独家专访:进化遗传学家斯万特·帕博揭示人类演化之谜

作者: 陈晓雪

来源: 知识分子

发布日期: 2016-10-19

进化遗传学家斯万特·帕博通过分子生物学分析基因序列,推演人类起源、进化、迁移,特别是在尼安德特人的研究上做出了举世无双的贡献。他致力于探索现代人类与古代人类的关系,解开人类演化史中的谜团,推动人类对自己的了解。帕博还分享了他的研究经历、与中国的合作计划以及个人自传《尼安德特人》的写作背景。

这是一位深深纠结于人与人之间关系的著名科学家。他坦陈自己是诺奖得主的私生子,公开宣布自己是双性恋者,他致力于探索现代人类与古代人类的关系、古代不同人群的关系,他解开人类演化史中的一个又一个谜团。30多年来,帕博以分子生物学分析基因序列,推演人类起源、进化、迁移,1997年以来对尼安德特人的研究更是做出了举世无双的贡献,推动人类对自己的了解。

正如一个小孩会问父母自己是怎么来的,作为这个星球拥有高度文明与智慧的动物,人类一直都在追问,作为一个群体,人类是如何诞生并发展到今天的。从古到今,关于人类的起源与演化,人们提出过种种猜想,也试图给令人信服的解释。在科学家试图还原人类演化历史的过程中,进化遗传学家斯万特·帕博不仅绘制出人类的近亲尼安德特人的基因组图谱,还为古人类的研究贡献了宝贵的方法和技术,比如古DNA超净实验室。

利用分子生物学的方法研究古人类和其他古生物,这使得古人类学研究增加了一个全新而重要的视角,甚至在一定程度上开创了一个新的领域——古遗传学。

斯万特·帕博1955年出生于瑞典的斯德哥尔摩,他的母亲是从爱沙尼亚流亡到瑞典的化学家凯琳·帕博,父亲为1982年的诺贝尔生理学或医学奖得主、瑞典生物化学家苏恩·伯格斯特龙。因为是非婚生子女,帕博从小跟随母亲长大。在很小的时候,帕博就表现出对考古研究的兴趣,他的房间堆满了史前瑞典人制作的陶器碎片。十三年岁那年,帕博和母亲一起到埃及度假,第一次接触到木乃伊,萌生了研究木乃伊的想法。

1984年,帕博成功地从一个死去两千多年的木乃伊身上提取到了DNA,并分析了其中的一小段,其结果发表在东德科学院主办的学术期刊《古代》上。然而,当时的主流科学界鲜有人阅读这个杂志,无人注意到这一研究。虽有些沮丧,帕博继续践行自己的想法,尝试在细菌中克隆从木乃伊身上提出来的DNA。

1984年11月,当帕博想办法测序克隆出来的木乃伊DNA时,加州大学伯克利分校的一个实验室报告了他们从一匹斑驴的皮肤上提取出DNA并进行克隆,其结果发表在《自然》上。斑驴是一种生活在非洲南部的动物,已经在1883年灭绝。也就是说,在帕博尝试利用DNA克隆技术研究古代人类时,也有一群科学家做类似的事情。

与年轻的博士研究生帕博不同,该研究的负责人阿兰·威尔森是当时最负盛名的演化生物学家之一,也是“走出非洲”的现代人起源理论的主要建构者。

1990年1月,帕博来到德国慕尼黑大学,成为动物学研究所的正教授,开始了自己的独立研究生涯。1997年他受邀担任马普协会在莱比锡演化人类学研究所的所长。在德国,帕博的实验室专注于开发研究古DNA的技术。为解决DNA污染的问题,帕博和同事还搭建了世界上第一个古DNA研究的超净室,并设计出超净室的工作规则。如今,超净室已经成为世界上大多数古DNA研究实验室的标准配置。

尼安德特人是1856年在德国尼安德河谷发现的一种古人类。1997年,帕博和同事报告了对尼安德特人线粒体DNA的测序结果,这是科学家第一次从已经灭绝的人类身上提取到DNA并成功进行了测序。此后,帕博一直致力于对尼安德特人的研究。2010年,他与同事重构出在克罗地亚一处洞穴发现的尼安德特人化石的基因组草图,并发现尼安德特人与分布在欧亚的人群的祖先可能有通婚。

2014年,帕博带领同事完成了对丹尼索瓦洞的尼安德特人的全基因组的测序,其精度可以与现今人类基因组序列相媲美。同年,帕博讲述自己和同事如何完成第一个尼安德特人基因组测序的著作《尼安德特人》出版。可以说,帕博是这个世界上最懂尼安德特人的现代人。

2016年9月初,斯万特·帕博博士来到北京参加在中科院古脊椎动物与古人类研究所举行的“人类演化与适应生存方式”学术交叉研讨会。9月5日,在中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员、分子古生物学实验室主任付巧妹的陪同下,我们就帕博现在的研究、与中国的合作以及他的个人自传《尼安德特人》等话题聊了聊。

我们正在做的与之前的项目属于一个系列的工作。

我们早先对位于西伯利亚丹尼索瓦洞的尼安德特人的基因组进行了高质量的测序,它的质量甚至可以和现代人基因组的数据媲美。现在,我们测序了温迪加洞穴的尼安德特人的基因组,也做到了同样高的质量。温迪加洞穴位于欧洲南部的克罗地亚,所以这也是我们第一次得到欧洲本地尼安德特人的基因组。因此,我们可以开始回答以下问题:这两个尼安德特人,谁与对生活在今天的现代人群基因有贡献的尼安德特人更为接近?

很明显,克罗地亚的尼安德特人更为接近。

我们正在分析这个基因组的信息,并在上上周把数据上传到了网上,这样全世界的任何人都可以很方便地得到它。所以,大家现在可以把整个基因组下载下来,和已知的现代人群的基因组进行比较。这是我们正在做的一个项目。第二个,我们也打算研究更多样的晚期尼安德特人,尤其对45,000至40,000年前的晚期尼安德特人感兴趣——他们可能会在这段时间遇见早期现代人。

我们想知道是否能够找到直接的证据,发现其祖先与现代人发生基因混合的尼安德特人。

最让我惊讶的是,尼安德特人和我们的祖先发生了融合,对我们的祖先有基因贡献。更令我兴奋的是这一事实,生活在今天的我们身上存有我们近亲的基因。如果将地球上所有的人类视作一个整体,从演化上来说,我们最近的亲人就是已经灭绝的尼安德特人和丹尼索瓦人。因此,我们可以研究今天每一个人的基因组,看看我们共有而尼安德特人没有的基因是什么。我认为这是对未来更重要的东西。

现代人和已经灭绝的尼安德特人以及其他灭绝的人群不同,他们开始发明技术,比如弓,人口的规模也开始变大。尼安德特人在某个时期可能有成千上万人,其他已经灭绝的人群也是如此,而现代人从过去的几百万最后发展到今天的几十亿。这是他们的命运截然不同的一个地方。尼安德特人的基因组有助于我们找到现代人与他们结局不同的原因,我认为这也是关于尼安德特人最重要的东西。

如果“幸运”这个词指的是偶然的话,我认为现代人生存下来不是偶然。因为不仅仅是尼安德特人灭绝了,丹尼索瓦人也灭绝了,弗洛勒斯人也灭绝了。在距今4万年以后,就没有其他形式的人类存在了。这和现代人类的行为是有关系的,而不是偶然发生的。

哇,如果一直往前回溯的话,人类和类人猿、猴子等哺乳动物有着共同的祖先。而现代人作为一个群体,在骨骼上和今天的人类区别不大。10万年到20万年之间,他们最早出现在非洲,然后扩散到世界,但是在这一过程中,他们和其他的群体或人群混合,比如尼安德特人、丹尼索瓦人。

这样的掐架是媒体制造出来的“假象”。

实际上,这就像是碳14的测年方法,它可以让你从考古学和古生物学发现中获取更多信息,知道其他的测年方法,比如铀-钍测年无法得到的信息。我们要看到数据呈现出现的信息,不能一开始就觉得“有这两种假说,要么这个要么那个,肯定有一个是对的”。从我的角度来看,就拿现代人类起源这个问题来说,古DNA的方法揭示了更多根本没人想到过的问题。它清楚地显示出现代人不仅仅来自于非洲,因为我们体内也有来自尼安德特人的基因。

不,情况恰恰相反。我们需要考古学家找到材料进行我们的研究,不是吗?所以我们需要更多的考古学家。或者可以这么说,我们只是需要一些特定的考古学技术,比如在取样本做DNA研究时,要如何避免处理样本时引入现代DNA的污染。但是,我们对考古学的需要是增加的,而不是减少。

你为什么一定要把这一切看成是竞争上呢?我们一直一起工作、合作,比如我们和David Reich小组合作,一起发表了很多文章。我们依靠彼此。你不必把这些都看成是竞争。越来越多的小组一起研究古DNA,这是一件好事。

我想了解中国有着悠久的历史并不需要遗传学。这里有文字的记载,有文化的证据。文化的历史不是遗传学的强项。我虽然不是很了解中国的历史,但是这个问题放在欧洲历史也是一样。比如,我来自北欧,当我来到希腊,站在那些古老的神庙前,不由赞叹,哦,那是民主的起源,那是建筑的起源。我感到这就像是我生命的起源,但是我自己的遗传信息并不来自于希腊,我的祖先也不是来自希腊。但是这并不重要,文化的历史才更重要。

我很高兴巧妹回到了中国,建立了一个很好的实验室,拥有做这些工作所需的所有技术,并且做的相当不错。我认为在中国有个同一领域的实验室,能跟我的实验室做得同样好,会颇有成果。

没有,我不打算写别的书了。《尼安德特人》最后成了一个视角非常私人化的书,记述了整件事情是怎么发生的。我一开始打算写一个严肃很多的科学书,但发现这样太无趣,工作量又很大。

然后有一次我决定,不,我宁愿写一本我的两个小孩长大后能看懂的书,这样他们就知道爸爸不在家的时候在做什么了。所以这本书更像是为他们写的,其他人想看也行。所以到最后,这本书的视角就显得很私人、私密。现在它已经被翻译成16种语言了,我挺惊讶的。

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