張瑩

人類起源和進化一直是古生物學(xué)和考古學(xué)最關(guān)心的問題之一。人類從哪里來？人類和祖先之間有何關(guān)系？是什么將智人與其他古人類區(qū)別開來？2022年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者、瑞典科學(xué)家斯萬特·佩博的工作有助于解答這些困擾人類的終極問題。

評獎委員會10月3日發(fā)布公報說，佩博通過開創(chuàng)性研究完成了看似不可能的任務(wù)，“通過揭示當(dāng)今人類與已滅絕的古人類之間的基因差異，他的發(fā)現(xiàn)為探究是什么使我們成為獨特的人類奠定了基礎(chǔ)”。

證據(jù)表明，現(xiàn)代人的直系祖先智人大約30萬年前首次出現(xiàn)在非洲，而現(xiàn)代人的近親尼安德特人從大約40萬年前開始生活在歐洲和西亞，并在大約3萬年前滅絕。智人群體于大約7萬年前從非洲遷移到中東，再從那里遷徙到世界各地。智人與尼安德特人在歐亞大陸共同生活的數(shù)萬年間，兩個群體之間發(fā)生了何種關(guān)系？解答這個問題需要對從標(biāo)本中獲取的尼安德特人基因組進行測序。

這是一項極具挑戰(zhàn)的任務(wù)，隨著時間推移，尼安德特人留下的脫氧核糖核酸（DNA）會遭受化學(xué)修飾并降解成短小的片段，最終獲得的標(biāo)本中只剩下微量DNA，并且可能已被細菌和現(xiàn)代人的DNA污染。

佩博自職業(yè)生涯早期就對利用現(xiàn)代遺傳學(xué)方法研究尼安德特人的DNA產(chǎn)生興趣，他在該領(lǐng)域的工作持續(xù)數(shù)十年。1990年被德國慕尼黑大學(xué)聘為教授后，佩博決定從分析尼安德特人的線粒體入手。線粒體只包含細胞遺傳信息的一小部分，但存在大量副本，這增加了測序成功機會。佩博改進方法，成功對一塊4萬年前骨頭的一個線粒體DNA區(qū)域進行測序。這是第一次獲得與現(xiàn)代人有親緣關(guān)系的已滅絕古人類的基因序列。與智人和黑猩猩的基因比較表明，從遺傳學(xué)來看尼安德特人是截然不同的物種。

此后，佩博開始向尼安德特人細胞核基因組測序發(fā)起挑戰(zhàn)。擔(dān)任德國馬克斯·普朗克進化人類學(xué)研究所負責(zé)人后，佩博及其團隊不斷改進從古人類的骨遺骸中分離和分析DNA的方法，還借助新興技術(shù)提高DNA測序效率。

佩博及其團隊最終完成了看似不可能的任務(wù)，他們于2010年發(fā)布了第一個尼安德特人基因組序列。比較分析顯示，比起來自非洲的現(xiàn)代人，來自歐洲或亞洲的現(xiàn)代人DNA與尼安德特人更相似。這意味著尼安德特人和智人在數(shù)萬年的共存中發(fā)生雜交，具有歐洲或亞洲血統(tǒng)的現(xiàn)代人基因組約有1%至4%來自尼安德特人。

2008年，科學(xué)家在西伯利亞的丹尼索瓦洞穴發(fā)現(xiàn)一塊來自4萬年前的指骨碎片，其中含有保存異常完好的DNA信息。佩博帶領(lǐng)團隊對該指骨遺骸進行測序，發(fā)現(xiàn)它來自與尼安德特人和智人完全不同的古人類，并將它命名為丹尼索瓦人。分析顯示，丹尼索瓦人與智人也發(fā)生過基因交換，這種交換關(guān)系首次發(fā)生在美拉尼西亞和東南亞一些地區(qū)，這些地區(qū)的現(xiàn)代人攜帶約6%的丹尼索瓦人基因。

佩博的研究使人們得以更深入理解人類進化和遷徙的歷史。在智人走出非洲時，至少有兩個現(xiàn)今已滅絕的古人類種群曾居住在歐亞大陸上。尼安德特人居住在歐亞大陸西部，丹尼索瓦人居住在東部。在智人向非洲之外遷徙過程中，他們與尼安德特人和丹尼索瓦人相遇并發(fā)生雜交。

佩博和團隊還分析了其他幾個來自滅絕古人類的基因組序列，并創(chuàng)建了一個全新的科學(xué)學(xué)科——古基因組學(xué)。他的發(fā)現(xiàn)使人們了解，來自現(xiàn)代人已滅絕的親戚的古老基因仍影響著今天人類的生理機能。例如，尼安德特人的基因影響著現(xiàn)代人對不同類型感染的免疫反應(yīng)。

佩博的開創(chuàng)性工作使人們得以了解智人與已滅絕近親之間的遺傳差異。正在進行的大量后續(xù)研究則側(cè)重分析這些差異的功能性影響，最終目標(biāo)是解釋什么讓我們成為獨一無二的人類。

（選自2022年10月10日《新華每日電訊》，本刊有刪改）