付巧妹：讓古人類化石開口“說話”

欣悅

身為“80后”科學家，付巧妹利用古DNA捕獲技術，翔實地繪制出冰河時代歐洲人群的遺傳圖譜，首次揭示了該時期歐亞地區完整的人群動態變化情況，讓歐洲的有關專家為之震動。2016年，她被英國《自然》雜志評為中國十大科學之星之一，同年獲得中科院青年科學家獎。近日，她又入選2020年世界經濟論壇全球青年領袖。

“最年輕”的科學家講一個最古老的研究課題

2020年9月13日，習近平總書記主持召開科學家座談會，“80后”科學家付巧妹在會上與總書記進行對話，引起了國內外的廣泛關注。以下是付巧妹與總書記對話的部分內容。

付巧妹說：“我的工作是圍繞人類古基因組學，從事演化遺傳的研究，也就是通過古DNA探究‘我們是誰，我們從哪里來。”

習近平總書記親切地問道：“從哪里來，你們搞明白了嗎？”

“在努力搞明白！”付巧妹向總書記匯報了這些年常被問到的一個問題：“經常有人問，‘你的研究有什么用。我曾在很難維持實驗室的時候，也想過要不要去做熱門研究。希望國家進一步引導不以‘有沒有用評價和發展基礎研究……”

總書記聽了以后深有感觸：“對冷門怎么看？按一般概念，一些冷門的東西沒有用。這種認識可能把一個領域的事業耽擱了。做科研事業的評估，要有長遠的眼光、世界的眼光、科學的眼光。”

——摘自《人民日報》2020年9月13日一版頭條

兩次“放棄”只因有夢想，確定研究方向義無反顧到國外讀博士

筆者：能講一下您從小的生長環境嗎？

付巧妹（以下簡稱付）：我出生在江西農村，小時候和很多鄉下孩子一樣貪玩，是鄉親們眼中的野丫頭。正是少年的天性釋放，讓我潛移默化中喜歡上了生物。上小學時，因為作業不規范，我經常被老師批評。上初中后，我的性格收斂了很多，學習成績在班里名列前茅。那時，成績好的學生可以讀師范，師范畢業就可以當老師拿工資。再加上我父親是教師，于是，我報考了師范。

筆者：您放棄當教師備戰高考，阻力大嗎？

付：讀師范后，很多人的上進給了我觸動。師范生當時不學英語，但我身邊好學的同學就躲在衛生間里學英語，說是為高考做準備。我們班主任就通過自學考取了心理學博士學位。受他們的鼓舞，在師范畢業前的兩個月，我決定放棄當教師，向父母提出參加高考讀大學的想法。母親對我的想法表示支持，父親雖有顧慮，但沒有阻止。我也做好了考不上回家種地的最壞打算。

筆者：您讀兩年高中就考上了大學，為何又放棄了保研的機會？

付：師范畢業前兩個月，離高一下學期結束時間很短了，我便直接從高一下學期開始學習。后來，我考取了西北大學文物保護技術專業。學習過程中，我發現這并非是一門純粹的考古專業，以化學為主，數學、物理、計算機等課程都在修讀范圍內。大學畢業前夕，學校給了我保研機會，但我對生物研究情有獨鐘。于是，我放棄了保研，加入考研大軍，考取了中國科學院的碩士研究生，從事骨骼研究，通過骨骼的化學元素了解早期人類的食譜。

筆者：您到德國攻讀博士學位的主要目的是什么？

付：我在中科院研究的是早期人類的飲食，但我對人類的演化進程非常感興趣。人類的起源與歸宿，既藏著族群生命本質的奧秘，也隱含著個體的自我意識與選擇。追蹤古人類的演化歷史，最有效的方式是獲取他們的古DNA。科學家獲得古DNA，一般需要從幾千年到幾萬年前甚至幾十萬年前的骨骼化石中提取。在古DNA研究方面，德國馬克斯·普朗克進化人類學研究所是無數DNA研究者心中的學術圣地。斯文特·帕玻教授是古DNA研究領域的泰斗，他在學生時代就偷偷克隆了千年木乃伊的古DNA。我幸運地申請到了在帕玻教授門下攻讀博士學位的資格。

為了考核過關，苦學一年瘦了10公斤，用不厭其煩的求證精神贏得導師贊賞

筆者：在大師手下深造壓力很大吧？

付：和國內不同，我攻讀德國馬克斯研究所的博士更像是工作，前半年是試用期，每年都有考核。自從進入研究所，我每天都在苦學，生怕考核不過關被趕回國。與讀高中第一年一樣，我到德國一年內體重降了10公斤。我在國內學習了文物保護學和體質人類學，但從未接觸過古DNA或基因組方面的研究。剛到研究所參加討論會時，團隊成員討論尼安德特人基因組序列草圖，我像聽天書一樣。為了盡快趕上，我瘋狂地閱讀文獻，實在消化不了就主動求教。怕頻繁求教打擾別人，我就把一個星期的問題攢起來，集中請教，一問就是幾十個問題。到研究所的第四個月，因為我學習能力強，而且能自主互動，被所里批準正式攻讀博士。

筆者：您參與開發出古DNA捕獲技術，對于研究古人類進化史起到了關鍵作用。那么什么是古DNA捕獲技術？

付：所謂古DNA捕獲技術，就是將現代人的DNA做成一個吸鐵石般的引子，突破古人類DNA被環境嚴重污染、利用率不高的困境，將僅占0.03%的人類DNA從含有大量土壤細菌DNA的雜質中吸附、富集并“釣取”出來，使得大規模開展古人類全基因組研究成為可能。借助古DNA捕獲技術，我第一次準確推算出現代人與尼安德特人發生基因交流的時間，成功為一個4萬年前的“現代人”尋親。依靠從該現代人下頷骨中獲取的微量古DNA信息，我判定這個現代人的曾曾曾祖輩之一就是已滅絕的尼安德特古人類。緊接著，我從一塊4.5萬年前的早期現代人化石中獲得基因組序列，發現人類遷徙時走出非洲的路線并非只有單一南線，而是存在著“北線蹊徑”等多種路線的可能。隨后，我繪制出翔實的冰河時代歐洲人群的遺傳圖譜，被業內人士評價為“重寫了歐洲最早的現代人類歷史”，在歐洲古人類DNA研究領域引起震動。

筆者：您的推斷都是建立在試驗之上，有很多試驗讓您難忘吧？

付：每次試驗，讓我最珍惜的是做試驗的材料。要知道，化石形成是件很困難的事。據統計，大概每10億根骨頭，才能有1根變成化石，這些化石對推測史前故事彌足珍貴。數萬年前人的一小撮骨粉，可能就藏著人類遷徙、人群演化與人類文明的歷史秘密。2010年，我參與的國際團隊就根據古人類的一根小手指的少量骨粉，發現了未知古人類丹尼索瓦人對大洋洲以及東亞人群的一些遺傳影響。因為用來試驗的材料寶貴，失敗后再來一次是不能承受的后果，因此，每次做試驗的過程都堪稱經典。有一次我做完試驗，已經凌晨2點了。回到家躺到床上，我腦子里習慣性地閃回實驗進程，復盤到關鍵處，有一個細節好像有問題。我一個激靈從床上坐起來：剛才是怎么做的？對結果有沒有影響？有什么影響？直到確認準確無誤，我才安心入睡。

筆者：導師帕玻稱您是他最出色的學生之一，您是如何贏得他的認可的？

付：導師欣賞我在研究方面的主動性，以及迎難而上的挑戰精神。2012年，研究所拿到一塊4.5萬年前的人類腿骨化石，尚未確定如何研究時，我就提出了對這塊化石的研究方向，做估算、列計劃，給出解決方案。導師對我的方案比較認可，指定我擔任此項目的負責人。在此之前，幾乎沒有學生在重大項目上挑大梁。在研究所，平時在某些節點有難度的試驗，也只有我能做成。2015年，我在英國《自然》雜志發表了題為《一名擁有近代尼安德特人祖先的羅馬尼亞早期現代人》的研究文章。此文更新了以往學界認為的尼安德特人在5萬年前和現代人有基因交流的觀點，將發現現代人與尼安德特人基因交流的時間往回拉了近1萬年。當時，帕玻教授也質疑是不是搞錯了。為此，我增加數據量，調整實驗方式，幾個月的驗證后，我給出的回答是：“絕對沒問題！”帕玻教授對我不厭其煩的求證精神很是贊賞。

回國效力組建高水平團隊，用認真的工作態度為年輕人做表率

筆者：您在德國的研究已取得豐碩成果，為什么又回到國內呢？

付：我對中國和東亞發生過什么很好奇，再說我也想把所學知識回報祖國。回國后，我組建了自己的團隊，把研究轉向最早定居亞洲的智人，我也想研究近至數千年前的亞洲歷史。我國大量古人類骨骼沒有做過DNA研究，我希望能對亞洲先民的歷史進程重新書寫。中國擁有眾多史前人類的遺骸和遺跡，且中國許多地區也發掘有大量新石器時代、青銅器時代的人類遺存，這些都為我們開展相關古DNA研究提供了豐富的材料資源。在古DNA研究領域，世界正在看中國。如何保持領跑優勢，是我和團隊的責任與擔當。下一步，我和團隊將對亞洲人類族譜進行研究，或許我們將再次改寫人類的歷史。

筆者：研究古DNA，對現代人有哪些幫助？

付：很多人問過我類似的問題，可能大家都認為這樣的研究不能直接帶來經濟效益。其實，基礎科學研究很難在研究起步階段就說清楚對于后世的作用，但我們看到很多例子是有影響的。比如，我們東亞人相對歐洲人更容易患上Ⅱ型糖尿病。我們通過研究古DNA，發現尼安德特人對東亞人有更多影響，這里面就存在著較大的聯系。再比如，去年有個團隊研究鹿科動物，提取了一些鹿角再生的分子，這是否會對我們人類研究再生和衰老有所幫助？這些遺傳演化領域的疑問，有待我們逐層深入去研究，可能會給我們帶來意想不到的收獲。

筆者：平時您是如何激勵團隊年輕人的？

付：我們古脊椎研究所有一句所訓：做老實人，探前沿事。我認為這是青年科研人員應該秉持的科研態度。年輕人做科研，尤其是在古DNA這種不能快速出成果、不能直接產生經濟效益的科研領域，我會告訴他們要沉得住氣，甘于坐冷板凳，不急功近利。經典的研究、突破性的成果，總是由扎扎實實鉆研、積淀而來的。此外，我要求年輕同事在科研領域要拓寬視野，不自我設限。科研探索是一個不斷挑戰舊知、迎接新知的過程，尤其對于自然科學研究，要敢于創新和迎接挑戰。

〔編輯：劉波〕