绳纹人基因组揭示上旧石器时代东亚狩猎采集者的寒冷适应

关于东亚北部的更新世晚期人类历史，此前已有研究认识到以绳纹人为代表的日本群岛狩猎采集者构成东亚的一个早期分化基底支系，与东南亚和平文化占笤人群亲缘关系密切，而与现今东亚/东北亚人群相距较远 ^[1]。欧洲地区的研究则显示，不同区域的狩猎采集人群在末次冰盛期（LGM，约25,000至19,000年前）经历了差异显著的存活与替代模式 ^[4]。对北极因纽特人群的遗传学研究揭示了 FADS 基因家族介导的脂肪酸代谢冷适应 ^[2]。古人类基因渗入方面，丹尼索瓦人曾广泛分布于欧亚大陆东部边缘 ^[5]，东亚人群携带多源、谱系特异的丹尼索瓦人渗入 ^[3]。然而，绳纹人是否直接源自熬过冰盛期的上旧石器（UP）狩猎采集者，以及寒冷适应的具体遗传通路为何，仍是该领域尚未厘清的问题。

本研究分析了 42 例绳纹人基因组，其中 25 例为本研究新测序，包含 3 例覆盖度约 30× 的个体，并利用 9290 名现代日本人的参考面板进行基因型填补。群体历史推断表明，绳纹人谱系约在 27,000 至 19,000 年前——即中至晚上旧石器阶段——从欧亚大陆东部人群中分化，期间经历种群规模下降，至绳纹期起始时回升。北海道绳纹人约在 10,000 至 8,800 年前与本州—四国—九州绳纹人分化，作者由此提出"替代模型"，认为北海道上旧石器人群是一支未在后代中留下可检测遗传遗产的"幽灵群体"，其后被来自本州的绳纹人取代。

在表型相关等位基因频率上，绳纹人展现出与现今东亚人明显不同的格局：EDAR、ADH1B、ALDH2、OCA2、MC1R 及 ABCC11 等在后者中受到正向选择的变异在绳纹人中频率较低；而与产热相关的 UCP1 单倍型、与寒冷感知相关的 TRPM4 等位基因频率则较高。在 FTO 基因的 rs1421085 位点，绳纹人中 C 等位基因频率达 0.725，远高于现今东亚人（0.168）、欧洲人（0.43）和非洲人（0.056）；ZPR1-APOA5 区域亦呈强选择信号，关联较高的 BMI 与甘油三酯水平，提示选择作用于产热通路上的多个位点。在 FADS 位点上，绳纹人与因纽特人的等位基因频率显著接近于其他东亚人 ^[2]，考古证据亦显示约 15,000 至 11,800 年前日本群岛已存在水生资源的广泛利用。

古人类渗入分析利用 IBDmix 在绳纹人中鉴定出 5 个丹尼索瓦人特异片段，数量与 1KG 中其他东亚人群（如 CHB 9、CHS 3、KHV 9、CDX 9）相近，巴布亚人则高达 55 个片段。绳纹人与其他东亚人共享的渗入片段与阿尔泰丹尼索瓦人更为接近，提示" D0"型丹尼索瓦人片段在绳纹人与大陆人群分化前即已存在于其共同祖先的基因库中；独立研究也观察到绳纹人的丹尼索瓦人血统量在东亚人群中处于较低水平 ^[6]。本文的局限在于，北海道上旧石器"幽灵群体"尚未获得基因组采样，其与早期美洲人之间的关联、北部路线相关人物的渗入强度等问题仍有待后续工作加以检验。