利用考古学、古DNA发现的最早家牦牛证据

作为喜马拉雅山脉的高海拔英雄，牦牛是少数能够在青藏高原极寒、恶劣和缺氧条件下生存的大型动物之一。在亚洲山区，牦牛和牦牛与牛的杂交品种是肉类、牛奶、运输和燃料的重要来源。然而，人们对它们的历史知之甚少:牦牛是何时何地被驯化的。

在12月13日出版的一项研究中科学进展包括圣路易斯华盛顿大学考古学家在内的一个国际研究小组报告说，从考古学和遗传学角度证实了家养牦牛的证据，可以追溯到2500年前，这是迄今为止最古老的记录。

研究人员使用一只雄性牦牛的古老DNA锁定了这一日期，这只牦牛与家牛和牦牛-牛杂交牛生活在一个名为邦嘎的定居点，该社区位于藏南高原海拔约3750米(12300英尺)的地方。

“许多学者推测牦牛最早是在青藏高原的高海拔地区被驯化的，”华盛顿大学艺术与科学考古学副教授刘信义说。“这是一个消息灵通的猜测，但迄今为止，还没有强有力的证据证明这一点，”刘说。“这是考古学和古DNA都支持的第一个证据。“

来历不明

野牦牛曾经广泛分布在青藏高原，现在被国际自然保护联盟列为“易危”物种，估计只有7500至10000只成熟个体留在野外。

然而，家养牦牛在世界大部分地区都很普遍。据估计，仅亚洲高原就有1400万至1500万人。

科学家们此前已经追踪了在亚洲发现的其他家养牛种的起源。这包括主要在欧洲和亚洲温带地区发现的牛磺酸牛;主要发现于印度和亚洲热带地区的野牛;和东南亚的水牛。“牦牛仍然是一个开放的调查，”刘说。

他说:“在邦加发现家养牦牛和牦牛与牛的杂交品种，不仅对了解这种魅力非凡的动物牦牛的起源至关重要，而且还能让我们大致了解动物驯化的途径，在这种途径中，相关种群之间的基因流动越来越受到重视。”

跨学科方法

邦加是藏南高原最早的农牧聚居地之一，也是该地区唯一一个近几十年来被系统挖掘的拥有丰富动物遗骸的遗址。由四川大学卢洪亮领导的邦嘎大学的这项研究为科学家提供了3000年至2000年前极高海拔地区日常生活的一瞥，为增进我们对古老喜马拉雅地区的了解做出了巨大贡献。

邦加的发掘也为探索早期牦牛、黄牛及其杂交品种的历史提供了难得的机会。在这项研究中，刘和他的考古同事与家畜遗传学家进行了配对。该团队使用古代DNA测序以及动物考古分析和放射性碳测量来帮助回答仅靠实地分析无法解决的问题。“我们在邦加的研究是21世纪考古学跨学科和国际合作性质的一个很好的例子，”刘说。

从邦嘎采集的1万多块哺乳动物骨骼开始，现为四川大学博士后研究员的华府大学校友张(音译)鉴定并整理出了193块牛科动物的标本。牛科动物包括所有家养的牛、斑马和牦牛，以及它们的野生祖先野牛。

研究人员随后从这些牛样本中选择了五块保存完好的骨头进行全基因组祖先测序。测序工作由西北大学专攻牛驯化的两位著名遗传学家陈宁博和雷领导。

基因分析显示，只有一块古代骨头来自雄性牦牛，而其他四块骨头来自雌性牛磺酸牛。刘说，即使弄清这些牛是牛磺酸牛也是令人惊讶的，因为邦嘎靠近喜马拉雅山，在斑马和印度野牛的活动范围内，而邦嘎没有发现这些动物。相反，这些牛属于牛磺酸血统，是通过丝绸之路和藏北高原从安纳托利亚传入该地区的。

额外的分析有助于澄清雄性牦牛的骨头确实是家养的变种，而不仅仅是猎人杀死并带回定居点作为食物的野牦牛的骨头。研究人员还发现了这两个物种杂交的证据。

把牦牛带回家

这一2500年前驯化牦牛的新发现符合人类如何适应青藏高原高海拔环境的更大故事。例如，刘和他的同事以前记录了该地区的人们如何在面临严峻环境的情况下种植大麦。

“邦加为我们提供了一个了解3000至2000年前高海拔地区生活方式的独特窗口，”刘说。“他们精耕细作地种植大麦，为羊提供饲料和水，并饮用牛奶。所有这些资源都是作为史前食物全球化的一部分从世界其他地区引入青藏高原的，并成为西藏遗产的一部分。现在我们知道他们有家养牦牛。”

家养牦牛基因确认证据的发现并没有解决牦牛驯化的所有问题，也不一定代表着驯化过程的开始。然而，它暗示了牧民将牦牛带回家的动机。

这个地区早期的牧民可能面临着恶劣的条件，因为漫长的冬天和严重的暴风雪，动物很快灭绝。生活在这样的环境中，人们需要创新。一个可能的解决方案是集中圈养，这将允许牧民全年为他们的畜群提供农业副产品和水。最近由刘和张领导的动物考古和同位素研究证实了这一策略。

另一个解决方案是将牦牛的环境适应能力与黄牛的生产能力结合起来。“由于这个原因，即使在今天，Dzomo(雌性杂种)和dzo(雄性)仍然是高原地区最常见的股票。牛产奶多、产肉多，但它们不像牦牛那样适应高海拔环境，”刘说。“杂交使牛向高处移动，牦牛向低处移动，同时它们产更多的奶。“

该研究的合著者、华盛顿大学名誉教授、世界领先的动物驯化专家菲奥娜·马歇尔表示，这项研究引起了人们对青藏高原家养牦牛和牛磺酸牛之间遗传连续性的关注。在世界许多地区，早期的驯养动物被后来的品种所取代。基因组数据表明这样的动物更替并没有发生在青藏高原。

“这表明早期藏族社区的成功和持久遗产，他们在生存策略上是世界性的，在面对具有挑战性的气候时具有弹性和创新性，”刘说。“邦加为这样的社区提供了最好的例子。“

来源: Materials provided by Washington University in St. Louis. Original written by Talia Ogliore.
注明: Content may be edited for style and length. Journal Reference: Ningbo Chen, Zhengwei Zhang, Jiawen Hou, Jialei Chen, Xuan Gao, Li Tang, Shargan Wangdue, Xiaoming Zhang, Mikkel-Holger S. Sinding, Xuexue Liu, Jianlin Han, Hongliang Lü, Chuzhao Lei, Fiona Marshall, Xinyi Liu. Evidence for early domestic yak, taurine cattle, and their hybrids on the Tibetan Plateau. Science Advances, 2023; 9 (50) DOI: 10.1126/sciadv.adi6857