長期以來,史前人類的家族結構和社會組織研究主要依靠墓葬分布、化石特征、器物類型及語言譜系等間接證據進行推測。隨著古DNA技術的突破性發展,研究者如今能夠依據古代墓葬中遺骸的生物學信息,直接構建家族族譜,進而據此揭示古代社群的婚姻制度、文化風貌和社會組織結構特征等,為人類文明演進研究開辟了全新研究范式。

復旦大學王軻團隊近期在《科學通報》發表觀點文章,通過多維度研究路徑揭示了古DNA技術的革新力量。該研究從方法學前沿、多學科交叉融合、古代人類行為解析、社會組織結構重建等關鍵層面,系統闡釋古DNA技術如何破解史前人類家族關系與社會行為組織難題,實現了"遺傳-行為-文化"的多層次整合研究,標志著跨尺度綜合研究范式的實質性突破。

1985年,帕博成功從埃及木乃伊中克隆出DNA片段,建立古代人類遺傳研究范式,并憑借破譯已滅絕人類遺傳信息榮獲2022年諾貝爾獎。隨著DNA提取技術和高通量測序平臺的迭代升級,該領域逐漸從個體分析擴展到群體研究,在解析人類起源、遷徙路線和遺傳演化方面取得突破性進展。近十年來,適用于古代基因組數據的研究方法相繼問世,使得從遺傳數據出發重建古代家族譜系、還原古代社會風貌成為可能。

這一領域的重要突破接連獲得學界認可:2024年Science將"古DNA揭示遠古家族關系"列為年度十大科學突破;2025年復旦大學王軻團隊在Nature發表研究,通過重建中世紀奧匈平原逾450人的家族譜系,首次以家庭為單位揭示多瑙河畔東亞父系社會統治下的多民族聚居圖景,獲同期自然雜志專刊評述“開啟古人遺傳研究新浪潮”。上述研究突破了常規的遺傳演化關系分析,展現了將古DNA技術應用于家族重建、實現古代社會結構解析的研究路徑,為研究文明演進提供了新的方法框架。

該研究中王軻團隊首先梳理了基于古DNA數據的前沿親緣推斷方法,包括基于基因型似然模型的lcMLkin和ngsRelate、采用隱馬爾可夫模型框架的KIn和實現了六級親緣關系的精準判定的ancIBD方法。新型算法顯著豐富了能從古DNA數據中提取的有效信息,提高了構建跨代際復雜家族譜系網絡成功率(圖1)。

圖1. 不同等級親緣關系及其對應的親屬關系模式圖。親緣關系級數指代親屬親疏程度,如一級親緣為父母-子女、同胞兄弟-姐妹直系親屬,二級涵蓋祖孫、叔侄與半同胞兄弟-姐妹

研究進一步揭示,親緣網絡不僅是遺傳血緣的載體,更是社會行為的生物學印記。通過構建高精度家族族譜與性別特征分析,研究者成功解析出古代社會的多樣婚配制度特征:隨父系或母系聚居(圖2)、女性外婚制、族內通婚制、收繼婚、單偶制與多偶制等。

圖2. 父系與母系家族示意圖。正方形代表男性,圓形代表女性

將DNA定量分析結果與考古、人類學信息的創新性整合是還原古代人類社會風貌的關鍵。一方面,DNA定量結果與墓葬空間分布、骨骼年齡鑒定及隨葬品特征等結合,揭示了古代人類社會行為,如埋葬行為中的選擇偏好。例如,瑪雅祭祀井中DNA性別檢測發現數十具祭祀男童,包括兩對同卵雙胞胎,這與瑪雅神話中雙子神崇拜契合,證明當時存在精心篩選祭品的祭祀行為。另一方面,多學科證據整合是重建代際傳承連續家族的核心方法。生物學證據表明,公元7世紀匈牙利平原墓葬展現了典型的生物學父系社會:統治階層的男性群體世代具有繼承自同一超級祖父的Y染色體;而女性成員多通過遠距離婚姻加入家族,為家族注入多地域遺傳特征。綜合生物學證據與陪葬品分布表明,公元7世紀奧匈平原邊緣區域墓葬顯示東亞血緣群體維持更嚴格的父系繼承制度,并在墓葬中陪葬有更多高規格隨葬品,證實父系氏族在社會中的精英社會地位,即父權社會(圖3)。

圖3. 公元7世紀匈牙利平原的東亞父權社會示意圖

母系繼嗣以及聚居雖屬少數派,但同樣在遺傳與考古學證據中留下清晰痕跡。北美原住民查科文化精英墓葬(圖4)中,母女、祖孫等連續數代女性親屬共享墓室,伴隨大量珠寶與權力木杖的陪葬,實證母系家族對宗教政治資源的掌控。歐洲凱爾特文化遺址中,僅通過母系繼嗣代際傳承的線粒體DNA譜系也揭示出以母系血緣為中心的居住結構特征。

圖4. 北美原住民查科遺址中的母系繼嗣家族

綜上,通過整合古DNA數據、墓葬形制特征與隨葬品分布規律,結合社會考古學理論框架,研究者得以構建社會結構與文化演化的動態關聯模型。這種跨學科方法不僅為系統推演古代社會發展軌跡提供可能,更為理解人類文明進程建立了新的理論坐標系。古DNA技術不僅解答著"人類起源"的宏觀命題,更精細勾勒出"人類文明化進程"的具體圖景。通過對基因密碼的破譯,我們正在逐步拼合出古代文明的社會架構模塊。

來源: 《中國科學》雜志社