姓氏与传说中的黄帝和炎帝有关的中国汉族男性

其Y染色体单倍型

分别以新石器时代两大超级祖先O3a2c1a和O3a1c为主

 

贺佩,胡正茂,朱作斌,夏昆,黄石*

中南大学生命科学学院医学遗传学国家重点实验室


摘要


现代社会大多数人的姓氏是世袭的,以使用父姓传承居多。这一命名系统在中国已经有5000多年的历史。根据传说和古典史书记载,当今中国的大部分姓氏都来源于8大古老的史前姓氏,而这8个姓氏被认为是古老的黄帝和炎帝的后代。近年来有研究报道了3个新石器时代的超级祖先,其Y染色体单倍型分别为O3a1c,O3a2c1和O3a2c1a,这为证实炎黄及其后裔姓氏的传说提供了可能性。我们针对当代中国汉族男性群体开展了两次独立的实验研究(共2415人),基于其姓氏与上古8大姓氏的关系,将受试者分成4组:姜(炎)、嬴(黄)、姬(黄)和其他(剩下的5个与黄有关的姓氏)。在这两次试验中,我们都发现Y染色体单倍型为O3a1c的受试者姓氏以姜姓相关姓氏为主,而O3a2c1a以嬴姓相关姓氏为主。此外,姜姓相关姓氏的人群其Y染色体单倍型以O3a1c为主,而嬴姓相关姓氏人群以O3a2c1a为主。另外,单倍型为O3a2c1的受试者在其他姓组中稍多一点,这一结果将O3a2c1与被黄帝打败, 因而很大程度上受忽视不被放在炎黄同一地位的另一部落领袖级人物蚩尤联系起来。以上结果与史书记载的炎黄传说是相一致的,说明炎黄故事的传说和他们相关姓氏的起源极有可能是真实存在的。

 

简介


中国人姓氏世袭的传承方式~5000年前就已经形成了1-3。根据古老的传说及史书记载(如~公元前109年司马迁的史记),现代绝大部分中国人都是~5000多年前的炎帝和黄帝的后代。~5000年前,黄帝击败了炎帝和另一位传奇领袖蚩尤,引领了当时中国三大部落的联盟。战国时期(公元前5世纪)之前,只有统治阶级的家庭和贵族名流拥有自己的姓氏。中国古代姓有两种存在方式,姓(家庭的名称)和氏(谱系名称)。姓是贵族家庭才拥有的,其偏部首为“女”字,这也为姓氏起源于使用母系谱系的母系社会的说法提供了些许证据。据统计,现代中国人姓氏大概有23813个,大部分都来源于~4000年前的上古8大姓氏4。虽然这8大姓氏被认为起源于原始母系社会,然而这一时期的社会,某些男性应该会比其他男性更具有主导性地位。


根据古代史书如史记等记载,炎属于上古8大姓之一,而来源于它的姜及姜相关姓氏在现代仍然非常流行。其他7大上古姓氏均与黄帝相关,其中,姬被认为是黄帝的原姓,是现代后裔最多的古姓。嬴姓于~公元前2100年赐予伯益,是黄帝的第5代后人,如今有大约14个姓氏与嬴姓相关。另外5个黄帝相关的古姓(妊,姒,妫,姚和妘),相对于姜,嬴,姬,它们每一个在当今中国人姓氏中比较少见,且其后裔也较少。


古姓中的嬴姓比较特别,因为其相关的当代姓氏之一黄姓,与黄帝名字相同。据史记记载,黄帝原本为“黄地”,是受中国陆地上黄色土壤精神所激励而得来。因为地与帝发音相同,且称呼一位伟大的领袖为土壤似乎显得不够尊重,所以这个用于代表土壤的字符后来被帝取代了。逻辑上推理,黄帝的直接后代应该会直接使用“黄”作为姓氏,而不是以其他在今天罕见的与他相关的名字如“姬”、“公孙”、或“轩辕”当做姓氏。在嬴姓中,最为有名的是~公元前221年统一了中国的秦始皇和~公元前660年发明了“道”的理论并撰写了中国最著名的哲学著作《道德经》的老子(姓李)。然而,古代史书如史记记载的炎和黄是否真实的存在过还有待确定,如果他们曾真正存在,那是否真如古代姓氏书籍如《元和姓纂》(812)所记载,姓氏是从炎黄开始流传至今的呢?


近年来Y染色体单倍型的最新进展使得证实炎黄和他们相关姓氏的传说成为可能。与新石器时代炎黄蚩尤的传说相匹配的是,目前已经发现了3个新石器时代的超级祖先,当今中国约40%的汉族男性都是他们的后代5。这三个超级祖先单倍型中,O3a2c1a或Oa单倍型起源于~5.4 Kya(千年)之前,O3a2c1-F444或Ob型起源~6.5 Kya之前,而O3a1c-F11 或Og型生活在~6.8Kya之前,他们分别代表了当代中国16%,11%和14%的汉族人。根据他们生活的年代和频率估计,Oa的候选人可能是黄帝而Og可能是炎帝。蚩尤可能是人数相对较少的Ob的候选人,尽管后人中的姓氏并没有太多被记载与蚩尤相关。在这里,我们检测了当今姓氏中与上古姜姓和上古嬴姓相关的汉族男性Y染色体单倍型是否分别以O3a1c和O3a2c1a为主。

 

 

现代人Y染色体出东亚迁徙图

 

 

现代人线粒体出东亚迁徙图

 

材料和方法


我们从复旦大学研究人员严实博士开办的“每周一姓”网站上搜集并分析了相互之间无关联的1564名汉族男性其姓氏和Y染色体单倍型数据,3个超级祖先发现就是由严实博士首次报导的5。“每周一姓”网站几乎每周都会发表较为普遍的姓氏的中国男性其Y染色体单倍型的分型结果。复旦项目组有个持续进行的课题,为中国各个地方愿意提供外周血样本的被知情告知的人做Y染色体单倍型鉴定。


现代姓氏是根据流行的姓氏文献分组到上古8大姓氏旗下的4,在这里,我们进一步将上古8大姓氏分成4组,姜,嬴,姬和其他组(8大姓中的其他5个),其他组中的5个姓氏其后裔相对已较少。我们首先计算每个单倍型在每个姓氏的比例,然后计算每个单倍型在每组姓氏中的每个姓氏的平均比例以用来作组间比较。应用Student’s t test (one tailed) 来检测假设的存在,是否O3a1c型在姜姓组中多,而O3a2c1a型在嬴姓组中多。


独立于网站搜集的数据,我们还进行了独立的样本搜集及数据分析实验,共搜集没有关联的汉族男性外周血样本约1200个,其中湖南地区采集了约1000个,本校学生样本约200个。DNA从外周血中抽提后应用PCR产物测序的方式对3个超级祖先单倍型进行分型。Y染色体单倍型分型测序位点为Y:14105409位点对应O3a1c(A),与002611同类;rs202111911 SNP位点对应O3a2c1(G),与M134同类; Y:21399646 位点对应O3a2c1a(A), 与page-23或M117同类。引物序列为O3a1c:5’-GGCTGAGATAATAGGGTCC,5’ –CCAGTTTTGGGCAAGAGTC;O3a2c1:5’-GTCAAGTTCAGTGTGAGTTTTC,5’-AATGTGTGGGTCCTTCAGTTTA;O3a2c1a:5’-TCCGACATAGGCAGAGGTATT,5’-TGGAAGCTCAACATCCTTTTCAG。我们选择了这些引物是为了重复“一周一姓”网站的数据结果,因为他们用了类似引物,同时我们排除掉了该网站数据库中没有出现的姓氏和样本量非常少的姓氏。在O3a1c-002611下面一个主要分支O3a1c-F11才是超级祖先Y,另外在O3a2c1-M134(-M117)下面的一个主要分支F444才是超级祖先。但是,因为“每周一姓”网站没有F11和F444的数据,所以我们没有具体细分O3a1c和O3a2c1a的分支。而且这些是主要分支,所以可以用002611 和M134来近似。所有样本采集对象均予以知情同意告知并经由中南大学生物医学研究伦理委员会审查和批准。所有样本的个人标签在DNA分析之前被去掉,所有的实验步骤严格遵守人体实验责任委员会(由中南大学生物研究伦理会批准)以及1975年赫尔辛基宣言(2000年修订)的道德标准。

 

结果和讨论


我们首先从复旦大学严实博士开办的“每周一姓”网站下载了有代表性的1564名男性其姓氏和Y染色体单倍型数据,根据流行的姓氏文献中已知亲缘关系4,依照这些姓氏与上古8大姓的亲缘关系对它们进行了分类(附表1)。这些数据只有002611和M134的分型而没有F11和F444,但是因为F11和F444为主要分支,应可以被002611和M134分型数据来近似。为了确定Y染色体单倍型在上古8大姓中的分布,我们将与8大古姓相关的现代姓氏分为4大姓组:姜,嬴,姬和其他(附表1)。对于每一姓氏组,我们都先计算了每个姓氏的单倍型比例,然后计算了该组的平均每个姓氏的单倍型比例(图1)。姜组与其他组相比,O3a1c型男性更多(姜 vs嬴,P < 0.05, Student’s t test,onetailed),而嬴组与其他组相比O3a2c1a型男性更多(嬴vs 姜,P< 0.05, Student’s t test,onetailed)。另外,O3a1c单倍型在姜组中比其他两种单倍型更为常见(P < 0.01, Student’s t test, one tailed),而对于嬴组,O3a2c1a型要多于其他两种,特别是O3a2c1 (O3a2c1a vs O3a2c1, P < 0.05, Student’s t test, onetailed)。单倍型O3a1c在姬组和其他组中稍多于其他两种单倍型(P > 0.05)。


为了证实以上的结果,我们搜集了来自中国湖南的受试者的外周血样本,并进行了PCR测序分型以区分3种单倍型。851名男性测序结果再次显示姜组以O3a1c型男性为主,而嬴组以O3a2c1a型男性为主(图2)。


对于姬组,两套独立的数据给出了相互矛盾的结果,一套数据的结果显示O3a1c型更多,而另一套数据结果显示O3a2c1a型更多(图1和2)。因而,如果嬴姓和姬姓组都来源于黄帝,那嬴姓组相对而言掺杂的非黄帝谱系人数更少。其他姓组出现了与姬组类似的情况,所含有的单倍型比例在两套数据中也不一致。


对于O3a2c1型的男性人数,两套数据的结果都显示其他姓组中有稍多的富集(图1和2)。从已知流行的姓氏亲缘关系上来说,其他组的姓氏相比嬴和姬组,其与炎黄的关系更为疏远,最有可能的祖先候选人即蚩尤。有中国历史学家推崇中国人类起源于三位始祖或帝的假说,包括炎、黄和蚩尤(http://www.360doc.com/content/14/0107/20/5482926343409144.shtml),我们结果增加了这种假设的可能性。虽然O3a2c1的计算年代较O3a2c1a要早1000 多年,但若蚩尤部落败后流落西北和西南深山老林有较多的土著混血,则会由于Y与混血常染色体的共进化或趋同进化而增加DNA 突变多样性,导致高估实际生存年代;还有,蚩尤部落的长期生存历史里(具体年数不详),可能不止一个同一父系血统的领袖,而被黄帝打败的应是最后一位。


蚩尤的形象在古代史书中被淡化可能只是反映了蚩尤败给了黄帝,以及胜利者在编写史书时的一种利己的普遍做法而已。相应蚩尤的地位,有关蚩尤与中国现代姓氏关系的记载几乎为零的现状是非常不正常的,较可能的解释是通常情况下人们更希望将自己的姓名与胜利者联系起来。因此,大多数蚩尤的后人可能会主动更换自己的姓或名,或被更换,而与黄帝联系起来。与我们假想一致的是,即使O3a2c1型男性的姓氏更多分布在其他姓这组,但也只是稍多而已,不像O3a1c型姓氏明显更多的分布在姜组,以及O3a2c1a型明显更多的分布在嬴组(图1和2)。这个模式表明原本与O3a2c1型有关的姓氏已经更换成了与炎和黄有关的姓氏,而相对应的反向更换则较少发生。此外,先验逻辑上来说,在7大与黄帝有关的古姓中,相对于嬴和姬,其他组的5大姓与黄帝的关系应该稍微疏远,更有可能是掺杂了更多蚩尤的后裔。这里DNA的结果也正好支持了这种推理。


中国汉族姓氏来源于炎黄的传说除了少数古典史书如史记等记载,鲜少有独立的证据支撑。姜组姓氏与O3a1c的关联表明炎帝极可能是这一单倍型祖先的候选人。史书记载炎帝姓姜,其部落先祖生活的时代早于黄帝。广为传说,炎帝部落活动于中南地区,极大地发展了水稻相关的农业文明,这与O3a1c单倍型估算的年纪大体相一致。炎帝部落发源的确切时间还不能确定,但如果是早于黄帝500-1000年或更长,应不会令人惊讶。有说法认为历史上有着不同的炎帝,他们来自同一父系血统,代代相传,他们中的最后一个与黄帝交战并败给了黄帝,之后便加入了黄帝并与黄帝一起大败蚩尤,通常说的炎帝可能是最后一位炎帝。


嬴姓与O3a2c1a的关联表明O3a2c1a的候选人很可能是黄帝。在8大上古姓氏中,嬴姓拥有第二大现代后裔群体。根据2010年中国的全国姓氏调查研究,有5个现代嬴姓相关的姓氏位于中国最大姓氏的前20位中,姓氏的总人数占中国人数的13.9%,仅次于姬姓相关姓氏但远多于姜姓相关姓氏。姬相关姓氏中,有6个姓氏入围中国前20,总人数占中国人数的22.7%,而姜姓相关姓氏仅有2个入围前20,总人数比例为2.8%,另外,其他组相关姓氏有4个进入前20,总人数比例为9.4%(附表3)。当今与姬相关的姓氏数目比与嬴相关的姓氏数目要多,所以姬组相关人数可能也更多。姬组姓氏中O3a2c1a型男性少于嬴组说明姬组人群历史上有更广泛的混杂,可能使得姓氏的多样性和人群规模也增加了。


与古姓嬴相关并可能直接继承于黄帝的当代黄姓,是现代最为流行的姓氏之一(在中国百家姓中排第7)。大多数黄姓人可以追踪到的最近的共同祖先一般认为是来源于黄国,黄国于公元前~2148年由伯益的后人建立,位于中国中部省份河南省南部边界处,那里的国民在国被灭后保留了与国家名称一样的姓氏。然而,与单倍型比例的平均值相比,黄姓似乎并没有富含更多的O3a2c1a型(两套数据中黄姓单倍型比例分别为14%和17%,而两套数据中所有非嬴姓姓氏的比例平均值为11%和17%)。因为本研究中样本数量的限制,我们不可能确定每个现代姓氏有代表性的Y染色体单倍型。在很多情况下,因为各种混合掺杂的历史事件,每个姓氏流传的故事显示的祖先通常都多于5个,以至于确定每个姓氏的代表性的单倍型显得不切实际。然而,如果收集的是拥有相同祖先的一组相关姓氏,是有可能鉴定出这一组中常见的单倍体型的,因为随机混合或姓氏相互更换事件的效果会相互抵消,使其在大样本量的整体格局中产生较小的影响。我们的研究也确实为大姓姜姓和大姓嬴姓确定了有代表意义的Y染色体单倍型。


3个超级祖先Y染色体单倍型O3a1c,O3a2c1和O3a2c1a的频率在“每周一姓”网站来源的1564名男性中分别为0.17,0.12和0.14,此外,在此次研究的851名男性数据中分别为0.14,0.098和0.16(附表1和2),这个结果与之前的报导基本一致5,也说明了单倍型O3a1c和O3a2c1a比O3a2c1更为流行。虽然O3a1c和O3a2c1的超级祖先各自属于这两只下面的一个分支(O3a1c-F11 和O3a2c1-F444),但是是主要分支,占了绝大部分O3a1c和O3a2c1的后人,因此,用O3a1c和O3a2c1来代表含有这两个超级祖先的人群应具备代表性,虽然会比真正超级祖先的后裔人群稍大一些。考虑到这个因素,则黄帝的Y的后裔可能会比炎帝的稍许多些。这个人群比例与三祖或帝的假说非常一致,假说认为炎和黄打败了蚩尤,预计作为胜利者的炎黄比蚩尤留下了更多的后裔。与黄帝相关的单倍型O3a2c1a是三个单倍型中最为年轻的,然而其后裔数目却类似或超过炎帝相关的单倍型O3a1c(三个单倍型中最老的)的后裔数目,显示其谱系的扩张速度是三个单倍型中最快的。这也符合了黄帝是三个传奇领袖中的最终胜利者的传说(黄帝打败了炎帝和蚩尤)。总之,此研究结果为有关炎、黄和上古8大姓氏的历史著作提供了分子上的证据。

 

致谢:

由中国国家自然科学基金项目81171880和中国国家重点基础研究项目2011CB51001资助。


参考文献:

参考文献:

1          Yuan, Y. D. Science and culture ofsurnames. Chinese Nat. Geog. 2, 38-39 (2007).

2          Liu,Y., Chen, L., Yuan, Y. & Chen, J. A study of surnames in China throughisonymy. Am J Phys Anthropol 148, 341-350, doi:10.1002/ajpa.22055(2012).

3          Jobling,M. A. In the name of the father: surnames and genetics. Trends Genet 17, 353-357(2001).

4          Yuan,Y. D. & Qiu, J. R. Dictionary ofChinese Surnames.  (Jiangxi People'sPress, 2010).

5          Yan,S. et al. Y chromosomes of 40%Chinese descend from three Neolithic super-grandfathers. PLoS ONE 9, e105691,doi:10.1371/journal.pone.0105691 (2014).

 

图列:

图1: 3个超级祖先Y染色体单倍型在“每周一姓”网站来源的1564名男性受试者中的分布。各组姓氏的的每个单倍型平均比例和平均值标准误差见图所示。

 

 

图2:3个超级祖先Y染色体单倍型在本研究收集的851名受试男性中的分布。各组姓氏的的每个单倍型比例和平均值标准误差见图所示。

 

 

 


补充信息:

附表1:“每周一姓”网站来源的数据中,Y染色体单倍型在中国姓氏中的分布。

附表2:本研究搜集的851名男性样本中3个新石器时代超级祖先Y染色体单倍型的分布。

附表3:2010年中国全国性调查排名前20的姓氏。


本文英文版链接http://www.biorxiv.org/content/early/2016/09/30/077222