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從木乃伊DNA發現:古今埃及不同基因,難道法老綠光罩頂?

一提到「埃及」,許多人的腦海中都會浮現出《遊戲王》的另一個我(?)或是續集拍不完的《神鬼傳奇》,想想那神秘的金字塔、受詛咒的木乃伊,真是令人無比著迷。

而隨著時代變遷,現今的埃及與從前早已大不相同,多年來科學家花了許多精力想從木乃伊的 DNA 中找到古埃及的秘密,卻常無功而返。不過,最新的研究不僅用新方法萃取到了 DNA,更進一步發現了古埃及人的基因有些不同!

想到埃及你就想到金字塔嗎?圖/By Mark Fischer @flickr

從基因定序開始,和法老來場親密接觸吧!

古埃及人篤信靈魂轉世,相信只要將死者的屍身妥善保存,就能讓復活後的靈魂再度使用。正因古埃及人如此費盡心思地製作木乃伊,現代的科學家可以從中發現許多有關死者的細節,包括了臉部特徵、曾患疾病,甚至連生前刺青都可能接近完好,然而,在這種種線索之中,卻獨缺了最關鍵的一環──DNA

過去有很長一段時間,科學家都沒有辦法在木乃伊身上找到 DNA,這或許是因為埃及本身炎熱的沙漠氣候造成了影響,另外,製作木乃伊的過程中使用的化學藥劑也可能是「DNA 殺手」之一。因此,雖然木乃伊的相關研究已進行多年,針對基因部分的探索卻始終沒有多大的進展。

然而,最近一個古代 DNA 專家團隊終於破解了這個僵局,成功從 90 個古埃及木乃伊進行基因定序,並將研究結果發表於《自然─通訊》(Nature Communications)。一位曾在 2010 年進行木乃伊基因研究的生物人類學家阿爾伯特‧辛克(Albert Zink)對此表示:

終於向世人證明了木乃伊身上真的有 DNA

辛克當年針對 16 具埃及貴族的木乃伊進行研究,其中甚至有鼎鼎大名的法老圖坦卡門,然而,他所使用的「聚合酶連鎖反應」(Polymerase chain reactionPCR)技術雖然可以在生物體外進行,卻沒有辦法精確地分辨出古代基因和現代的汙染。

對,他就是那位大名鼎鼎的圖坦卡門!圖/By Carsten Frenzl, CC BY 2.0, wikimedia commons

神秘尼羅河以西,埋葬木乃伊寶地

這次的新實驗由遺傳學家約翰尼斯‧克勞斯(Johannes Krause)主持,他們利用創新的定序方法去檢測樣本上所有的 DNA,並篩選出與人類基因相似的部分。這種完整的研究方式使團隊得以找出古代 DNA 特有的受損模式,也讓分析更加可靠,完成了過去研究中所無法企及的部分。

克勞斯過去曾經研究過尼安德特人Neandertals)、丹尼索瓦人Denisovans)以及歐洲史前移民的 DNA,不過,為什麼這次會將腦筋動到埃及人身上呢?原來是因為他想知道:

外來征服者是否(對於埃及人)產生了基因上的影響?

咦?他說的「征服者」究竟是指誰?讓我們回過頭來,仔細看看埃及歷史,你就會發現:法老其實並不是埃及的唯一主宰。這片豐饒的土地可說是兵家必爭之地,她曾被亞述、努比亞、波斯、希臘、羅馬等民族征服,也一直是商業貿易和文化交流的重要據點,所以如果埃及小孩的父母來自各地也就不奇怪了(?)

為了回答這個問題,克勞斯從距離埃及首都開羅以南 115 公里處的貝尼蘇韋夫省(Abusir el-Meleq)找來了 151 顆木乃伊的頭顱以供檢測。為什麼挑選這個神祕的地方呢?那是因為古埃及人相信:尼羅河以西是死者的國度,歸屬於冥王歐西里斯(Osiris),這塊地尤其受冥王庇佑,也就是我們常說的「風水寶地」,當然要世世代代都葬在那邊囉!也正因如此,科學家找起木乃伊來也特別方便(誤)

圖中黃點處即是埃及人眼裡的風水寶地,亦是實驗木乃伊的來源處。圖/實驗圖片

木乃伊的秘密,深埋在骨頭裡

這些受檢測的木乃伊們約在 20 世紀初出土、被身首分離,而後分別收藏於德國的大學及博物館兩處。根據放射性碳定年法(Radiocarbon dating),科學家可以得知這些木乃伊們的生存年代橫跨了 1800 年的維度,涵蓋了鼎盛的新王國時期一直到受羅馬的統治為止。

經過了如此漫長的歲月,木乃伊身上的軟組織中幾乎找不到任何 DNA ,於是科學家們轉而向他們的牙齒和骨頭下手。首先,他們將所有的樣本用紫外線照射 60 分鐘以減少現代的基因汙染(研究人員可能會在採集過程中汙染樣本),而後加以定序木乃伊身上粒線體中的 DNA。而粒線體中所含的基因數雖然不多,但比起苦苦搜尋細胞核裡完整的人類基因組,在粒線體中找 DNA 更為容易。

然而,粒線體中的 DNA 是直接從母親傳給兒女的,因此這種方法找不到爸爸的 DNA。(詳見:老媽給的粒線體)另一方面,細胞核基因體(nuclear genome)中則包含了父母雙方的 DNA,隱含更多訊息。不幸的是,根據克勞斯的說法,只有幾具木乃伊的細胞核基因體有被完整保存下來,能被嚴格檢測的樣本更是少之又少,最後在這麼多樣本中,只能確定三具木乃伊的細胞核基因體,而這三具木乃伊分別來自不同年代。

比起南非土著,埃及人可能更像波斯王子

研究團隊將木乃伊的粒線體與細胞核 DNA 分別比對了中東和非洲地區的人口,結果發現,埃及人與過去及現在的中東人在基因上較為相近,尤其相似於黎凡特(Levant)地區的人。

黎凡特是個模糊的地理名稱,廣義上指中東托魯斯山脈以南、地中海東岸、阿拉伯沙漠以北和上美索不達米亞以西的一大片地區。圖/By 由 Winkpolve, CC 3.0, wikimedia commons

此外,即便埃及被各種外族入侵,木乃伊們身上的基因卻維持了一致性,這有可能是因為粒線體裡的基因沒辦法保存外國爸爸們的足跡;不過,即便是在那三具木乃伊身上發現的細胞核 DNA中,基因也依然高度連貫。

有趣的是,雖然古木乃伊的身上幾乎沒有任何非洲撒哈拉以南(sub-Saharan)地區的 DNA,現代埃及人的粒線體 DNA 卻有 15%20% 反映出了他們的祖先來自撒哈拉以南。克勞斯推測,這樣的變化可能起因於尼羅河沿岸的商業貿易、奴隸交易增加;此外,伊斯蘭教在中世紀的擴張可能也增進了北非和撒哈拉以南的交流。

此研究證明了從木乃伊身上提取 DNA 是可能的,對於埃及的考古發展具有非常突破性的影響,但是,研究者採樣的地區較為單一,是否能代表整個埃及的人口組成仍待商榷。不過,既然有了這項秘密技術,或許揭開謎底的一天指日可待,畢竟,現在在埃及尚有數以千計的木乃伊們等待召喚啊!

參考資料:

原始論文:

 

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關於作者

Peggy Sha

Pansci的小小實習編輯,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。