遗传学家和进化人类学家斯万特·帕博（Svante Pääbo）因其在灭绝人类和人类祖先基因组方面的开创性工作获得了今年的诺贝尔生理学或医学奖。他做出的非凡发现，包括识别出数万年前与现代人类及尼安德特人一起生活过的此前未被鉴定的人类物种，使我们对于人类进化的理解产生了革命性的影响。

斯万特·帕博

现代人类是如何扩散到全球范围内的，又是如何通过艺术和技艺的发展演化为如今的复杂文明，这些故事都写在我们的基因组之中。我们现代人类的大部分DNA都是独一无二的，但也有少数重要序列是与尼安德特人等早期原始人类所共有的。因此，了解这些遗传差异是怎么形成的，对于理解我们如何成为“我们”非常重要。

然而，遗传物质往往都十分脆弱，在古代骨骼中发现的大多数DNA都经过了高度的降解，以及经历了各种化学腐蚀和污染。通过多年来的不懈努力，Pääbo开发了一系列的新技术，可以提取、复制和读取破碎的DNA，并且重建出原始的基因组内容。在这一过程中，他也正式建立起了古基因组学这一新的学科。

Pääbo和他的同事做出的一系列开创性发现，包括对尼安德特人基因组的测序（仅在人类基因组发表后不到十年就完成了），以及对新的古代人类物种丹尼索瓦人的发现。他们的发现表明，现代人类在很大程度上与尼安德特人及丹尼索瓦人混杂在一起。我们从他们那里获得的一些基因变异常常出现在某些现代人群中。例如，它们的存在可以解释为什么有些人更善于抵御某些病毒，以及为什么有些人更适应高海拔地区的生活。

“Pääbo的发现对于我们理解进化历史产生了深远的影响，它们激发了该领域的研究热潮”，卡洛琳斯卡学院的教授Gunilla Karlsson Hedestam和Anna Wedell在一篇文章中说到。

   为什么研究古代DNA如此困难？    

由于受到高温、土壤酸度及其它恶劣条件的强烈影响，几乎所有从古代遗骸中提取到的DNA都会被降解成小片段。另一方面，微生物，甚至包括处理化石的研究人员自己的DNA都会对它们造成影响，这使得很难区分遗骸中哪些遗传信息是真正来源于古代人类，又有哪些是现代来源的。形象的说，重建一个古老的基因组就像好比把一个复杂的拼图拼凑在一起，这当中既有缺失的也有被破坏的碎片，而且你甚至不知道这张拼图最后会是什么样子。

为什么说Pääbo彻底改变了这一领域的研究？

在Pääbo和他的同事们发现之前，我们对古代人类和进化的大部分知识都来自对世界各地发现的骨骼和文物的分析，例如在1856年首次发现的尼安德特人骨骼。“然而，许多问题无法仅靠分析骨骼和文物来进行回答”，Wedell在诺奖宣布仪式上说到。

在一个国际合作者小组的帮助下，通过新的测序技术和先进的计算分析，Pääbo证明了对40000年前骨头样本中的DNA进行测序是可行的。2010年，Pääbo和他的团队发表了第一个尼安德特人完整基因组序列，这一壮举曾经被认为是不可能实现的。

尼安德特人的基因组信息填补了我们古代祖先历史中缺失的一部分。例如，它们的发现表明尼安德特人与现代智人之间存在着基因流动，这意味着他们曾经混杂生活过并且产生了后代。

  不同人种是什么时候开始分道扬镳的？    

通过比较不同人类物种的基因组，Pääbo的研究小组估计，现代人类在55万至76万年前从更古老的人类中分离出来，而尼安德特人和丹尼索瓦人则大约在38万至47万年前被分离出来并发展成不同的群体。

   为什么尼安德特人灭绝了？    

尼安德特人是与现代人类血缘关系最近的祖先，大约在3万至4万年前灭绝。为什么他们和丹尼索瓦人消失了，而现代智人却逐渐繁盛并发展起来，这个问题至今仍未可知。目前基于对三种人类遗传差异的研究正试图解开这一谜团，其中，一种主要的理论认为，随着智人发展出更多的人口，尼安德特人被同化了。

尼安德特人失踪的其它可能原因涉及认知或文化差异，甚至是创造性方面的能力。“在这一点上，我们很难确切地说出这些差异是什么，但可以肯定的是在这些方面差异确实是存在的”诺贝尔大会秘书长Thomas Perlmann在宣布仪式上的问答环节说道：“多亏了Pääbo的工作，这些方面的差异已经开始被描绘与识别”

   丹尼索瓦人是如何被发现的？    

2008年，考古学家在西伯利亚南部阿尔泰山脉的丹尼索瓦洞穴发现了一根指骨。Pääbo和他的团队从指骨中提取到了线粒体DNA（mtDNA），并将其与从尼安德特人、现代智人、更新世早期人类、倭黑猩猩以及黑猩猩身上采集到的mtDNA序列进行了比较。

他们发现，来自指骨样本的mtDNA与现代人类的平均差异是202个核苷酸，与黑猩猩的平均差异为1462个。2010年，通过系统发育分析（一种显示遗传变化如何导致不同物种或群体进化的方法），研究人员证实，此次发现的是一种新的古代人类物种，因在丹尼索瓦洞穴被发现，这种人种被命名为丹尼索瓦人。另外，他们的研究还证实，丹尼索瓦人似乎与尼安德特人及现代人的栖居地很近。

   古代遗传变异对于现代生理学有何作用？    

我们现在知道，历史上曾经有一段时间，现代智人同丹尼索瓦人及尼安德特人混居生活在一起，它们杂交的证据可以体现在遗传变异的痕迹上。如今，这些遗传变异在世界某些地区的人群中更为频繁地出现，这可能是因为它们为面临某些恶劣环境和病原体的人们提供了生存优势。

例如，一种名为EPAS1的基因可以追溯到丹尼索瓦人中，如今，这种基因在现代藏人中频繁出现。它可能有利于帮助人们在高海拔地区生存。而另外一些古人类基因则被认为与某些过敏反应及病原微生物的识别相关。

然而，我们从古代人类那里继承的基因也并不总是有益的。2020年，Pääbo和他的团队发现，在SARS-CoV-2流行期间，某些具有古人类变异的人群可能面临着更大的呼吸衰竭风险。（然而，在2021年，他们又发现了另一个从尼安德特人那里继承下来的基因可能与预防严重的Covid-19相关。）

原文链接：

https://www.quantamagazine.org/extinct-human-genomes-studies-win-nobel-prize-for-medicine-2022-20221003/

-----

作者/捉蝴蝶的猫

编辑/果粒珍珍