第五章古代人骨的研究.pptVIP

1．人骨的形态学研究 2．分子生物技术分析和遗传因子 3．牙齿人类学研究 4．骨骼病理的分析 * * 第五章 古代人骨的研究 1．人骨的形态学研究 人骨的形态学主要是运用体质人类学的方法。 体质人类学最初依靠形态学去分析人种、性别，后来随着数理统计方法的引入，分析的结果更为严密，研究的内容也得以深入。 男女的人体骨骼特征 人骨的形态学研究分为两大步： 首先，进行目察，是将出土的人骨同已知各种系族类骨骼的整个结构进行比较，直接分类。内容包括：根据头骨的形状、根据牙齿（乳齿、恒齿的萌出时间）和骨骺的愈合时间、骨缝的愈合时间、耻骨联合面、以及人骨、牙齿的组织学断龄、从头骨区分人种。 第二步，用生物统计的方法进行头骨测量，作定量的比较，可通过测量的数值（如长、宽度）用指数进行计算。最近引用现代统计学中的各种多元统计分析方法，取得了许多出乎意料的成果。 2．分子生物技术分析和遗传因子 分子生物技术在考古中应用的越来越广泛。 近年来新技术、新方法如PCR技术、STM和AFM图像、流动式单分子荧光检测法所需DNA含量少、高特异性、敏感性，使得古DNA的数量极少、质量极为差以及其他干扰不再是不可逾越的障碍。 随着核酸序列研究的突破性发展，人们逐渐发现不同生物体核酸序列的相似性与其亲缘关系的疏密直接相关，且与生物体的形态核生理特征受环境影响很大不同，核酸序列受环境的影响较小，故而反映的信息更客观。 （1）DNA的结构与特性 DNA结构示意图 DNA的化学结构图 DNA的双螺旋结构图 DNA与染色体关系图 所谓古DNA，是指那些从动植物残骸（化石、亚化石、博物馆收藏的标本、考古学标本）中提取出的DNA分子。 生物体死亡后，其原有的DNA分子结构就开始遭到化学、物理等损伤。基于古DNA的特性，在选择研究对象上最好是片段长度适合、高异位点、高拷贝的样品。 古生物线粒体DNA就满足这样的要求。 线粒体DNA（mtDNA)是双链的超螺旋环状分子，它可以进行半保留复制和环复制。 线粒体的遗传体系主要有以下几个特点：1)线粒体DNA都有编码作用。2)线粒体除具有DNA外，还具有自己的蛋白质合成体系，3)线粒体基因组突变频率高，4)线粒体遗传方式主要是母系遗传，也可以通过精子进行父系遗传，但不同祖先的线粒体间存在排斥关系，在卵子中的线粒体通过编码特殊的酶将父系的外来线粒体分解。 所以，对线粒体DNA的系统分析可直接反映出人群或种族的母系历史。 除了线粒体DNA在考古中应用的较多外，原则上分析古生物体的Y染色体DNA(Y chromosome DNA)和常染色体DNA(Autosome DNA)也可以进行相关研究。 人类的Y染色体由两个功能不同的部分组成。 一个功能区负责男性性别决定和生育能力，成为Y-特异区（Y-DNA）；另一个功能区是在男性减数分裂过程中参与同X染色体的配对、同源重组和分离，即拟常染色体区（PAR）。这两个区域有不同的遗传特性，X、Y染色体可以在拟常染色体发生同源重组，而Y-特异区则不发生重组，从而保证性别决定的染色体基因不被破坏。Y染色体主要分析其单倍型的分布，处于半合子状态，父系遗传，除拟常染色体区外的Y-DNA在减数分裂过程中不发生重组，因此不同群体或个体的Y-DNA序列多态性位点就是良好的遗传标志。 原则上，通过分析特定的Y染色体单倍型分布，就能勾画出Y染色体进化树，追溯现代人类的父系祖先，是母系遗传的线粒体DNA研究的有效补充。 但是，由于Y染色体是单基因拷贝，扩增困难大，在古DNA中应用并不多。 常染色体DNA的方法是借助于突变数量的差异重建个体mtDNA系统。 人类的细胞核内有22对常染色体和一对性染色体。常染色体反映了核DNA的多态性，据此可以推测人类的群体遗传和人类的演化。 但是，由于目前理论和技术上的原因，常染色体DNA与揭示人类演化过程的距离很大。 （2）古DNA的分析程序 谱系树示意图 尼安德特人谱系 （3）古ＤＮＡ技术在考古中的应用 考古遗存中可能保存古代DNA材料有两类： 一类是生物材料；另一类是人类制作制作、加工或使用过的材料及其上所附的残存物。 其中人骨和牙齿是古代DNA研究的主要对象。 在考古学中，古ＤＮＡ技术可望解决如下关键问题： 一、结合现代人的mtDNA数据，研究人类起源、演化变异和迁移的历史过程； 二、对同一古代遗址、墓葬内不同个体、群体的DNA分析可以获取群体内部信息，进而可以构建家庭谱系，判断社