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“基因考古”破解曹操家族DNA密码

复旦大学历史学和人类学联合课题组公布三年的研究成果:通过研究当代超千例曹姓后人DNA,对比曹操叔祖父曹鼎的古DNA,确定Y染色体基因突变点O2*-M268为曹操家族DNA固有突变点。

这一发现是中国首例破解的家族DNA基因突变点,研究者称,不仅可以为曹操墓中遗骨身份提供参考,还可以为考古学测定年代的方法,提供DNA研究方向。但有专家称,该项研究意义不应过度拔高,需结合其他考古手段,方可确定曹操遗骨。

曹操墓中遗骨是否是其真身?

这个谜题如今有了生命科学方面的线索:曹操家族的男子有一个共同的密码:O2*-M268。

这个基因密码,如同曹操家族的图腾、纹饰,烙印在每一个成员的DNA链条上。

这项新的发现源自于复旦大学历史学和人类学联合课题组三年来的研究成果:通过研究当代超千例曹姓后人DNA,发现9支后人的DNA中含有相同Y染色体基因突变点O2*-M268,再对比曹操叔祖父曹鼎的古DNA,确定该突变点为曹操家族DNA固有突变点。

11月11日,消息一经公布,课题组成员之一王传超在微博上开起玩笑:“曹操他妈妈再也不用担心曹操是韩国人了。”

而另一研究者韩昇认为,研究最大的意义是,今后考古学不光可依赖碳-14测定年代,也会朝着DNA研究的方向努力。

曹操墓的顺风车

为何选择研究曹操家族DNA:曹操在历史中声名有争议,可能冒姓的人数少

李辉和他的团队第一次闯入公众视野,始于安阳“曹操墓”的发现。

2009年12月27日,河南省文物局公布消息,确认“曹操墓”位于河南省安阳市。

一个月后,李辉带领的复旦大学历史系与现代人类教育部重点实验室宣布,将联手调查分析曹操DNA,并征集国内曹姓、夏侯姓男性志愿者报名参与Y染色体检测,进而给“曹操墓”真伪提供科学依据。

其实李辉团队研究曹操DNA,早在“曹操墓”发现之前。他们的目的,也并非是给“曹操墓”检验真伪。

2009年7月,在耶鲁大学从事人类遗传学研究的李辉归国,他的研究内容是“人类进化的基本法则”,其中包括基因突变的速率。

“我们与祖辈相比,基因何时变的不同,当时的环境和社会发生了什么变化,对我们的身体又有什么影响?”这是李辉希望解答的问题。而这需要从一个具象、完整的家族的基因发力。

还未确定具体家族作为研究对象的李辉,一次偶然机会认识了复旦大学历史系教授韩昇。二人设想,曹操家族,可否作为试验的第一只“麻雀”?

历史学家韩昇给出了选择曹操家族的三个理由。

在中国百家姓中,曹姓数量770万人口,是一个中间数,有普遍意义;曹操隶属皇族,后代家谱及相关历史文献保存较完整;曹操在历史中声名有争议,可能冒姓的人数少。

而一旦得知了曹操后人的DNA,根据基因突变的规律来推导曹操本人的基因密码,即成为可能。

在“曹操墓”引发诸多争议后,李辉公布了课题组研究曹操DNA的消息,以争取到更多曹操后人提供DNA样本检测。

李辉和韩昇,搭上了这班“曹流顺风车”,开始跨学科的3年研究之旅。

寻找曹操后裔

曹姓人士热情参与采样,实验室曾雇大巴车,将一个曹姓村庄的全村人拉过来检验

研究对象锁定曹操,课题组首先面临的问题是,能否找到“靠谱”的曹操后人。

历史学家韩昇说,历史学已基本厘清了曹操并非夏侯氏之子,以及西晋灭魏并未灭绝曹氏宗姓等史实。这些为研究曹操DNA提供了历史学支持。

而上海图书馆丰富的族谱资源,也为寻找曹氏后人提供了可能性。全世界曹氏族谱共275种,上海图书馆就藏有118种。韩昇带领复旦历史系的研究人员,对所有能找到的曹氏族谱进行了全面查阅,并绘制出一份大致的曹操后人采样地图。

地图显示,曹操后人可能主要分布在三个地区,一是安徽亳州周边,这里曾是曹操政权的发源地;二是历史上的江东地区;三是湖南等省沿长江地区。

2009年底,河南安阳宣称发现“曹操墓”,契机出现,课题组发布了征集曹姓人氏的“人肉搜索”,公众对“曹操墓”的关注,带动了对课题组研究的关注。

远在辽宁的曹祖义看到征集曹操后人的新闻后,觉得“应该去一趟”。因为祖辈传说他们是曹操的后人。2010年刚过完春节,他就飞赴上海,到复旦大学采血。

曹姓人士大量涌现,志愿者的热情,让研究者们有些吃惊。最夸张的一次,实验室雇了一辆大巴车,将周边一个曹姓村庄的全村人拉过来检验。而直到研究成果公布后,仍然有人赶到实验室要求抽取血液检验。

“大多数人是抱着娱乐的态度,觉得有趣,想看看自己是不是曹操后人。”严实说。这为课题组提供了更多信息和DNA样本。

质疑声也接踵而至。有人提出,曹操本姓夏侯。还有人说曹操和西汉开国功臣曹参有家室渊源。此外,还有说法怀疑曹操后代早在西晋灭魏时被屠杀殆尽。

尽管这些说法在历史学研究中早已厘清,但为了慎重起见,课题组决定将采样范围扩大,把夏侯氏、曹参和曹操的后裔都纳入调查范围。

在研究者严实看来,整个寻找和采样的过程比公众看到得更加严谨。

除了依靠文字记载、方志、族谱等历史资料,“我们会详细询问家谱、家族的来历和传说,并不是对所有姓曹的不加以区分。”严实说,“但检测结果并不一定与对每个家族的初步判断吻合。”

李辉介绍,他曾在采样中遇到一个辽宁的曹氏家族,他们自称家谱已在解放前被烧掉,但依赖历史回忆、族人口头传说,以及人类学家田野调查后的相关出版物,他们坚信自己是曹操后人。

经过检测,本不被李辉看好的辽宁曹氏,确实是曹操后代。反倒是有些南方家族,都是有家谱、谱牒复印件,并代代相传的,最终检测却不是。

这种只能经历科学检测才能最终确定的不确定性,是吸引李辉和严实的地方。

不消逝的“家族图腾”

基因突变点“是打开时间机器的钥匙,让我们能穿越回去,找寻曹操DNA”

曹操后人已现身,接下来就是要从他们的DNA密码中推导出曹操的DNA密码,这需要生命科学技术登场。

DNA,一种双螺旋缠绕结构的排列,组成每一个人独一无二的密码,犹如ID信息,与人的一生相伴随。

人类每一代遗传中,DNA都会经历神秘的塑造,有重组,也有保留,这是我们与祖先既有相似、也有差异的原因。

其中构成生命的遗传基因中,男性DNA中的Y染色体是代代相传的,子代能完整继承父代的Y染色体主干不受混血影响,保证了Y染色体主干的严格父系遗传。

这种稳定性使得我们可以向前追寻我们的血脉远祖,直至远古洪荒时代,这恰恰与中国长久以来的姓氏传承一致。

某些时候,Y染色体也会发生突变。这些突变点就像家族的“图腾”,会一直被继承下去,并在后代的DNA中体现出来。

而人类从诞生到现在的突变点,也被人类学家们绘制成了国际通用的谱序。

“它们(突变点)是打开时间机器的钥匙,让我们能穿越回去,找寻曹操DNA。”李辉说。

课题组所要做的就是,从寻访到的曹操后人血样中提取DNA,再对DNA中的Y染色体进行分析,以追踪曹操家族一系的起源、演化和迁徙。

利用基因研究人类的发展,此前有许多先例,“但具体到一个家族DNA的研究,此前是没有过的。”果壳网成员、科普作家瘦驼说。

李辉将此称之为“在基因中考古”,即尝试从现实仍存在的770万曹姓后人中去筛选曹操这一支的特殊DNA标记。

密码O2*-M268

基因突变点在目前全国汉族人中出现率只有5%,但在曹操后代中高频出现

拂过历史的灰尘,李辉和他的团队用遗传学找寻规律,最终将这些曹氏人群联系到一起。

在提取的1000份男性血液样本中,他们发现一种叫作O2*-M268的Y染色体突变点,在曹氏家族DNA中,这是唯一显著高频出现的突变点。

这一突变点来自9个地方的曹姓后人,分别来自安徽绩溪、安徽舒城、安徽亳州、江苏海门、广东徐闻、江苏盐城、山东乳山、辽宁东港、辽宁铁岭。

而这一突变点在目前全国汉族人中都较为罕见,出现率只有5%。

对照人类基因突变点的谱序,再根据频率分布以及统计学规律,李辉估算O2*-M268属于曹操的可能性是92.71%。

为了从另外的途径得到验证,李辉还联系到安徽亳州的文物部门,借用了两颗牙齿。这两颗牙齿来自于上世纪70年代发现的曹氏宗族墓“元宝坑一号墓”,普遍说法是,根据墓室布局和墓砖铭文确定,牙齿来源于曹操叔祖父河间相曹鼎。

这种古DNA检测尤其要小心,首先在牙齿右下侧选取约0.5平方厘米大小打磨除去表面,再通过乙醇洗涤、紫外线照射去除污染;之后钻孔,通过零下180摄氏度的液氮将钻孔取出的材料处理成粉末,再通过一系列的反应搜集提取DNA。

果然,古代牙齿DNA中Y染色体的突变类型,与之前通过曹操现代后裔推定的曹操Y染色体突变类型一致,都是O2*-M268。

“跑不掉”的曹操?

有专家认为这项研究必须结合其他考古因素,才能帮助推断出曹操真正的骸骨

11月11日,复旦大学公布曹操家族DNA的Y染色体突变点为O2*-M268后,一系列质疑来势汹涌。

“落选”的曹姓人氏们纷纷发声。常州的曹氏,称要派出代表,去复旦“滴血认亲”;而江西南昌的曹氏,则认为结论是草率的。

有历史学家认为复旦的研究结论缺乏权威性,仅仅根据9个曹姓家族判断曹操DNA不够准确。

李辉解释说,反向推导一下,假设这些家族不是曹操后代,血脉在历史上没有联系,他们相同的O2*-M268基因突变就只能是巧合造成的。而这种巧合的概率大约为千万分之三,也就是几乎不可能。

至于大量网友质疑课题组骗取研究经费,韩昇回应说:“总共就拿了两万块钱经费,还有学校行政部门挤出来的一点费用,勉强够出差。”

在韩昇看来,历史学、考古学以及人类学的意义,都可以用“我们是谁,我们从哪里来,我们到哪里去”的哲学问题来回答,而不是简单的“认祖归宗”。

最大的争议,来自当初李辉团队搭乘的“顺风车”——河南“曹操墓”方面,则拒绝用DNA方法检测曹操墓中的头骨。

“‘曹操墓’是不是真的?这并不是我要解答的科学问题。”李辉说,“现在,曹操后代有了数据,曹操祖先有了数据,中间的曹操肯定跑不掉了。”

11月13日,曹操高陵发掘第一人、河南省文物考古研究所副研究员潘伟斌在接受采访时称,目前没有与复旦大学进行提取安阳曹操墓遗骸DNA鉴定的合作,称尊重用DNA鉴定曹操家族的考古研究方法,但在应用上很谨慎,持保留态度。

而中科院北京基因研究所副所长于军认为,测定出曹氏家族DNA上的特殊印记,在技术上并不是特别复杂的事情,但这项研究的实际意义,目前可能被舆论放大了。

“这项研究只能证明曹氏家族有O2*-M268基因突变点,但并不能证明其他家族一定没有这个基因突变点。”于军说。

在于军看来,只有应用于实际后,这项研究才有意义。比如将来出现了10块疑似曹操的骸骨,这项技术可以作为一种检测手段,再结合其他考古因素进行分析,才能帮助推断哪一块是曹操真正的骸骨。

但这些都不足以打扰到李辉和他的团队。他说他的目标是研究人类基因突变的速率,根据人与人之间的基因差异,来判断两个人之间相隔的年代,从而为人类未来生活提供参考。

“比如像高血压、糖尿病这些进化病,它怎么来的,什么时候出现的,当时的社会情况、气候情况是怎么样的?要预防,需要从进化方面寻找源头。”李辉说。