北周武帝面貌還原。受訪者供圖

用新技術(shù)推測(cè)武帝面貌特征和死因

北周武帝在位前期對(duì)突厥采取聯(lián)合態(tài)度，迎娶突厥木桿可汗阿史那俟斤之女為皇后。阿史那氏去世后與宇文邕合葬在位于今陜西省咸陽(yáng)市渭城區(qū)底張街道陳馬村的孝陵。因?yàn)楸槐I嚴(yán)重，陜西省考古研究院和咸陽(yáng)市考古所于1994年聯(lián)合對(duì)孝陵進(jìn)行搶救性發(fā)掘。

2015年4月，受陜西考古研究院委托，聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)正式前往西安對(duì)武帝及阿史那皇后遺骨進(jìn)行采樣。考慮到保護(hù)武帝顱骨的完整性，在采樣時(shí)，團(tuán)隊(duì)沒(méi)有選取DNA保存最好的顳骨和牙齒部分，而是選擇了肢骨斷片。由于大型墓地中氧氣充分，人骨更易腐敗，因此往往保存狀況不佳，阿史那氏和宇文邕的遺骨出土后，能提取的DNA樣本里，大部分為土壤微生物DNA，人的DNA占比僅為千分之一，給測(cè)序和分析造成巨大挑戰(zhàn)。

研究團(tuán)隊(duì)花了6年時(shí)間，運(yùn)用傳統(tǒng)的提取和建庫(kù)方法，配合探針富集技術(shù)，終于在二者肢骨樣本上獲取約10萬(wàn)個(gè)可用的基因位點(diǎn)。

阿史那皇后的樣本保存相對(duì)較好，后續(xù)實(shí)驗(yàn)與分析比較順利，武帝的肢骨DNA樣本的污染率更高，已獲得的10萬(wàn)個(gè)位點(diǎn)僅可滿(mǎn)足基本的族源分析，不足以推測(cè)武帝的面貌特征和死因。

文少卿向澎湃科技解釋?zhuān)治鑫涞圩逶吹哪康氖菫榱丝纯歹r卑進(jìn)入中原以后，在民族大融合背景下，作為帝王的宇文鮮卑家族的遺傳混血狀況。與目前已經(jīng)發(fā)表的古DNA分析整合后，如果遺傳位點(diǎn)低于10萬(wàn)，只能做一些定性分析，無(wú)法量化回答其所關(guān)注的武帝遺傳構(gòu)成問(wèn)題。古DNA數(shù)據(jù)普遍質(zhì)量不好，涉及面貌推測(cè)和疾病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的位點(diǎn)的可靠性就無(wú)法保障。因此要盡可能地提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。

經(jīng)過(guò)一年多的努力，研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)高度降解樣本優(yōu)化出一套全新技術(shù)方案，包含高效獲取短片段的磁珠提取方法、對(duì)短片段友好的單鏈建庫(kù)方法和專(zhuān)門(mén)適用于古DNA的捕獲探針。在新技術(shù)的加持下，研究團(tuán)隊(duì)成功獲取武帝相貌復(fù)原的色素沉積相關(guān)位點(diǎn)和疾病推斷相關(guān)位點(diǎn)，并進(jìn)一步對(duì)武帝族源進(jìn)行更精細(xì)的定量分析。

文少卿介紹，“從考古應(yīng)用層面而言，新技術(shù)為獲取大墓和南方出土的挑戰(zhàn)性骨骼樣本乃至伴隨土樣中的基因組提供了可能，從法醫(yī)應(yīng)用層面來(lái)說(shuō)，也為更多大案、要案和難案的破獲拓展了想象空間?！?/p>

他告訴澎湃科技，發(fā)展新技術(shù)有一個(gè)很大的困難：文理交叉的跨學(xué)科研究，往往也需要巨大的投入?！跋啾葌鹘y(tǒng)的文科研究方式，分子考古研究需要實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，并且實(shí)驗(yàn)方法和工具也需要不斷優(yōu)化。我們一方面需要尋求‘新文科’研究的經(jīng)費(fèi)在哪里，我們?cè)趺瓷嫦氯ィ灰环矫嬉惨伎汲晒麑?duì)于公眾的應(yīng)用價(jià)值和社會(huì)價(jià)值在哪里，如何回饋老百姓，將研究成果進(jìn)行展示、傳播和利用，對(duì)得起這一份投入和期待?！?/p>

研究團(tuán)隊(duì)表示，他們將不斷升級(jí)技術(shù)方案，繼續(xù)檢測(cè)不同時(shí)序和不同考古文化的古代樣本，持續(xù)梳理匈奴、突厥、鮮卑、吐谷渾、粟特等三到九世紀(jì)北方古族的遺傳譜系。

破解武帝死因之謎并還原面貌

研究團(tuán)隊(duì)武帝基因組進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)武帝與古代契丹人、黑水靺鞨人以及現(xiàn)代達(dá)斡爾人、蒙古人存在最近的遺傳關(guān)系，并估計(jì)武帝血統(tǒng)有六成源于古代黑龍江流域的東北亞人群，三成源于古代黃河流域的農(nóng)業(yè)人群?！拔涞奂易遄V系表明他的祖母王氏可能是北方漢人，所以，武帝約三分之一的古代黃河流域血統(tǒng)極可能是鮮卑皇族與漢人貴族長(zhǎng)期通婚的結(jié)果?！蔽纳偾浞治?。

整合分析已發(fā)表的鮮卑人基因組數(shù)據(jù)后，團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，鮮卑人群至少有60%的主要血統(tǒng)來(lái)源于黑龍江流域的古東北亞人群。同時(shí)，不同地理區(qū)域的鮮卑人內(nèi)部存在一定的遺傳差異。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這種差異很可能是鮮卑人在發(fā)展壯大的過(guò)程中與周邊人群長(zhǎng)期通婚融合的結(jié)果。

“歷史資料和古基因組研究相互印證，有力論斷了北周武帝為‘胡漢’混合。結(jié)合其他已發(fā)表的鮮卑族的樣本，揭示古代鮮卑的形成經(jīng)歷了一個(gè)與周邊人群動(dòng)態(tài)混合的過(guò)程?！蔽纳偾浣榻B。

他們還破解了武帝的死因謎題。據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹，關(guān)于武帝的死因，此前主要通行兩種說(shuō)法：其一為死于烈性疾病，其二為死于中毒。

文少卿向澎湃科技介紹，研究團(tuán)隊(duì)在DNA實(shí)驗(yàn)中，無(wú)意中發(fā)現(xiàn)提取液變成紅色。于是對(duì)武帝遺骸股骨樣本中33種微量元素進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其體內(nèi)砷（As）的含量顯著高于同時(shí)期古代平民和貴族的平均水平。“人體中不同部位骨骼反映了生前不同階段的元素累積過(guò)程，股骨反映的是十年以上的代謝過(guò)程，說(shuō)明這些元素在長(zhǎng)期飲食中累積而成?！毖芯繄F(tuán)隊(duì)分析。

史料記載，在武帝生活的魏晉南北朝時(shí)期，服用丹藥是社會(huì)上層所崇尚的精神追求和生活方式，以求滋補(bǔ)長(zhǎng)生。所謂丹藥，其實(shí)是不同晶體形式的無(wú)機(jī)化合物，由多種礦物高溫?zé)铺釤挾?，在中?guó)有兩千多年的使用歷史?！侗阕觾?nèi)篇》等典籍均顯示，不同丹藥的成分雖有所差別，但雄黃與礬石是其中代表成分。

分析顯示，武帝樣本與隋唐時(shí)期貴族郭嗣本體內(nèi)的異常元素構(gòu)成更為接近。根據(jù)文獻(xiàn)記載，郭嗣本有長(zhǎng)期服食丹藥的生活習(xí)慣，甚至接受過(guò)皇帝的御賜丹藥。二者在分析中聚類(lèi)在一起，說(shuō)明武帝經(jīng)歷了與郭嗣本相似的元素積累，其遺骨中砷（As）顯著偏高，可能是由于他服食了以雄黃、礬石為主要成分的丹藥。

據(jù)史料記載，公元575年至578年間，武帝數(shù)次發(fā)病，“癘氣內(nèi)蒸，身瘡?fù)獍l(fā)（身體內(nèi)部的病癥不斷積累，在皮膚表面爆發(fā)出來(lái)）”“身生癩瘡，惡疾而死（由于身體上長(zhǎng)瘡，生重病而死）”，反映出其病痛以皮膚病為代表特征。

這符合慢性砷中毒的病理表現(xiàn)。研究團(tuán)隊(duì)介紹，慢性砷中毒病人皮膚上會(huì)出現(xiàn)彌漫性或局限性的色素沉著和病變，并導(dǎo)致皮膚血管發(fā)生變化，四肢出現(xiàn)疼痛和紅腫。他們?cè)谖涞鄣墓晒巧习l(fā)現(xiàn)了一塊黑色素沉著區(qū)域，認(rèn)為可能是砷中毒后，局部皮膚病變引起的骨髓壞死所導(dǎo)致。

此外，研究團(tuán)隊(duì)還以顱骨CT掃描技術(shù)對(duì)武帝進(jìn)行了初步面貌復(fù)原。通過(guò)分析控制頭發(fā)、皮膚和瞳孔色素相關(guān)的基因位點(diǎn)后，預(yù)測(cè)出武帝是黑色頭發(fā)、黃色皮膚和棕色眼睛，符合典型的東北亞、東亞人長(zhǎng)相。文少卿說(shuō)，這對(duì)公眾考古有著重要的應(yīng)用價(jià)值。

研究團(tuán)隊(duì)介紹，多年來(lái)，鮮卑人的外貌長(zhǎng)相是歷史學(xué)界較具爭(zhēng)議的話題之一。一些史料表明，鮮卑人具有須發(fā)茂盛、發(fā)色偏黃、高鼻深目等西域胡人特征；另有史料記載，鮮卑人與東北亞人群長(zhǎng)相沒(méi)有差別?！艾F(xiàn)在看來(lái)，第二種觀點(diǎn)與我們預(yù)測(cè)出的武帝面貌特征相一致?！蔽纳偾湔f(shuō)。

文少卿此前在接受澎湃科技采訪時(shí)介紹，其研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃做全東亞人的遺傳譜系樹(shù)，建立現(xiàn)代人與古代人的聯(lián)系，形成中華民族的“大家譜”。“目前，團(tuán)隊(duì)所檢測(cè)的史前和歷史時(shí)期樣本約有2000多例，烈士樣本約1500多例，距離最后的目標(biāo)還有很長(zhǎng)的路要走?！彼f(shuō)。