何承波

今年的諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)“生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)”有些冷門，給了人類進(jìn)化遺傳學(xué)。

獲獎(jiǎng)?wù)咧挥幸晃唬鸬溥M(jìn)化遺傳學(xué)家斯萬(wàn)特·帕博，古遺傳學(xué)的創(chuàng)始人之一—也意味著，折合人民幣640多萬(wàn)元的獎(jiǎng)金，由他一人獨(dú)享，也是該獎(jiǎng)項(xiàng)近年少見的情況。

同時(shí)，這也是進(jìn)化遺傳學(xué)在該獎(jiǎng)項(xiàng)上的首次問鼎。

學(xué)科雖然冷門，但斯萬(wàn)特·帕博卻是一個(gè)明星級(jí)的學(xué)者。他上過《花花公子》，寫過暢銷書，還參與電視節(jié)目。學(xué)術(shù)成就上，他對(duì)古人類基因和人類進(jìn)化的研究，也確實(shí)是開創(chuàng)性的，刷新了我們對(duì)人類起源的認(rèn)知。

帕博的研究，看上去就是“不可能任務(wù)”。他對(duì) 3萬(wàn)年前的尼安德特人進(jìn)行基因測(cè)序，這多少有點(diǎn)瘋狂了。畢竟，1856年尼安德特人被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，他們到底是獨(dú)立物種，還是我們祖先智人的亞種？100多年來(lái)，這些謎團(tuán)只能依靠化石去拼湊，以至懸而未決。

但帕博研究表明，尼安德特人其實(shí)是現(xiàn)代人類的親戚。

當(dāng)然，帕博也并未止步于此。一如諾獎(jiǎng)委員會(huì)的評(píng)價(jià)，通過帕博的開創(chuàng)性工作，我們確認(rèn)了智人和已滅絕親屬之間的基因差異，如今密集的研究，正在解釋是什么使我們成為獨(dú)特的人類。

我們的祖先，是否真的是野蠻殘暴的侵略者，橫掃了整個(gè)星球？如果不是，他們又如何與其他物種互動(dòng)，他們交配嗎？我們的糖尿病、抑郁癥、煙癮、皮膚病，這些基因又從何處繼承？

換句話說(shuō)，與其他物種的互動(dòng)，如何造就了人類自身的進(jìn)化優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)？

但對(duì)于帕博來(lái)說(shuō)，酷，才是一切的標(biāo)準(zhǔn)。在他進(jìn)入學(xué)術(shù)界的早期，用基因技術(shù)研究古人類，是一項(xiàng)不務(wù)正業(yè)的妄想，但這些謎團(tuán)勾引著他的好奇心，逐漸形成一個(gè)瘋狂的夢(mèng)想。

這項(xiàng)工作極具挑戰(zhàn)，如同在巨型垃圾填埋場(chǎng)里，尋找碎紙機(jī)處理過的紙屑，并把它們重新拼接成一本書。而帕博面對(duì)的，是橫跨數(shù)萬(wàn)年的混亂時(shí)空。

瘋狂的計(jì)劃

2006年7月，斯萬(wàn)特·帕博公布了一項(xiàng)空前的計(jì)劃：對(duì)整個(gè)尼安德特人的基因組進(jìn)行測(cè)序。

他是馬克斯·普朗克進(jìn)化人類學(xué)研究所的遺傳學(xué)負(fù)責(zé)人，他計(jì)劃跟美國(guó)454生命科學(xué)公司合作，開發(fā)一種高通量的測(cè)序機(jī)—一次可以復(fù)制數(shù)萬(wàn)個(gè)DNA片段。

帕博專注尼安德特人DNA研究十多年了。過去測(cè)序技術(shù)不發(fā)達(dá)，每次只能測(cè)出百來(lái)個(gè)樣本，可讀取的核苷酸序列嚴(yán)重受限。要知道，人類基因組擁有32億對(duì)堿基，要測(cè)完整何其困難。

進(jìn)入新世紀(jì)，人類、黑猩猩、大小鼠等生物的完整基因組序列已經(jīng)公布。此時(shí)正值尼安德特人被發(fā)現(xiàn)150周年，帕博雄心勃勃，勢(shì)必在2年內(nèi)拿下。

《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》對(duì)此評(píng)價(jià)：“很有膽量的研究?！?/p>

問題是，尼安德特人滅絕起碼3萬(wàn)年了。要找到足夠的DNA，成了最大的挑戰(zhàn)。在他拿到的基因信息中，遠(yuǎn)不足以重組整個(gè)基因組。

后來(lái)，他找到了一組來(lái)自克羅地亞的骨頭，它們屬于三位尼安德特女性，這帶來(lái)了希望。

2006年底，他報(bào)告說(shuō)，他們成功完成了100萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)的測(cè)序。尼安德特人完整的基因組由30億個(gè)堿基對(duì)組成，以此推斷，機(jī)器運(yùn)行6000次，兩年時(shí)間，可如期完成。

但隨后發(fā)現(xiàn)，這100萬(wàn)堿基對(duì)被人類DNA污染了，而且骨頭中80%的DNA屬于各種微生物，這基本宣告了計(jì)劃的無(wú)效。這讓他們感到絕望。

污染，是古DNA測(cè)序最頭疼的問題。早在1990年，帕博就意識(shí)到污染的嚴(yán)重性。在慕尼黑大學(xué)開啟科研生涯之初，他就以偏執(zhí)的態(tài)度，堅(jiān)持先建世界上第一間潔凈室。他還制定嚴(yán)苛的行為準(zhǔn)則，避免環(huán)境中的DNA片段與古DNA混淆。

盡管馬克斯·普朗克研究所也配備了高規(guī)格的潔凈室，但眼下，類似問題還是無(wú)法避免，以致項(xiàng)目停擺了一年多。

帕博覺得這一點(diǎn)很酷，尼安德特人并未滅絕，而是在我們身上“活”了一部分。

又過了兩年，帕博擁有了足夠的DNA序列，但新的問題又產(chǎn)生了。篩查測(cè)序機(jī)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)—一長(zhǎng)串A、T、G、X列表時(shí)，團(tuán)隊(duì)成員發(fā)現(xiàn)了怪異的現(xiàn)象：尼安德特人的序列，與現(xiàn)代歐洲人序列非常相似，而且這個(gè)相似度要遠(yuǎn)高于其他種族的人類。歐洲人、亞洲人與尼安德特人共享的DNA，比非洲人多。

常規(guī)的認(rèn)知是，這是似乎不可能的；“又一起污染事件”，團(tuán)隊(duì)成員如此懷疑，他們?cè)噲D消除這個(gè)“錯(cuò)誤”結(jié)果。

過去20多年，“走出非洲”是一種絕對(duì)主導(dǎo)的理論。學(xué)術(shù)界也提出單一起源的假說(shuō)，認(rèn)為現(xiàn)代人是20萬(wàn)年前某支非洲智人群體的后裔。在大約距今12.5萬(wàn)年到6萬(wàn)年間，他們離開非洲大陸。6萬(wàn)年前，他們進(jìn)入東亞，距今5萬(wàn)年前，他們來(lái)到南亞，距今4萬(wàn)年前，他們遷到澳大利亞，擴(kuò)張到早期直立人從未到達(dá)的領(lǐng)域。

一段時(shí)間后，這些智人一步步取代了本土的早期人類群體，不僅包括歐洲的尼安德特人，還有亞洲的直立人，乃至北京猿人的后代，均被這一支智人替代或滅絕。 他們呈現(xiàn)出強(qiáng)烈侵略擴(kuò)張的意愿，與其他并存的古人類是一種直線關(guān)系—取代與被取代。這種戲劇性的說(shuō)法，在大眾媒體上極具魅惑力。

基于此，科學(xué)家也相信，當(dāng)尼安德特人出現(xiàn)與人類相似的基因序列時(shí)，這種可能是某種實(shí)驗(yàn)事故，而非一種“真相”。帕博沒有氣餒，他重新投入反反復(fù)復(fù)的測(cè)試，數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，一種具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的結(jié)論，成立了。

非洲以外的人，都帶有1%～4%的尼安德特人的基因。智人祖先在“取代”尼安德特人前，曾與他們“同床共枕”，發(fā)生了性關(guān)系。他們不僅交配了，還將某些遺傳信息保留了下來(lái)，融入現(xiàn)代人類社會(huì)。他們的孩子，遍布了歐洲、亞洲和各種新大陸。

盡管現(xiàn)代人類已經(jīng)同化了許多祖先的基因，但尼安德特人的基因所發(fā)揮的作用，依然不可忽視。研究表明，現(xiàn)代人泛濫成災(zāi)的抑郁癥、尼古丁成癮，皮膚疾病、膽固醇和維生素D的水平，乃至膚色和頭發(fā)變化，都與尼安德特人的基因相關(guān)。尼安德特人用以抵御饑餓的基因，也成了增加我們糖尿病的易感性。當(dāng)然，事情也不全是壞的，尼安德特人留下的某些基因，也有助于免疫系統(tǒng)抵御疾病。

只是，取代尼安德特人的，值得重新商榷。

帕博覺得這一點(diǎn)很酷，尼安德特人并未滅絕，而是在我們身上“活”了一部分。

非典型諾二代

“酷”是帕博的口頭禪。

在媒體訪問中，他不止一次地說(shuō)，最酷的事情，莫過于探究尼安德特人與我們之間的關(guān)系。

帕博很小就展現(xiàn)出他對(duì)古老事物的迷戀。

1955年，他出生在瑞典斯德哥爾摩。母親是化學(xué)家，是一位來(lái)自愛沙尼亞的難民。很小的時(shí)候，他就喜歡去樹林里找古老的陶瓷碎片，把房間擺得滿滿的。十來(lái)歲時(shí)，他隨母親參觀埃及金字塔，對(duì)木乃伊產(chǎn)生了迷戀。他立志成為一名埃及學(xué)家，就像后來(lái)電影里出現(xiàn)的印第安納·瓊斯那樣。

上了大學(xué)，課程無(wú)非是解析象形文字，他覺得沒什么挑戰(zhàn)，無(wú)聊。受父親的啟發(fā)，他改學(xué)醫(yī)學(xué)，后來(lái)，又轉(zhuǎn)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)。

父親在帕博的人生中，是一個(gè)特殊的存在。

母親曾在生物化學(xué)家蘇恩·貝格斯特倫的實(shí)驗(yàn)室短暫工作過。帕博則是那段關(guān)系的產(chǎn)物。但貝格斯特倫已有家室，還有個(gè)跟帕博同年的兒子魯里克。

有趣的是，因?qū)η傲邢偎氐难芯?，父親1982年獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，帕博是個(gè)諾二代了。

他在自傳《尼安德特人》中披露，母親從未結(jié)婚，帕博作為“私生子”，每周六才能見一次貝格斯特倫，他們?nèi)淞稚⒉?，或者躲在不被人發(fā)現(xiàn)的地方。這種秘密關(guān)系持續(xù)了近60年，直到2004年貝格斯特倫去世，魯里克才知道自己還有個(gè)同父異母的兄弟。

80年代初，帕博正忙于與病毒相關(guān)的博士論文，這期間，他又開始幻想他心心念念的木乃伊—竟然沒人想過從木乃伊中提取DNA？如果可能，那歷史就有一種全新的打開方式了。

為了證明可行性，他買了一塊肝臟，把它放在實(shí)驗(yàn)室的烤箱里，加熱到50攝氏度，持續(xù)數(shù)天，模擬成功。他就設(shè)法從東柏林的埃及博物館搞到了木乃伊樣本。害怕導(dǎo)師罵他太傻，他只好晚上偷偷琢磨。

1984年，他在名不見經(jīng)傳的東德雜志上發(fā)表了成果，在死了2000年的木乃伊兒童的細(xì)胞中，他成功檢測(cè)到了DNA。在他看來(lái)，這可以探究一些深層的問題，比如，是什么導(dǎo)致了法老王朝的變革。

至少，這也可以解答法老圖坦卡蒙身世之謎—后來(lái)還真有人做了，2010年的古DNA研究證實(shí)，其父母乃親兄妹。

回歸正題。

論文效果不佳，他沒放棄，準(zhǔn)備投給英文期刊。1985年，《自然》雜志給了他的木乃伊研究一個(gè)封面的待遇，媒體評(píng)價(jià)不錯(cuò)，說(shuō)是生物分子學(xué)領(lǐng)域最引人注目的成就。但瑞典的同事們不太看好，叫他趕緊忘了那些干尸，把病毒研究做好。

80年代初，帕博正忙于與病毒相關(guān)的博士論文，這期間，他又開始幻想他心心念念的木乃伊—竟然沒人想過從木乃伊中提取DNA？

每個(gè)人都告訴他，離開如此重要的領(lǐng)域，去做一件看起來(lái)像愛好的事情，真的很愚蠢。但他不做理會(huì)，跑到美國(guó)加州去，為當(dāng)時(shí)爭(zhēng)議極大的生物學(xué)家艾倫·威爾遜做事。威爾遜算得上是分子進(jìn)化學(xué)的先驅(qū)，提出“分子鐘”概念，試圖利用基因組數(shù)據(jù)來(lái)理解進(jìn)化事件。

威爾遜的博士生瑪麗·金回憶道，帕博和威爾遜的共同點(diǎn)，遠(yuǎn)不止對(duì)古代DNA的興趣。

90年代初，帕博轉(zhuǎn)向了一個(gè)雄心勃勃的項(xiàng)目—尼安德特人的DNA。但問題來(lái)了，面對(duì)一個(gè)極其冷門的學(xué)科，很少有博物館館長(zhǎng)愿意奉獻(xiàn)一點(diǎn)自家珍藏的骨頭，尤其是這么一個(gè)年輕的遺傳學(xué)家，一心只想把價(jià)值連城的文物鋸成塊。

交涉了好幾年，他總算搞到了人生中第一塊尼安德特骨頭。那是骨架中的一塊臂骨，他提取了3.5克的樣本，并從線粒體中分離出幾個(gè)DNA序列。這一成果再一次為他拿下了重磅封面。馬克斯·普朗克研究所也拋來(lái)了橄欖枝，稱要斥資2000萬(wàn)英鎊，在德國(guó)萊比錫打造世界級(jí)的人類學(xué)研究中心。

帕博便一直工作于此。直到2010年，他關(guān)于尼安德特人的基因組測(cè)序才完成，發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上，徹底把這門冷僻的學(xué)科推到聚光燈下。他的研究，也改寫了人類的進(jìn)化樹，此后古基因領(lǐng)域的研究層出不窮。

他成了學(xué)術(shù)明星，登上了《花花公子》雜志。他打趣說(shuō)，這可能是這輩子唯一一個(gè)上《花花公子》的機(jī)會(huì)，不能錯(cuò)過。同時(shí)，他也遭到了很多保守宗教力量的批評(píng)。

他的風(fēng)趣，在自傳中也有展現(xiàn)。比如，談及自己的性取向，他一直堅(jiān)信自己是同性戀，直到遇到了現(xiàn)在的妻子，相當(dāng)“男孩子氣”的科學(xué)家琳達(dá)·維吉倫特。兩人婚后育有一兒一女。

重繪演化樹

帕博和人類進(jìn)化的故事，還沒有講完?！罢J(rèn)親”尼安德特人，只是一個(gè)起點(diǎn)。

時(shí)間回到2008年。

某天，帕博接到同事的電話，對(duì)方說(shuō)：“結(jié)果出來(lái)了，你最好坐下來(lái)，這根手指不是人類的?！毖韵轮猓赡苁莵?lái)自某種未知人類物種。

指骨來(lái)自丹尼索瓦，一個(gè)位于西伯利亞山脈的僻靜洞穴。2008年，一隊(duì)考古學(xué)家在此發(fā)現(xiàn)了一個(gè)小指頭的化石碎片。其歷史，可以追溯到3.5萬(wàn)年前。很快，它被送到了帕博的實(shí)驗(yàn)室。

常規(guī)遺傳分析結(jié)果表明，指骨的主人，與同時(shí)期當(dāng)?shù)氐闹侨擞忻黠@區(qū)別，于是被命名為丹尼索瓦人。最終，一番折騰后，帕博和同事們分離出了它的基因組和污染過的病菌DNA，經(jīng)過測(cè)序，得到一個(gè)完整的遺傳圖譜。

他們確認(rèn)，丹尼索瓦人，是一個(gè)全新的物種。

后來(lái)，甘肅夏河縣發(fā)現(xiàn)了一份下頜骨化石，經(jīng)測(cè)定為丹尼索瓦人，距今已有16萬(wàn)年。這說(shuō)明，青藏高原范圍內(nèi)，很早就有丹尼索瓦人的活動(dòng)蹤跡。丹尼索瓦人現(xiàn)身后，中國(guó)境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的大荔人、金牛山人等，也一度被懷疑是丹尼索瓦人的東亞代表。

帕博團(tuán)隊(duì)的基因研究揭示，大多數(shù)亞洲人都有丹尼索瓦人的DNA。美拉尼西亞人中，丹尼索瓦人的基因比例甚至高達(dá)6%。同時(shí)也有證據(jù)顯示，他們與現(xiàn)代人的祖先共同生活了幾千年?？梢哉f(shuō)，丹尼索瓦人跟現(xiàn)代人類的血緣關(guān)系，比尼安德特人更親近。

單地起源的人類演化史，已經(jīng)不再具有說(shuō)服力了，必須得到更新和修正。

到這里，事情變得有趣起來(lái)了。

先做個(gè)假設(shè)，尼安德特人，生活在歐亞大陸西部，丹尼索瓦人，則居住在該大陸的東部地區(qū)，大陸兩端的人類種群，會(huì)產(chǎn)生怎樣的交集？

2015年，牛津大學(xué)進(jìn)化遺傳學(xué)家Katerina Douka和Tom Higham拿到了幾塊丹尼索瓦人的骨骼碎片，測(cè)年和同位素分析顯示，骨骼迄今已有5萬(wàn)年歷史，來(lái)自一位女性的手臂和腿部，其主人被命名為丹妮。遠(yuǎn)在德國(guó)的帕博，則負(fù)責(zé)了丹妮的基因測(cè)序，他得出的結(jié)論是：丹妮是一個(gè)混血兒。

丹妮的每對(duì)染色體中，一條來(lái)自丹尼索瓦人，另一條對(duì)應(yīng)尼安德特人。也就是說(shuō)，丹妮的母親是尼安德特人，父親是丹尼索瓦人。這種案例相當(dāng)罕見，但卻揭示了一個(gè)事實(shí)：智人與其他古人類之間的繁衍關(guān)系，比任何人的想象都更復(fù)雜。

現(xiàn)在可以肯定的是，智人走出非洲前，丹尼索瓦所代表的支系、尼安德特人等不同的人種，已經(jīng)在亞歐大陸上獨(dú)立演化了數(shù)十萬(wàn)年，他們跟智人共同組成了現(xiàn)代人類的祖先。更多的人類近親，也在DNA技術(shù)的幫助下，得以“相認(rèn)”。

單地起源的人類演化史，已經(jīng)不再具有說(shuō)服力了，必須得到更新和修正。人類的進(jìn)化，并不是一枝一葉，而是相互交織的、密集的叢林。

這一切，似乎都來(lái)自當(dāng)年那個(gè)少年不切實(shí)際的天真幻想。