从木乃伊DNA发现:古今埃及不同基因,难道法老绿光罩顶?

一提到「埃及」,许多人的脑海中都会浮现出《游戏王》的另一个我(?)或是续集拍不完的《神鬼传奇》,想想那神秘的金字塔、受诅咒的木乃伊,真是令人无比着迷。

而随着时代变迁,现今的埃及与从前早已大不相同,多年来科学家花了许多精力想从木乃伊DNA 中找到古埃及的秘密,却常无功而返。不过,最新的研究不仅用新方法萃取到了DNA ,更进一步发现了古埃及人的基因有些不同!

从基因定序开始,和法老来场亲密接触吧!

古埃及人笃信灵魂转世,相信只要将死者的尸身妥善保存,就能让复活后的灵魂再度使用。正因古埃及人如此费尽心思地制作木乃伊,现代的科学家可以从中发现许多有关死者的细节,包括了脸部特征、曾患疾病,甚至连生前刺青都可能接近完好,然而,在这种种线索之中,却独缺了最关键的一环── DNA。

过去有很长一段时间,科学家都没有办法在木乃伊身上找到DNA ,这或许是因为埃及本身炎热的沙漠气候造成了影响,另外,制作木乃伊的过程中使用的化学药剂也可能是「DNA 杀手」之一。因此,虽然木乃伊的相关研究已进行多年,针对基因部分的探索却始终没有多大的进展。

然而,最近一个古代DNA 专家团队终于破解了这个僵局,成功从90 个古埃及木乃伊进行基因定序,并将研究结果发表于《自然─通讯》(Nature Communications )。一位曾在2010 年进行木乃伊基因研究的生物人类学家阿尔伯特‧辛克(Albert Zink )对此表示:

终于向世人证明了木乃伊身上真的有DNA !

辛克当年针对16 具埃及贵族的木乃伊进行研究,其中甚至有鼎鼎大名的法老图坦卡门,然而,他所使用的「聚合酶连锁反应」(Polymerase chain reaction ,PCR )技术虽然可以在生物体外进行,却没有办法精确地分辨出古代基因和现代的污染。

神秘尼罗河以西,埋葬木乃伊宝地

这次的新实验由遗传学家约翰尼斯‧克劳斯(Johannes Krause )主持,他们利用创新的定序方法去检测样本上所有的DNA ,并筛选出与人类基因相似的部分。这种完整的研究方式使团队得以找出古代DNA 特有的受损模式,也让分析更加可靠,完成了过去研究中所无法企及的部分。

克劳斯过去曾经研究过尼安德特人(Neandertals )、丹尼索瓦人(Denisovans )以及欧洲史前移民的DNA ,不过,为什么这次会将脑筋动到埃及人身上呢?原来是因为他想知道:

外来征服者是否(对于埃及人)产生了基因上的影响?

咦?他说的「征服者」究竟是指谁?让我们回过头来,仔细看看埃及历史,你就会发现:法老其实并不是埃及的唯一主宰。这片丰饶的土地可说是兵家必争之地,她曾被亚述、努比亚、波斯、希腊、罗马等民族征服,也一直是商业贸易和文化交流的重要据点,所以如果埃及小孩的父母来自各地也就不奇怪了(?)

为了回答这个问题,克劳斯从距离埃及首都开罗以南115 公里处的贝尼苏韦夫省(Abusir el-Meleq )找来了151 颗木乃伊的头颅以供检测。为什么挑选这个神秘的地方呢?那是因为古埃及人相信:尼罗河以西是死者的国度,归属于冥王欧西里斯(Osiris),这块地尤其受冥王庇佑,也就是我们常说的「风水宝地」,当然要世世代代都葬在那边啰!也正因如此,科学家找起木乃伊来也特别方便(误)

木乃伊的秘密,深埋在骨头里

这些受检测的木乃伊们约在20 世纪初出土、被身首分离,而后分别收藏于德国的大学及博物馆两处。根据放射性碳定年法(Radiocarbon dating),科学家可以得知这些木乃伊们的生存年代横跨了1800年的维度,涵盖了鼎盛的新王国时期一直到受罗马的统治为止。

经过了如此漫长的岁月,木乃伊身上的软组织中几乎找不到任何DNA ,于是科学家们转而向他们的牙齿和骨头下手。首先,他们将所有的样本用紫外线照射60 分钟以减少现代的基因污染(研究人员可能会在采集过程中污染样本),而后加以定序木乃伊身上粒线体中的DNA。而粒线体中所含的基因数虽然不多,但比起苦苦搜寻细胞核里完整的人类基因组,在粒线体中找DNA 更为容易。

然而,粒线体中的DNA 是直接从母亲传给儿女的,因此这种方法找不到爸爸的DNA 。(详见:老妈给的粒线体)另一方面,细胞核基因体(nuclear genome )中则包含了父母双方的DNA ,隐含更多讯息。不幸的是,根据克劳斯的说法,只有几具木乃伊的细胞核基因体有被完整保存下来,能被严格检测的样本更是少之又少,最后在这么多样本中,只能确定三具木乃伊的细胞核基因体,而这三具木乃伊分别来自不同年代。

比起南非土著,埃及人可能更像波斯王子

研究团队将木乃伊的粒线体与细胞核DNA 分别比对了中东和非洲地区的人口,结果发现,埃及人与过去及现在的中东人在基因上较为相近,尤其相似于黎凡特(Levant)地区的人。

此外,即便埃及被各种外族入侵,木乃伊们身上的基因却维持了一致性,这有可能是因为粒线体里的基因没办法保存外国爸爸们的足迹;不过,即便是在那三具木乃伊身上发现的细胞核DNA 中,基因也依然高度连贯。

有趣的是,虽然古木乃伊的身上几乎没有任何非洲撒哈拉以南(sub-Saharan )地区的DNA ,现代埃及人的粒线体DNA 却有15% ~20% 反映出了他们的祖先来自撒哈拉以南。克劳斯推测,这样的变化可能起因于尼罗河沿岸的商业贸易、奴隶交易增加;此外,伊斯兰教在中世纪的扩张可能也增进了北非和撒哈拉以南的交流。

此研究证明了从木乃伊身上提取DNA 是可能的,对于埃及的考古发展具有非常突破性的影响,但是,研究者采样的地区较为单一,是否能代表整个埃及的人口组成仍待商榷。不过,既然有了这项秘密技术,或许揭开谜底的一天指日可待,毕竟,现在在埃及尚有数以千计的木乃伊们等待召唤啊!

参考资料:

  • Scientists thought ancient Egyptian mummies didn't have any DNA left. They were wrong Science [2017.05.30]
  • Were the Ancient Egyptians Black or White? Scientists Now Know bigthink [2017.06.11]

原始论文:

  • Schuenemann, VJ et al . Ancient Egyptian mummy genomes suggest an increase of Sub-Saharan African ancestry in post-Roman periods. Nat. Commun. 8, 15694 doi: 10.1038/ncomms15694 (2017).

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