契丹人消失的千古之謎，為何由一段小小的古DNA揭開？

提到契丹人，我們總會(huì)想到那位義薄云天的南院大王蕭峰。

真實(shí)的歷史卻是這樣：公元1112年，遼國(guó)天祚帝耶律延禧登基已有十余載。這期間，天祚帝不理國(guó)政、生活荒淫奢侈，致使朝綱荒廢、人心渙散。

這年開春，天祚帝又來到春州游玩，召集附近女真部門酋長(zhǎng)來朝，沒想他的一個(gè)決定，招來亡國(guó)殺身之禍。宴席期間，喝得酩酊爛醉的天祚帝竟然令女真酋長(zhǎng)們?yōu)樗瑁@徹底激怒了完顏阿骨打。拂袖而去的完顏阿骨打從此不再奉招，并積蓄力量，準(zhǔn)備反遼。

轉(zhuǎn)眼到1114年，完顏阿骨打正式起兵反遼。此時(shí)，天祚帝還沉溺在紙醉金迷之中，完全沒有意識(shí)到危機(jī)即將到來。隨后幾年里，遼軍節(jié)節(jié)敗退，上京等地相繼淪陷，遼國(guó)內(nèi)部叛亂又不斷，形勢(shì)岌岌可危。

到1124年，天祚帝已失去遼國(guó)大部分土地，他自己先逃到漠北，妻兒家屬大多被殺或被俘，之后又不聽耶律大石等人的勸阻，執(zhí)意出兵試圖收復(fù)失地，結(jié)果兵敗被俘，隨后又被亂馬踩成肉泥，一代帝王落得如此下場(chǎng)，嗚呼哀哉！

隨著遼國(guó)壽終正寢，除了耶律大石率領(lǐng)殘部西進(jìn)新疆地區(qū)建立西遼之外，大部分生活在中原地區(qū)的契丹人淪為金朝奴隸，受盡壓迫，他們或隱于山林、或改姓埋名，就此神秘消失，在中華文明歷史長(zhǎng)河中留下璀璨一筆的契丹文化遺憾終結(jié)……

契丹人都去哪里呢？誰是契丹人的后裔？這已成一個(gè)千古之謎。

千百年以來，關(guān)于契丹人的傳說在民間廣為流傳，南院大王蕭峰的文學(xué)作品形象更是深入人心。多年以來，歷史學(xué)家們?cè)诤棋氖窌性噲D尋找答案，卻始終一無所獲。例如，云南施甸縣傳來發(fā)現(xiàn)消失近千年之久的古契丹文字，當(dāng)?shù)卮迕褡苑Q為契丹后裔，但契丹族一直生活在北方，為何會(huì)出現(xiàn)在千里之外的云南地區(qū)？

轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在本世紀(jì)初，在一次考古活動(dòng)中出土了一具完整的契丹干尸，科學(xué)家利用分子考古學(xué)技術(shù)，提取古尸的DNA，通過與現(xiàn)代DNA進(jìn)行對(duì)比，得出結(jié)論：云南施甸地區(qū)的阿、莽、蔣三姓就是契丹族后裔，千古之謎得以解開。

一段小小的古DNA為何會(huì)如此神奇，它背后蘊(yùn)含了什么神奇密碼？近年來，分子考古學(xué)等交叉學(xué)科迅速崛起，充分利用大數(shù)據(jù)、AI等數(shù)字化技術(shù)，不僅幫助考古學(xué)家們解決了各種“疑難雜癥”，也為考古領(lǐng)域注入了數(shù)字化新力量，徹底改變考古范式，而古DNA正是分子考古學(xué)的核心。

古DNA研究：為什么如此火

中華文明上下五千年，燦爛輝煌、氣度恢弘，之所以有別于其他文明，很重要的一大原因是我們的文字結(jié)構(gòu)一致、沒有改變，通過文字將歷史長(zhǎng)河中那些鮮活的人和事記錄下來，并傳承有序。

但我們依然有很多未解之謎：中國(guó)人從哪里來？中國(guó)人類如何遷徙與進(jìn)化的？古代絲綢之路到底從什么時(shí)期出現(xiàn)？古代北方地區(qū)草原游牧民族之間有哪些相互關(guān)系？古代小麥通過何種傳播途徑進(jìn)入到中國(guó)……

這些疑問既是每個(gè)中國(guó)人生而有之的文化自覺，也是值得不懈探索的終極文明命題。過去，專家們?cè)诤棋珪５淖掷镄虚g中尋找答案；現(xiàn)在，專家們則是通過分子考古學(xué)，在海量DNA數(shù)據(jù)中見微知著、由表及里探索文明的奧秘。

所謂古DNA研究是指從古代人類和動(dòng)物遺骸以及古生物化石中提取的DNA，把古代DNA數(shù)據(jù)同現(xiàn)代基因庫(kù)中的數(shù)據(jù)資料相結(jié)合，進(jìn)行比對(duì)、分析，進(jìn)而解決人類的起源與遷徙、民族融合等重大考古學(xué)問題。

例如在去年，吉林大學(xué)考古DNA科研團(tuán)隊(duì)首次對(duì)中國(guó)北方黃河流域、西遼河流域及黑龍江流域近6000年時(shí)間跨度下連續(xù)的古代人群進(jìn)行全基因組高精度測(cè)定和分析，相關(guān)研究結(jié)果極富價(jià)值，為探討中華文明的起源、形成和發(fā)展提供了重要證據(jù)。

近年來，在房山周口店山洞、三星堆發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)、西伯利亞亞納河秀牛角遺址、福建奇和洞等考古活動(dòng)中，都有著古DNA研究的“身影”，古DNA研究正在成為當(dāng)今考古領(lǐng)域的一個(gè)標(biāo)配。

但古DNA研究雖美，卻也著實(shí)面臨不少現(xiàn)實(shí)困難。

古DNA研究：沒有那么簡(jiǎn)單

古DNA研究是當(dāng)前考古研究中的前沿領(lǐng)域和熱點(diǎn)方向。

但古DNA研究比現(xiàn)代DNA研究要難得多。這主要受自然環(huán)境各種因素的影響，DNA自溶、水解、斷裂的情況普遍存在，使得古DNA很難完整保存下來，即使保存情況較好，也可能會(huì)發(fā)生其他微生物進(jìn)駐并破壞DNA的情況。

另外，古DNA的提取環(huán)節(jié)也是關(guān)鍵，在提取環(huán)節(jié)很容易被現(xiàn)代人的DNA所污染。在古DNA最開始探索的階段，時(shí)有因?yàn)槲廴镜脑?，造成古DNA提取失敗。之后，人們意識(shí)到這個(gè)問題，超凈室封閉環(huán)境、防護(hù)服、實(shí)驗(yàn)室細(xì)微操作成為提取的標(biāo)配，盡量避免現(xiàn)代DNA污染，提升提取的成功率。

提取DNA之后，還需要比對(duì)（Mapping）至所研究物種的參考基因組（References），以及利用群體遺傳學(xué)分析工具、系統(tǒng)發(fā)育軟件等對(duì)序列信息進(jìn)行分析，并與現(xiàn)代或者其他古代人群、動(dòng)物等遺傳信息進(jìn)行比對(duì)，從而追溯個(gè)體或群體的來源、遷移以及融合過程等。

無論是比對(duì)（Mapping）、群體遺傳學(xué)分析、還是系統(tǒng)發(fā)育分析，這些研究數(shù)據(jù)的處理都對(duì)算力提出高要求。尤其是二代高通量測(cè)序技術(shù)平臺(tái)的開發(fā)應(yīng)用對(duì)小片段古DNA分子捕獲能力增強(qiáng)后，科研人員所能獲得的DNA序列大幅提升，帶來了巨大的DNA數(shù)據(jù)處理算力需求。

歸納下來，由于受各種因素的影響，使得古DNA研究遠(yuǎn)比現(xiàn)代DNA更加復(fù)雜。尤其是隨著二代高通量測(cè)序技術(shù)的普及之后，古DNA大規(guī)模測(cè)序和獲得有效數(shù)據(jù)得以實(shí)現(xiàn)，隨之而來的就是對(duì)比與分析對(duì)算力的極度渴求，這對(duì)海量DNA數(shù)據(jù)的計(jì)算處理能力和處理效率提出了更高的要求。

破解難題，AI來提速

古DNA研究誕生于上個(gè)世紀(jì)八十年，直到最近十年才進(jìn)入到繁榮階段，很關(guān)鍵的因素就是數(shù)據(jù)積累、測(cè)序方法和數(shù)據(jù)分析方法三個(gè)方面都取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，共同驅(qū)動(dòng)著古DNA研究大踏步前進(jìn)。

如果說古代DNA基因庫(kù)是完成了原始數(shù)據(jù)積累的關(guān)鍵，為古DNA研究夯實(shí)了牢固的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；那么，高通量測(cè)序技術(shù)的采用，能一次并行對(duì)幾十萬到幾百萬條DNA分子進(jìn)行序列測(cè)定和一般讀長(zhǎng)較短，并破解以往測(cè)序技術(shù)高成本的難題；而大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)近年來的迅猛發(fā)展，則猶如一把關(guān)鍵鑰匙，支撐起高通量測(cè)序帶來的巨大基因數(shù)據(jù)的分析研究，為古DNA研究充分提速。

以吉林大學(xué)考古學(xué)院為例，作為中國(guó)古DNA研究的先行者，吉林大學(xué)考古學(xué)系早在1998年就與生命科學(xué)學(xué)院合作，成立國(guó)內(nèi)首個(gè)考古DNA實(shí)驗(yàn)室，開展有關(guān)古代DNA方面的研究工作。

隨著DNA考古研究的逐步深入，古DNA實(shí)驗(yàn)室已初步建立了我國(guó)邊疆地區(qū)的古代DNA基因庫(kù)，已有超過萬例的古人類、古動(dòng)植物樣本，數(shù)量位居全國(guó)第一。而面對(duì)高通量測(cè)序技術(shù)所帶來了大規(guī)模DNA數(shù)據(jù)處理和計(jì)算需求，吉林大學(xué)考古學(xué)院聯(lián)合浪潮打造了業(yè)界領(lǐng)先的大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，讓自身的基因數(shù)據(jù)處理能力也處于領(lǐng)先水平。

吉林大學(xué)邊疆考古研究中心副主任蔡大偉教授如是說：“用臺(tái)式機(jī)工作站來做測(cè)序數(shù)據(jù)處理，完成一次古人類的全基因組樣本分析至少需要兩周，還要面臨宕機(jī)帶來的處理流程中斷風(fēng)險(xiǎn)，以這種速度要建立邊疆地區(qū)古代DNA基因庫(kù)幾乎是一個(gè)不可能完成的任務(wù)?！?/p>

為此，吉林大學(xué)考古學(xué)院在國(guó)內(nèi)DNA考古領(lǐng)域首次將浪潮智算解決方案運(yùn)用到古DNA基因測(cè)序之中，為吉林大學(xué)的古DNA研究提供了強(qiáng)大加速能力。浪潮智算解決方案可在9.64小時(shí)內(nèi)完成基因組分析，48分鐘完成全外顯子組分析，相比于傳統(tǒng)計(jì)算方案，基因數(shù)據(jù)處理速度提升39倍。

如今，吉林大學(xué)考古DNA實(shí)驗(yàn)室的科研工作者正充分借助智慧計(jì)算解決方案，對(duì)我國(guó)北方地區(qū)的草原游牧民族，如匈奴、東胡、鮮卑、烏桓、契丹、蒙古等諸族的人骨以及出土的動(dòng)植物進(jìn)行古DNA提取和研究工作，并開展我國(guó)新疆地區(qū)古代“絲綢之路”沿線各民族相互關(guān)系、人群間的遷徙及混雜過程、經(jīng)濟(jì)文化生活、自然環(huán)境與人類相互關(guān)系等相關(guān)研究。

就像行業(yè)用戶加速自身的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)一樣，數(shù)字化能力也將成為考古領(lǐng)域未來的基本能力配置。越來越多的考古真實(shí)案例顯示，數(shù)字化能力對(duì)于解決諸多千古之謎發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。也許在不久的將來，人類就能夠?qū)ふ业健拔沂钦l，我從哪里來，我要去哪里”這三個(gè)終極問題的準(zhǔn)確答案。

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