

考古遗迹的恢复和分类是一个缓慢而费力的过程，即使是小碎片也能讲述大故事。

新数据，新问题

与往常一样，aDNA 研究提出的问题与答案一样多。在整个非洲东部和南部寻找中非血统促使人类学家重新考虑这些地区在遥远的过去是如何相互关联的。这一点很重要，因为中部非洲的考古研究仍然不足，部分原因是政治、经济和后勤方面的挑战使那里的研究变得困难。

此外，虽然遗传证据支持 50,000 年前非洲的重大人口转变，但我们仍然不知道关键驱动因素。确定是什么引发了晚期石器时代的转变，需要对区域环境、考古和遗传记录进行更仔细的检查，以了解这一过程是如何在撒哈拉以南非洲展开的。

最后，这项研究清楚地提醒我们，研究人员仍然可以从非洲博物馆收藏的古代个人和文物中学到很多东西，并强调了管理这些藏品的策展人的关键作用。虽然这项研究中的一些人类遗骸是在过去十年中发现的，但其他人的遗骸已经在博物馆中保存了半个世纪。

尽管技术进步正在推迟 aDNA 的时间限制，但重要的是要记住，科学家们才刚刚开始了解非洲过去和现在的人类多样性。