Sự truyền bá văn hóa Polynesia qua Thái Bình Dương là cuộc di cư lớn nhất trong lịch sử loài người. Tất cả các dấu hiệu cho thấy người Polynesia bắt đầu ở Đài Loan và đến châu Mỹ trong khi định cư trên các hòn đảo từ Hawaii đến New Zealand trên đường đi. Nhiều hòn đảo trong số đó đã duy trì các tuyến đường thương mại trong nhiều thế kỷ, ngay cả khi bản thân các hòn đảo này rất nhỏ và luôn khó tìm thấy trong vùng rộng lớn của Thái Bình Dương.

Việc xây dựng lại con đường mà người Polynesia thực hiện được chứng minh là đầy thách thức. Rất ít DNA cổ đại còn lại trong môi trường ấm áp, thường ẩm ướt của vùng nhiệt đới. Các hiện vật đã được xác định niên đại, nhưng không rõ chúng có liên quan mật thiết như thế nào đến sự xuất hiện của những người dân trên đảo, và thường không cho biết nguồn gốc của những cư dân này. Du hành thời hậu thuộc địa có di truyền học phức tạp và manh mối ngôn ngữ có thể giúp chúng ta sắp xếp mọi thứ.

Giờ đây, một nhóm lớn các nhà nghiên cứu quốc tế đã đưa ra một phương pháp hoàn toàn mới để phân tích bộ gen của người Polynesia hiện đại, dựa trên tác động lên bộ gen của một loạt các sự kiện định cư kéo dài. Kết quả cung cấp một bản đồ chi tiết về các hòn đảo đã định cư theo bất kỳ thứ tự nào, và chúng cũng cung cấp ước tính về ngày đến của người Polynesia.

Khi Phân tích Chuẩn không hoạt động

Nếu bạn so sánh hai bộ gen bất kỳ, có thể ước tính mức độ liên quan chặt chẽ giữa chúng. Điều này dựa trên tổng số các biến thể riêng lẻ mà chúng chia sẻ, cũng như sự kết hợp của các biến thể thường được di truyền cùng nhau trên cùng một nhiễm sắc thể. Thử nghiệm với các thành viên của hai quần thể và bạn có thể ước tính tương tự về khoảng thời gian họ đã tách biệt nhau, tạo cơ hội cho mỗi lần chọn các biến mới. Việc trộn lẫn với các quần thể khác có thể làm phức tạp phân tích này, nhưng có thể xác định và bù đắp cho điều này.

Với rất nhiều bộ gen hiện có, chúng tôi đã phát triển phần mềm rất phức tạp để thực hiện loại phân tích này. Nhưng tất cả đều hoạt động do cách cư xử của các quần thể khi họ di chuyển trong và giữa các lục địa.

Nhưng sự mở rộng của người Polynesia đã lật ngược nhiều giả thiết mà loại phân tích này dựa trên. Thay vì có hàng nghìn năm để một quần thể nhận ra những đột biến mới khiến họ trở nên khác biệt, người Polynesia thường định cư một số nhóm đảo mới trong vòng một thế kỷ. Hầu hết các biến thể di truyền xảy ra thông qua tác động của người sáng lập gây ra bởi các quần thể tương đối nhỏ đã hình thành các khu định cư mới. Các tuyến đường thương mại thường giữ liên lạc với người dân sau khi các hòn đảo mới được định cư, và thời kỳ thuộc địa đảm bảo rằng hầu hết dân số hiện tại giờ đây có ít DNA từ bên ngoài Polynesia.

Tất cả những điều này là đủ để đảm bảo rằng các phương pháp được thiết kế cho phần còn lại của nhân loại sẽ không thực sự hoạt động để hiểu được sự mở rộng của Polynesia. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đằng sau công trình mới đã phát triển các phương pháp mới được thiết kế đặc biệt để phân tích bộ gen của người Polynesia.

Làm cho phong cách phù hợp với thực tế

Một số cách tiếp cận mới khá đơn giản. Tại thời điểm này, chúng ta có đủ bộ gen từ những nơi khác trên thế giới mà các đoạn DNA không phải người Polynesia có thể dễ dàng được xác định và loại trừ khỏi phân tích.

Phần còn lại của cách tiếp cận liên quan đến việc suy nghĩ về những gì sẽ xảy ra mỗi khi các hòn đảo mới được định cư. Các khu định cư thường có một nhóm nhỏ – thường là vài chục người – tách ra từ một nhóm dân cư lớn hơn trên hòn đảo ban đầu. Tình cờ, một vài biến thể di truyền hiếm gặp trong một quần thể lớn sẽ phổ biến ở những người định cư. Trong khi đó, những người định cư có thể không mang một số biến thể phổ biến trong một số lượng lớn dân số.

Có hai chìa khóa để sử dụng phương pháp này để phân biệt quá trình định cư Thái Bình Dương. Đầu tiên là nếu cư dân của một hòn đảo gửi người định cư đến hai điểm đến khác nhau, thì các biến bị ảnh hưởng bởi các quá trình này sẽ khác nhau ở mỗi điểm đến. Do đó, trong khi một dàn xếp có thể mất các biến thể A, B và C, thì dàn xếp còn lại sẽ mất X, Y và Z, chỉ với những trường hợp trùng lặp hiếm hoi.

Chìa khóa thứ hai là những loại sự kiện này sẽ xảy ra trong một chuỗi. Nhiều hòn đảo ổn định sẽ hỗ trợ các khối kết tụ đủ lớn để gửi những người định cư mới. Và khi điều đó xảy ra, quần thể mới được hình thành sẽ thừa hưởng tất cả những thay đổi trong các biến thể mà tổ tiên của họ đã chọn khi họ còn là những người định cư, cũng như những thay đổi mới của riêng họ. Để quay lại giả định của chúng ta, hãy giả sử rằng hòn đảo được định cư bởi những người mất A, B và C gửi những người định cư của riêng nó. Những người định cư mới cũng thiếu A, B và C, nhưng giờ đây họ sẽ vô tình mất đi một nhóm mới – giả sử H, I và J.

Cùng nhau, điều này cho phép các nhà nghiên cứu xem những người dân trên đảo nào đã tạo ra các khu định cư.

Đối với hầu hết các phần, điều này tạo ra các loại mẫu mà bạn có thể mong đợi. Các chuỗi đảo riêng lẻ luôn tập hợp lại với nhau và có nguồn gốc có thể truy ngược về một nguồn đảo duy nhất. Các mô hình cũng chỉ ra rằng một số nhóm đảo đóng vai trò là trung tâm mở rộng. Ví dụ, Rarotonga và Balisir dường như là nguồn cung cấp (trực tiếp hoặc thông qua các đảo trung gian) cho các quần thể trên khắp miền đông Polynesia.

Một ngoại lệ lớn cho điều này cũng có thể hữu ích. Tất cả các quần đảo Austral ở miền nam Polynesia thuộc Pháp đều được định cư bởi một nguồn duy nhất – ngoại trừ đảo Raivavae. Cư dân của nó dường như đã đến từ Tuamotus và Mangareva, những hòn đảo nằm xa hơn về phía đông ở Polynesia thuộc Pháp. Nhưng đây cũng là dân cư định cư trên tất cả các hòn đảo Chúng tôi đã phát hiện ra DNA của thổ dân châu Mỹ. Tất cả điều này chỉ ra rằng nhóm này có thể đã tham gia vào một số chuyến đi dài nhất của người Polynesia.

Ai đã nhận được ở đâu và khi nào?

Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng dữ liệu của họ để cung cấp ước tính về thời điểm người Polynesia đến các hòn đảo khác nhau, nhưng nó liên quan đến một phương pháp hoàn toàn khác. Phương pháp này dựa trên thực tế là các nhiễm sắc thể mà chúng ta nhận được từ cha và mẹ của chúng ta trao đổi mỗi thế hệ trong một quá trình gọi là tái tổ hợp. Điều này sẽ làm rối loạn các phần mở rộng của các biến thể được thừa hưởng từ các quần thể của tổ tiên, với các phân đoạn của tổ tiên giảm dần (trung bình) theo thời gian.

Do đó, bằng cách so sánh độ dài trung bình của các đoạn tổ tiên, bạn có thể nhận được ước tính khi phân chia các quần thể khác nhau. Kết hợp thời gian với cây được tạo ra bởi phân tích khác và về cơ bản bạn có một bản đồ đầy đủ về thời gian mỗi hòn đảo gửi người định cư đến mỗi điểm đến.

Điều này không chính xác, vì liên hệ sau đó thông qua thương mại có thể thay đổi phần nào lịch sử rõ ràng của cuộc chia tay. Nhưng niên đại mà nó tạo ra phù hợp với niên đại được thiết lập bởi các phát hiện khảo cổ học xác định niên đại. Và trong các nền văn hóa đã truy tìm tổ tiên của các gia đình riêng lẻ kể từ khi họ định cư trên hòn đảo của mình, nó tương ứng với thời gian thông thường giữa các thế hệ loài người.

Thực tế là kết quả của phương pháp này phần lớn phù hợp với niên đại được phát triển bởi các phương pháp khác chắc chắn sẽ giúp ích cho sự chấp nhận của nó – mặc dù những người thích một niên đại thay thế chắc chắn sẽ quan tâm đến việc tìm kiếm các lỗ hổng trong đó. Tuy nhiên, bằng cách trình bày một bức tranh toàn cảnh như thế này, nghiên cứu có giá trị đơn giản là cung cấp cho mọi người nhiều cơ hội để kiểm tra nó. Ngoài ra, công trình có giá trị làm nổi bật việc thiếu một thuật toán phù hợp cho tất cả để hiểu nguồn gốc loài người và có thể khuyến khích mọi người suy nghĩ về các trường hợp khác trong đó các hoàn cảnh nhất định đòi hỏi các phương pháp tiếp cận chuyên biệt hơn.

Nature, 2021. DOI: 10.1038 / s41586-021-03902-8 (Về DOIs).