諾獎得主：“人之為人”的秘密

我們從哪里來？我們和之前的古人類有什么關(guān)系？是什么讓我們與其他古人類不同？2022 年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者斯萬特·帕博從基因中發(fā)現(xiàn)“人之為人”的秘密，為解答人類進(jìn)化的奧秘打開了一扇門。

人類總是對自己的起源充滿興趣。我們從哪里來？我們和之前的古人類有什么關(guān)系？是什么讓我們與其他古人類不同？

10 月3 日，瑞典科學(xué)家斯萬特·帕博因其在古人類基因測序上的重大成就，被授予2022 年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。這位一手創(chuàng)建了古人類基因?qū)W的世界級學(xué)者，從基因中發(fā)現(xiàn)了“人之為人”的秘密，為解答人類進(jìn)化的奧秘打開了一扇門。

古人類尼安德特人基因與現(xiàn)代人的關(guān)系

如今，地球上生活著78 億人，被生物學(xué)家稱為“現(xiàn)代人”。從非洲大陸上躲避捕食者的古猿到今天遍布全球的“萬物之靈”，是什么讓今天的人類如此獨(dú)特？這是帕博幾十年來一直試圖解答的問題。

目前，一個(gè)主流觀點(diǎn)是，現(xiàn)代人類祖先大約在30 萬年前首次出現(xiàn)在非洲，如今地球上的所有人類都是他們走出非洲的后代。然而，帕博的團(tuán)隊(duì)通過對古人類尼安德特人的基因組進(jìn)行測序發(fā)現(xiàn)，尼安德特人是當(dāng)今人類已滅絕的近親。

據(jù)悉，尼安德特人是一群在40 萬年前生活在亞歐大陸的遠(yuǎn)古人類。但在智人（現(xiàn)代人的祖先）于7 萬年前走出非洲后不久，高度社會化的尼安德特人突然從地球上消失了。帕博通過多年的基因研究證明，尼安德特人沒有真正“滅絕”，而是存在于我們的基因組中。

斯萬特·帕博

2010 年，帕博重建了第一個(gè)尼安德特人基因組草圖，發(fā)現(xiàn)尼安德特人與分布在歐亞的晚期智人有雜交，證明了現(xiàn)代的歐洲人與亞洲人身上有1%至4%的尼安德特人基因。此外，一種名為FoxP2 的基因可能是尼安德特人和現(xiàn)代人共有的基因，其與語言能力有關(guān)，這說明尼安德特人有可能擁有與現(xiàn)代人相似的語言能力。

另有研究表明，尼安德特人向現(xiàn)代人轉(zhuǎn)移的基因中，大部分可能是對現(xiàn)代人有害的。首先，尼安德特人的滅絕可能是因其基因不適應(yīng)當(dāng)時(shí)環(huán)境和現(xiàn)代生活；其次，源自尼安德特人的遺傳變異與包括心臟病、動脈壁增厚在內(nèi)的12 種疾病患病風(fēng)險(xiǎn)的增加顯著相關(guān)；再次，尼安德特人的DNA 使得現(xiàn)代人產(chǎn)生抑郁癥、煙癮、日曬導(dǎo)致的皮膚損傷、新陳代謝較慢、血液凝結(jié)過多、帕金森病的幾率更高。這些疾病也增加了尼安德特人滅絕的風(fēng)險(xiǎn)。

2020 年，新冠肺炎疫情暴發(fā)后，帕博發(fā)現(xiàn)，帶有尼安德特人基因組的歐洲人更容易成為新冠重癥患者。這一發(fā)現(xiàn)也為人類未來基因科技的突破打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

現(xiàn)代人與丹尼索瓦人的基因交流

與此同時(shí)，帕博還發(fā)現(xiàn)許多亞洲人身上存在另一種遠(yuǎn)古人類丹尼索瓦人的基因。研究認(rèn)為，丹尼索瓦人是一個(gè)已經(jīng)滅絕的人種，與尼安德特人是姐妹群關(guān)系（由同一祖先衍生的兩個(gè)分支），可能在更新世（約259 萬年前至1.17 萬年前）晚期生活于亞洲大陸。丹尼索瓦人也是直立行走，但身體構(gòu)造與現(xiàn)代人不同。

通過對來自世界不同地區(qū)的人的基因組序列進(jìn)行比較研究，帕博發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代人可能兩次與丹尼索瓦人發(fā)生大規(guī)?；煅?，丹尼索瓦人的基因以不同比例保存在現(xiàn)代大洋洲、東南亞和東亞人群的身體里。其中，巴布亞新幾內(nèi)亞的現(xiàn)代美拉尼西亞人中，有約6%的基因與丹尼索瓦人相同，可能是美拉尼西亞人的祖先在亞洲東南部與丹尼索瓦人相遇并雜交，然后美拉尼西亞人的祖先來到巴布亞新幾內(nèi)亞。此外，通過基因組比對發(fā)現(xiàn)，部分大洋洲族群體內(nèi)的丹尼索瓦人基因比例較高。

變異的EPAS1 基因，讓藏族人適應(yīng)高原生活

丹尼索瓦人與現(xiàn)代人的基因交流有一個(gè)最有名的饋贈——把EPAS1 基因轉(zhuǎn)移給了現(xiàn)代人，這在中國藏族人和夏爾巴人（意為“來自東方的人”，散居在喜馬拉雅山兩側(cè)）身上較常見。

研究發(fā)現(xiàn)，在高原上生活的藏族人和夏爾巴人都有變異的EPAS1 基因，說明丹尼索瓦人曾與藏族人有過基因交流。變異的EPAS1 基因使藏族人能輕微提高紅細(xì)胞和血紅蛋白水平，既能提高供氧，又不會造成什么副作用。

2019 年，中國研究團(tuán)隊(duì)在位于甘肅省甘南藏族自治州夏河縣甘加鄉(xiāng)的白石崖溶洞舊石器時(shí)代考古遺址中發(fā)現(xiàn)了丹尼索瓦人化石，命名為夏河人，距今至少16 萬年。研究團(tuán)隊(duì)從下頜骨化石提取并測序首個(gè)丹尼索瓦人線粒體基因序列，最終揭示丹尼索瓦人成功適應(yīng)了高寒缺氧的環(huán)境，在更新世晚期就長期生活在青藏高原。

通過解讀這些“表親”們的基因組，我們不僅能知曉人類的起源，也能打開無數(shù)通往醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、馴化學(xué)的新大門。