粟黍农业的兴起，深刻改变了中国北方史前人群的生活方式，也为东亚文明的发展奠定了重要基础。最早开始利用和栽培小米的人群从何而来？从早期植物利用到粟作农业逐渐强化，这一过程主要由本地人群推动，还是伴随着外来农业人群的迁入？长期以来，这些问题因缺乏早期粟作相关人群的直接遗传学证据而难以取得实质性突破。
北京大学生物医学前沿创新中心黄岩谊、庞玉宏团队与北京大学考古文博学院赵朝洪教授团队、吴小红教授团队及相关文物考古机构的合作者一起，针对这一问题开展了跨学科交叉研究。研究成果于 2026 年 10 月 16 日在 Science Advances 杂志发表，论文题目为「Early Neolithic genomes suggest a local origin for millet farmers in East Asia」。研究团队对北京东胡林及河北张家口邓槽沟梁、四台遗址的 7 个古代个体进行了全基因组分析，并结合碳十四测年与稳定同位素证据，揭示了距今约 11000 年至 7300 年间人群的遗传延续与交流历史，为研究此区域早期粟作人群的本地起源提供了关键数据支持。
东胡林遗址位于北京门头沟区，处于旧石器时代向新石器时代过渡的关键阶段。该遗址出土的炭化粟黍、陶器和石制工具等遗存，为认识最早期小米的利用与定居生活提供了重要资料。与之地理位置相近的邓槽沟梁和四台遗址，则记录了较东胡林晚一个阶段的粟作农业发展状况。三个遗址构成了跨越三千余年的研究序列，为探讨该地区从早期小米利用到后来的粟作农业强化之间的演变奠定了关键的材料基础。
图 1 研究涉及的遗址分布与东胡林考古遗存。A 为遗址分布，B 为炭化粟粒，C 为复原陶器，D 为石刀。
本地起源 三千余年的遗传延续
研究团队成功获得东胡林 3 个个体，以及邓槽沟梁、四台各 2 个个体的高质量全基因组遗传数据。对东胡林距今约 11000 年、10700 年和 9200 年的 3 个个体的分析显示，其遗传联系紧密，支持了该遗址早期到晚期人群之间的遗传连续性。这些个体与同时期黑龙江流域狩猎采集人群具有较近的遗传关系，揭示了全新世早期东亚北方内陆人群之间的深层祖源联系。
进一步比较发现，邓槽沟梁和四台人群与东胡林人群在遗传上高度相近，同属东亚北方内陆的一个遗传分支。其中，邓槽沟梁人群保留了与东胡林最密切相关的祖源，未发现显著的外来遗传成分混合，表明这一本地遗传背景延续了三千余年。
在人群祖源延续的同时，饮食结构却发生了明显变化。团队获取了这三个遗址及裕民遗址共 19 个个体的碳、氮稳定同位素数据。结果表明，较早的东胡林人群主要依赖 C3 类食物资源，同时摄入少量 C4 类资源；而较晚的邓槽沟梁和四台人群则显示出较高的 C4 类资源摄入水平。结合考古学证据，这一变化反映了粟黍等 C4 类作物在饮食中的地位逐渐上升。遗传背景的延续与饮食结构的转变共同支持了该研究区域粟作农业的发展主要发生在本地人群基础之上，为早期粟作人群的本地起源提供了遗传学支持，也说明农业发展可以发生在人群祖源相对稳定的背景下。然而，由于目前缺乏本地区小米利用之前的狩猎采集者的基因组数据，其与最初小米利用者之间是否存在遗传连续性，仍有待进一步验证。
图 2 遗传背景的延续与饮食结构的转变。左为人群遗传结构，右为个体年代及碳同位素值。
交流与传承 北方内陆人群的祖源联系
本地祖源的延续也伴随着跨区域的人群交流。研究发现，四台与裕民人群在本地祖源基础上吸收了北方相关遗传成分。在拟合较好的模型中，二者约 70%—80% 的祖源来自东胡林所代表的本地来源，其余约 20%—30% 与贝加尔湖或蒙古地区古代人群有关。这表明，早期粟作人群在保持本地遗传背景的同时，也与更北方的群体发生了交流。
研究还发现，东胡林相关祖源参与了贝加尔湖、蒙古地区早期狩猎采集人群的形成。这一结果提示，中国北方与贝加尔湖、蒙古地区之间存在长期的遗传交流，本地延续与外来成分的吸收共同塑造了北方内陆的人群历史。
这种祖源联系还延伸至更晚的新石器中期人群。在西辽河流域及雷公山、郑家沟等人群的祖源模型中，东胡林相关的北方内陆成分提供了重要的解释来源，为追溯后续粟作人群的形成提供了线索。需要注意的是，模型中的东胡林仅代表一种相关祖源成分，而非后续人群直接源自东胡林遗址居民；具体的人群流动过程仍需更多证据支持。
图 3 北方古代人群的祖源关系与混合模型。
此外，团队在距今约 9200 年的东胡林个体 M2 中发现了 EGLN1 低氧适应相关变异，提示这一变异在新石器时代早期的东亚北方内陆人群中已存在，其后续的传播和受到自然选择的过程尚不明确，还需未来更多新数据得以揭示。
这项研究综合运用了古基因组学、考古遗存与饮食证据等多学科方法，揭示了该区域从早期小米利用到粟作农业强化过程中的遗传连续性和粟作相关人群的本地起源，同时展现了北方内陆人群与周边群体之间的交流及其对后续人群形成的影响，为理解东亚粟作农业发展与人群历史之间的关系提供了新的直接证据。
北京大学博士后杨婷玉（现任职国家生物信息中心）、北京大学考古文博学院已毕业硕士生贾晓文、北京大学博士后王劲成、首都师范大学历史学院王涛教授及郑州大学考古与文化遗产学院崔天兴教授为论文共同第一作者。北京大学生物医学前沿创新中心黄岩谊教授、庞玉宏副研究员，以及北京大学考古文博学院赵朝洪教授、吴小红教授为共同通讯作者。北京大学李春梅博士（现任职云南大学）、考古文博学院何嘉宁副教授、BIOPIC 博士生张天明，河北省文物考古研究院赵战护、郝娇娇，榆林市文物考古勘探工作队崔英杰，北京考古研究院郁金城、张中华，首都博物馆郭京宁，陕西考古研究院杨岐黄，以及中央民族大学严实教授亦对本研究作出重要贡献。研究获得国家自然科学基金、北京分子科学国家研究中心、北京未来基因诊断高精尖创新中心和新基石科学基金会等支持。
原文链接：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aef9182
来源：北京大学生物医学前沿创新中心
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