瑞典科学家斯万特·帕荣膺2022年度诺贝尔生理学或医学奖

2022年10月3日，北京时间17:30分许，瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔奖委员会宣布瑞典科学家斯万特·帕（Svante Pääbo）因为他做出的“关于已灭绝古人类基因组和人类进化方面的发现”荣膺2022年度诺贝尔生理学或医学奖。

我是谁？我从哪里来？

从现代人类发现自己存在于这个世界开始，就一直深陷于对“我是谁？我从哪里来？”这一基本哲学思考的不能自拔中。

在科学兴起之前，西方对这一问题主流的答案是：上帝造人，并创造万物。

在我国，尽管没有西方“上帝造人”说编得那么全乎，答案却大同小异，即上天造人。

比如，董仲舒在《春秋繁露》中说，人是上天造的——“为人者天”，天是人的曾祖父，人的身体就是比着天长的——“天亦人之曾祖父也，此人之所以乃上类天也。人之形体，化天数而成”。

科学的兴起，尤其是古生物学和考古学的发展让人们认识到，人类从本质上讲仍然是一种动物，是由与地球上其他生物具有共同的祖先逐渐演进而来的。

然而，令人困惑的是，人类为什么是这个星球上唯一拥有智能，可以使用不断改进的工具，并可以创造出灿烂文化和艺术的，与其他所有生物具有巨大差异的“高等”动物？

在生物进化树上，人类与具有最亲近遗传关系的“类人猿”为什么具有如此大的不同？

也就是说，人类为什么在这个星球上如此的独一无二？

困扰人类数千年的这一系列谜题，在最近十数年终于有了一个可信的回答，给出答案的就是2022年诺贝尔生理学或医学奖获得者，瑞典科学家，斯万特·帕。

这位科学家用他所创立的古基因组学获得系列研究成果，不仅给出了靠谱的答案，更是为我们编制出了有关现代人类进化和迁移的迷人的煌煌史诗。

因此，与其说斯万特·帕是一位科学家，毋宁说他更像一位用科学武装起来的吟诵诗人。

着迷于尼安德特人DNA研究的斯万特·帕

尼安德特人是生活在欧亚大陆上的一种古人类，于19世纪在德国一个叫尼安德特的山谷发现了较为完整的头盖骨和其他一些骨骼，而并被命名为尼安德特人。

从学生时期斯万特·帕就着迷于对尼安德特人DNA的研究。

但是，在当时，这种研究面临着一个看上去不可跨越的技术挑战，那就是随着时间的推移，DNA会发生化学修饰，降解成一些很短片段。几千年后，则只能剩下微量的DNA片段，并且会被细菌和当代人类的DNA大量污染。

如何能获得尼安德特人DNA更全面的信息呢？斯万特·帕早在作为进化生物学领域的先驱艾伦·威尔逊的士后时期就开始开发用于研究尼安德特人DNA的方法，这一努力一直持续了几十年的时间。

成功测序尼安德特人线粒体DNA基因片段

到1990年，帕受聘于德国的慕尼黑大学，继续从事古DNA的研究。

我们知道，生物遗传物质DNA存在于细胞的两个部分：细胞核和线粒体。细胞核DNA保存着生物的绝大部分遗传信息；相对而言，线粒体基因组很小，仅包含细胞中遗传信息的一小部分，仅有数千个拷贝，相对而言更容易研究。

因此，帕决定从分析尼安德特人线粒体DNA开始入手。

所谓功夫不负有心人，经过不懈的努力，帕终于在人类史上首次成功地从一块40000年前的骨头上测序出了尼安德特人线粒体DNA的第一个区域片段的基因序列。

分析发现，与同时代的人类和黑猩猩相比，尼安德特人在基因上具有其独特性。

完成尼安德特人基因组测序

虽然对尼安德特人线粒体DNA基因片段成功测序是一个了不起的成就，但由于线粒体基因组只能提供了有限的信息，要想揭开谜底，就需要对尼安德特人细胞核基因组进行完整测序。

所幸，帕受到了德国马克斯·普朗克研究所的极大支持。在新的研究所里，帕和他的团队稳步改进了从古代骨骼遗骸中分离和分析DNA的方法。研究小组开发的新技术可以使得DNA测序高效完成。

经过多方协作和不懈的努力，帕团队终于完成了一个看似不可能完成的任务，于2010年发布了首个尼安德特人基因组序列。

发现新的已灭绝古人类丹尼索瓦人

通过使用新的DNA技术，帕团队于 2008年又发表了一项具有轰动性的新发现，从西伯利亚南部的丹尼索瓦洞穴中发现的一块距今4万年的指骨碎片上获取了保存异常完好的DNA。

通过测序，帕团队发现是一种不同于现代智人和尼安德特人的新的已经灭绝的古人类，并以发现地命名为丹尼索瓦人。

编制现代人类进化、迁移史诗

通过对获得自世界不同地区的尼安德特人、丹尼索瓦人和现代人DNA序列的对照研究，帕团队绘制出了现代人类进化和迁移的史诗画卷：

对比分析表明，尼安德特人和现代智人最近的共同祖先生活在大约80万年前的非洲。

现代智人的祖先在大约30万年前首次出现走出非洲；尼安德特人走出非洲的时间要更早，大约在40万年前，走出非洲后主要居住在欧洲和西亚地区，直到大约3万年前灭绝。

在大约7万年前，一群现代智人的祖先从非洲迁移到中东地区，并从那里迁移到了到世界其他地方。

因此，智人和尼安德特人在欧亚大陆的大部分地区至少共存了数万年。

基因组分析发现，尼安德特人的DNA序列与来自欧洲或亚洲而不是来自非洲的当代人的基因序列具有更大的相似性。这意味着尼安德特人和智人在他们数万年的共存期间进行了基因交换——杂交。在现代具有欧洲或亚洲血统的人类中，大约1-4%的基因组来自尼安德特人。

基因序列分析也发现，与尼安德特人曾生活在欧洲也西亚地区不同，丹尼索瓦人则主要曾分布在欧亚大陆的东部。而且，现代智人与丹尼索瓦人之间也曾经发生了基因交换。比如，在美拉尼西亚（太平洋上的群岛）和东南亚其他地区的人携带多达6%的丹尼索瓦人DNA。

也就是说，当代智人的祖先在走出非洲后，曾经在数万年的时间内与尼安德特人和丹尼索瓦人在欧亚大陆上共存共生。

而且，我们的祖先通过与这两个已经灭绝的古人类的杂交，获得了对生存下来至关重要的基因。

比如，来自于丹尼索瓦人的EPAS1基因，就赋予了现代人类在高海拔地区生存的优势，这种基因在当代西藏人中常见。而来自尼安德特人的基因，则影响了我们对不同类型微生物感染的免疫反应。

在新冠大流行的背景下，我们对免疫反应对生物生存的重要性自然会有更深刻的认识和体验。