现代科技显威考古三创“第一？现代科技与社会生活

我们具备这样好的条件，再加上国家对这项科研工作的重视，以及广大科学工作者的努力工作，在不远的将来，我们完全能够接近或赶上世界的先进水平。

朱泓（大学边疆考古研究中心主任）：在我国，一直将考古学划在“人文社会科学”领域，但事实上，考古学绝不是纯粹的社会科学，它含有大量的自然科学成分，而且随着学科的发展，自然科学方法越来越多地应用在考古学领域。美国科学院院士、著名华裔科学家许倬云在大学时就提出，考古学是人文科学与自然科学交叉的一个学科，美国将考古学称为Science（科学），其可以界最权威的科学期刊《自然》、《科学》上发表，这就表明了考古学的国际定位。

老山汉墓女主人是２０００年８月在石景山区东部，与永定河傍依的老山地区发掘出土的。考古专家判定此墓在古代已被盗掘，但在墓穴前室西侧而不是棺材内发现的一具尸骨，引起了无数的猜测。关于其身份：有人认为是盗墓者，有人认为是墓主人，有人认为是者；关于其人种：有人认为是纯正的蒙古人种，即东亚黄种人，是典型的中原人，有人则认为是“胡女”，即带有白种人血统的古代西域人……

据有关专家介绍，大学边疆考古研究中心对老山汉墓女主人的考古学研究，创造了三个“中国第一”：首先，首次运用数字化三维技术复原古人生前容貌，填补了国内空白。而此前的复原工作或采用雕塑法，或采用二维电脑技术。

朱泓：考古发掘中很难得到古人类脑组织样本，它一般都保存不下来，此例是由于在某种特殊条件下脱水干燥才得以留存至今。我本人从事考古研究２０多年，在见过的数千例古代尸骨中，也是第一次见到古人类的脑组织。

周慧（吉大生命科学学院副院长、边疆考古研究中心考古ＤＮＡ实验室主任）：老山汉墓女主人的脑组织成了最后的希望，但我们也不知道是否能从其中提取出ＤＮＡ片段。我们是第一次做脑组织样本的ＤＮＡ提取，对其做了严格处理、分层，最外层１厘米左右因污染太大不用，第二层作为标本，摸索有效的处理方法和实验条件，最里面一层是最终数据的样本。

周慧：从实验室的技术手段来看，我们和国外差得不多。我们现在有最先进的测序仪、ＰＣＲ仪，实验室手段比较先进，同时又有明显的资源优势，所以对于人类ＤＮＡ的研究中国能够做出比较独特的东西。

周慧：实验结果出来后，我们都很激动。因为这次研究却是我们做过的难度最大的一个，实验结果出来后，实验室的所有工作人员都高兴异常。

实验的最终结果是：由脑组织的三个不同部位所得到的ＤＮＡ序列一致，同一抽提产物，平等测序结果相同，这个序列真实地反映了老山汉墓女主人的遗传信息。

在抽提时，先从外层的部分开始做，积累经验。我们发现其脑组织中确实含有ＤＮＡ，但测序后发现它杂乱无章，肯定有外来污染，没办法读取数据。再里面的一层，情况稍好一些，但还是无法读取数据。最后用脑组织最核心的部分来抽提，然而虽然抽提成功，但其中一部分片段的ＤＮＡ序列始终无法读取，实验再次陷于停顿。

其次，由于实验结果的可重复性直接反映了它的真实性，因此，我们设计了重复实验方案，对不同部位分别进行扩增，对同一抽提产物，由不同实验员在间隔较大的时间跨度（２个月）分别进行扩增，以排除操作人员和对实验结果造成影响。而且，每个扩增产物都进行正反测序两次，以减少序列判读的误差，最后以得到的平行实验结果为准。

但这只是人类形态学上的一个轮廓性的初步结论，为进一步其种族类型和遗传学性状等重要学术问题，２００２年１０月，大学边疆考古研究中心与市文物研究所合作，对该遗骸进行体质人类学、古代ＤＮＡ和颅像复原三个方面的研究。

ＤＮＡ(脱氧核糖核酸)是生物的遗传物质，基因以遗传密码的形式编码在ＤＮＡ上，表现为特定的碱基排列顺序，并且通过ＤＮＡ复制把遗传信息由亲代传递给子代。因此，对人类ＤＮＡ的分析将出人类个体及群体的遗传学信息。

再次，这是国内首次从古人类遗骸的脑组织中提取ＤＮＡ。外国科学家也只是从埃及木乃伊的脑组织中提取过ＤＮＡ。因脑组织保存下来的情况极少，而且提取难度非常大，所以国内外科研人员一般都是从骨骼和牙齿中提取ＤＮＡ进行研究的。

为确保实验的准确性，我们在具体操作中注意了这样几个问题：首先是污染问题。古代ＤＮＡ的特点是高度降解、广泛损伤，而且含量极低。而老山汉墓女主人埋藏条件较差，遗骸有灼烧痕迹，因此要采取措施避免外源ＤＮＡ的污染。一方面，在采集过程中样本都分别收集在不同的无菌袋中，处理样本时先用紫外线照射或用盐酸处理表面，然后在打磨、抽提和扩增过程中，平行进行多个空白对照，还建立了的实验区域，使用一套专用的微量取样器，以防止扩增ＤＮＡ间的交叉污染。另一方面，为了把污染的可能性降到最低，我们还做了擦拭实验来检测的洁净度。

其次，这是我国科学家首次对汉代王室的ＤＮＡ进行研究，而此前做过的近八十例考古ＤＮＡ研究，身份没有这么“显贵”。

地处“北国春城”市的大学边疆考古研究中心考古ＤＮＡ实验室，成立于１９９８年，是我国第一个从事古人类ＤＮＡ研究的专业实验室。５年来，他们已成功地对新疆、、东北、青海等地的十几批七八十例人骨进行了考古ＤＮＡ的提取和研究，并初步建立起我国边疆地区的古代ＤＮＡ数据库。

潘其风：说起老山汉墓女主人的脑组织，还有一段有趣的来历呢！在老山汉墓发掘时，从尸骸的颅腔里掉下一块“干泥巴”，当时我也没想到日后有什么用途，但本着“一块不丢”的原则，就让考古人员给收集起来了，没想到还真的派上了大用场。

研究人员取了两块指骨和一块肢骨进行ＤＮＡ抽取实验，但由于样本中ＤＮＡ降解严重、含量很少，提取工作非常不顺利，在两三个月内反复做了多次实验，都没有抽取出有效的ＤＮＡ片段。

之后，他们又取了该墓主人的一颗前臼齿进行研究。实验前，研究人员曾对牙齿寄予了很大希望，因为一般来说牙齿中的ＤＮＡ都保存得比较好，而且受的污染也最小。但是在一个多月的实验中，也未能从牙齿中提取出有效的ＤＮＡ片段。

在对ＤＮＡ链进行测序时，国内科研人员通常都是采用“正测法”。大学的研究人员在对老山汉墓女主人脑组织的ＤＮＡ序列多次测序试验失败之后，想到了用“反测法”来读取那始终无法测定的ＤＮＡ片段，结果非常成功，多次重复实验的结果都相吻合。

据吉大生命科学学院副院长、边疆考古中心考古ＤＮＡ实验室主任周慧介绍，由于老山汉墓女主人的骨骼保存状况欠佳，因此运用生物学的方法对其“线粒体”进行考古ＤＮＡ研究，提取是这项综合性研究计划中的一个重点和难点。

潘其风（中国社科院考古研究所研究员）：过去一种悲观观点认为，从生物学角度研究正在成为２１世纪体质人类学研究的方向，即意味着传统形态学研究不行了。此次大学利用生物学方法对老山汉墓女主人研究的结果，与过去他在形态学上对其人种所下的结论是相互印证、相互吻合的，考古ＤＮＡ为考古学研究提供了一种新的科学研究方法。

课题组考虑了３套方案，即分别从墓主人的肢骨、牙齿和颅腔中偶然保存下来的一块干燥脑组织中提取ＤＮＡ。在样本的处理过程中，分别采集了左侧肢骨、干燥脑组织的不同部分以及一颗前臼齿。

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最后经专家探讨研究，特别是经著名人类学家潘其风研究员鉴定，该尸骨是老山汉墓的主人，是一位３０岁左右的女性。根据墓葬的形制、等级和随葬品等情况分析，她是西汉某诸侯王的。这一结论基本得到大家的认可。

朱泓：大学的考古研究有一个传统而有优势的研究方向，即对中国边疆考古的研究，特别是北方边疆的考古课题。研究中原地区的考古有很多文献可以借鉴，但关于古代边疆地区的却是寥寥无几，因此边疆考古研究不得不更多的利用文献以外的其他方法来联合攻关，这其中就包括很多自然科学的方法在考古学中的应用。大学边疆考古研究中心２０００年通过国家教育部的验收，成为教育部百所人文社会科学重点研究之一，其主要研究方向就是用多学科的方法来研究边疆考古学的问题。 目前国际上已经把考古ＤＮＡ的研究，作为考古领域最前沿、最热点的课题之一。尽管国外考古ＤＮＡ研究的起步早，经验也比我国丰富，但中国作为文物大国的优势又是其他国家所不能比拟的，如我国有国外所欠缺的丰富的考古样品。

传真：

古代ＤＮＡ是指从田野考古发掘中出土的古代人类和动物遗骸以及古生物化石中提取的古代生物。随着现代生物技术、有机地球化学理论和实验技术的不断发展，人们对古代ＤＮＡ的研究也不断深入。把古代ＤＮＡ数据与现代基因库中的数据资料相结合，便可以构建出某一生物门类的系统发育树，从而进一步探讨人类的演化与迁移等重大问题。

在３套方案中，他们最先采用的是第１套。周慧说，这是基于以下三种考虑：第一，此前他们多次进行的考古ＤＮＡ研究，都是从骨头中抽提ＤＮＡ片段的；第二，牙齿中的ＤＮＡ片段相对其它部位来说，保存得应是最好的，但如果用牙齿做实验，就会影响其颅骨标本的完整性；第三，国内尚未做过古人类脑组织的ＤＮＡ研究，没有相关经验可供参考和借鉴。

大学边疆考古研究中心主任朱泓５月１４日宣布：经过５个多月的紧张工作，该中心以周慧为首的考古ＤＮＡ实验室研究人员终于完成了对老山汉墓女主人ＤＮＡ的研究工作。研究结果表明，她的ＤＮＡ序列属于亚洲Ｍ谱系，代表了东亚地区现代人群某种祖先类型的遗传学性状。这是我国首次利用考古ＤＮＡ对汉代王室进行研究，它彻底揭开了她的神秘面纱。

朱泓教授说，这项课题取得了比较、科学的结论。这一研究为丰富我国各历史时期的古人群基因库，探讨各古代人类群体的迁徙和演化，以及多元一体的中华民族的历史形成过程等重大理论问题的阐释，积累了来自生物学方面的科学。

目前，我们吉大边疆考古研究中心正致力于建立信息量更大、内容更丰富的边疆地区古代ＤＮＡ基因库，系统地对我国古代遗传资源进行研究，不断为古代历史、文化研究提供新的资料，开拓新的领域。

此前，该中心对这位贵夫人进行的体质人类学研究和颅骨容貌复原都表明，她是属于古代中原地区的土著居民，这次生物学的研究结果又与此相吻合，从而科学地证明了这个汉代诸侯属于东亚地区的蒙古人种，是古代中国中原人的代表。

提起考古，人们印象中多半是尘土飞扬的考古现场和尸骸、石器、陶器、青铜器、瓷器等出土文物，很少有人会把它同干净整洁的实验室和生物学、电脑数字技术等联系在一起。而大学边疆考古研究中心正是利用上述现代科技手段，彻底揭开了老山汉墓主人的神秘面纱，同时创造了我国考古学上的“三个第一”：第一次运用数字化三维技术复原古人生前容貌；是我国科学家第一次对汉代王室的ＤＮＡ进行研究；是国内第一次从古人类遗骸的脑组织中提取ＤＮＡ。

据朱泓介绍，因为老山汉墓尸骨的保存状况实在太差，最可行的两条都没能成功，一些研究人员失去信心，几乎要放弃了，但在周慧教授的之下，实验又继续进行下去，准备从其脑组织中提取ＤＮＡ片段。

经过３个月的努力，２００２年底对老山汉墓女主人进行的体质人类学研究及电脑三维人像复原完成，研究结果表明，这是一位长相端庄、皮肤的中原女子。此后，吉大考古ＤＮＡ实验室开始对她进行最后的考古ＤＮＡ研究工作。

考古ＤＮＡ研究可以有效地解决传统考古学方决不了的问题，有助于阐明人类起源、演化、群体间以及群体内不同个体之间的相互关系，在考古学综合性研究中具有重要的应用价值。

对古人类进行ＤＮＡ研究，目前只在美、德、日等少数发达国家进行。近年来，少数国家已在古代ＤＮＡ的研究领域做出了相当的成绩，不仅成功地从距今上万年的样品中提取出ＤＮＡ，而且已将这些应用到考古发掘中人类遗骸的个体鉴定、家系鉴定以及古代人群形成发展的研究。我国这方面研究还处于起步阶段。