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石峁城垣结构图。国家文物局供图

石峁石雕。陕西省考古研究院供图

被誉为考古界“石破天惊”发现的石峁遗址，位于陕西省神木市，地处黄土高原与毛乌素沙漠的交界带，是中国已知规模最大的史前城址。

该遗址以宏大的城防设施和多元的祭祀遗存展示出典型的早期国家特征。然而，关于该遗址及相关文化人群的遗传来源，与周边黄河流域、草原人群之间的联系及其采取的社会组织形式等科学问题长期处于争议。

为解答这些谜题，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹科研团队与陕西省考古研究院等单位，历时13年，对来自石峁遗址、周边遗址及晋南地区共169例古代人骨样本展开大规模、高分辨率的核基因组研究。

就在11月27日，研究成果《石峁古城古DNA揭秘新石器时代中国地区亲缘关系习俗》在《自然》（Nature）杂志上线发表，揭开了石峁人群的神秘面纱。专家评价该研究“在东亚地区开创了运用古DNA方法揭示史前社会阶级分化与人祭现象的研究先河”。

解读石峁社会的亲缘纽带与权力结构

近年来，利用古DNA揭示大型聚落的亲缘谱系和社会组织结构，已成为古遗传学的前沿领域。然而，要精确解读一个大型聚落的亲缘关系网络，不仅要求足量的代表性样本与高覆盖率的古基因组数据，更需在深度整合聚落结构、墓葬形制、随葬品、居住址等多维度考古学信息的基础上进行复杂的数据建模分析。

“全球范围内相关研究仍相对有限，超过百例个体基因组的史前社会研究更是屈指可数，而对石峁古城这种具有超大规模、复杂多样殉葬形式的等级社会的研究尚属世界首例。”中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副所长付巧妹说。

从时间上看，从该研究项目的启动到成果发布，历时13年。“从2012年开始，我们就决定与石峁考古发掘同步采集数据，针对性破解我国早期社会结构。”付巧妹说。

如何构建一个科学的数据集，使其在时间和空间上都具有代表性，这是摆在研究团队面前的首要问题。针对该问题，在时间纵轴上，研究团队系统性地采集了从仰韶晚期到石峁主体时期、乃至更晚时期的样本。在空间横轴上，研究团队的采样范围不仅覆盖石峁核心区，还囊括了周边的许多卫星遗址，以至将晋南地区的陶寺遗址等重要都邑纳入对比体系。

“研究团队与考古发掘保持同步，第一时间获取最新、最具代表性的样本。这种坚持使我们最终能给出一个足够综合与复杂的科学解答。”付巧妹说，“除此之外，数据质量的提升与深度挖掘也非常重要。比如，针对古DNA保存质量差的特点，我们不断提高数据捕获效率，用自动化等方案降低污染，获得高质量的数据。在数据分析和阐释方面，通过大数据建模，融合考古学数据，将遗传谱系和墓葬等级、殉葬形式等一系列信息进行综合分析和交叉验证，最终复现出一个鲜活的社会实体，解读出石峁社会的亲缘纽带与权力结构。”

石峁主体人群源自陕北仰韶晚期人群

石峁古城以皇城台为核心，构建起包括内城、外城的两重城垣，并与周边寨山等卫星城或卫星聚落，形成一个具共同文化面貌和清晰社会层级的庞大聚落体系——石峁文化，其分布范围涵盖了陕西北部、内蒙古中南部、晋西北及冀西北等区域。

石峁文化人群的遗传结构和具体成分来源问题错综复杂。有研究认为其起源于本地仰韶文化人群，也有研究推断其遗传祖先源自中原。

此次，研究团队基于覆盖石峁古城及周边及晋南多处聚落人群的144例核基因组（无亲缘关系）分析揭示，无论是来自石峁古城皇城台（宫城）、内城和外城的不同等级人群，还是来自周边卫星聚落的人群，其主体人群的遗传成分高度一致，均和陕北本地仰韶晚期人群相同。

就此，付巧妹用了个形象的描述：“也就是说，石峁文化主体人群并不是‘外来户’，而是在本地人群基础上发展壮大。”

石峁古城作为地处农牧交错地带的核心都邑，尽管其人群主体源自本地，其代表的石峁文化显示出与周边地区考古文化间的密切联系，如石峁遗址出土的陶器与中原地区晋南陶寺文化类型高度相似，青铜遗存及冶金技术与欧亚草原多有联系，发现的鳄鱼骨板可能来自长江流域文化。

如此一来，石峁文化人群在形成过程中，是否和周边地区的古人群发生互动与交流？古基因组学证据给出了相应的答案。