現代人與已滅絕古人類有何差異
——解讀2022年諾貝爾生理學或醫學獎

文／張 瑩

人類起源和進化一直是古生物學和考古學最關心的問題之一。人類從哪里來？人類和祖先之間有何關系？是什么將智人與其他古人類區別開來？2022年諾貝爾生理學或醫學獎獲得者、瑞典科學家斯萬特·佩博的工作有助于解答這些困擾人類的終極問題。

評獎委員會10月3日發布公報說，佩博通過開創性研究完成了看似不可能的任務，“通過揭示當今人類與已滅絕的古人類之間的基因差異，他的發現為探究是什么使我們成為獨特的人類奠定了基礎”。

證據表明，現代人的直系祖先智人大約30萬年前首次出現在非洲，而現代人的近親尼安德特人從大約40萬年前開始生活在歐洲和西亞，并在大約3萬年前滅絕。智人群體于大約7萬年前從非洲遷移到中東，再從那里遷徙到世界各地。智人與尼安德特人在歐亞大陸共同生活的數萬年間，兩個群體之間發生了何種關系？解答這個問題需要對從標本中獲取的尼安德特人基因組進行測序。

這是一項極具挑戰的任務，隨著時間推移，尼安德特人留下的脫氧核糖核酸（DNA）會遭受化學修飾并降解成短小的片段，最終獲得的標本中只剩下微量DNA，并且可能已被細菌和現代人的DNA污染。

佩博自職業生涯早期就對利用現代遺傳學方法研究尼安德特人的DNA產生興趣，他在該領域的工作持續數十年。1990年被德國慕尼黑大學聘為教授后，佩博決定從分析尼安德特人的線粒體入手。線粒體只包含細胞遺傳信息的一小部分，但存在大量副本，這增加了測序成功機會。佩博改進方法，成功對一塊4萬年前骨頭的一個線粒體DNA區域進行測序。這是第一次獲得與現代人有親緣關系的已滅絕古人類的基因序列。與智人和黑猩猩的基因比較表明，從遺傳學來看尼安德特人是截然不同的物種。

此后，佩博開始向尼安德特人細胞核基因組測序發起挑戰。擔任德國馬克斯·普朗克進化人類學研究所負責人后，佩博及其團隊不斷改進從古人類的骨遺骸中分離和分析DNA的方法，還借助新興技術提高DNA測序效率。

佩博及其團隊最終完成了看似不可能的任務，他們于2010年發布了第一個尼安德特人基因組序列。比較分析顯示，比起來自非洲的現代人，來自歐洲或亞洲的現代人DNA與尼安德特人更相似。這意味著尼安德特人和智人在數萬年的共存中發生雜交，具有歐洲或亞洲血統的現代人基因組約有1%至4%來自尼安德特人。

2008年，科學家在西伯利亞的丹尼索瓦洞穴發現一塊來自4萬年前的指骨碎片，其中含有保存異常完好的DNA信息。佩博帶領團隊對該指骨遺骸進行測序，發現它來自與尼安德特人和智人完全不同的古人類，并將它命名為丹尼索瓦人。分析顯示，丹尼索瓦人與智人也發生過基因交換，這種交換關系首次發生在美拉尼西亞和東南亞一些地區，這些地區的現代人攜帶約6%的丹尼索瓦人基因。

佩博的研究使人們得以更深入理解人類進化和遷徙的歷史。在智人走出非洲時，至少有兩個現今已滅絕的古人類種群曾居住在歐亞大陸上。尼安德特人居住在歐亞大陸西部，丹尼索瓦人居住在東部。在智人向非洲之外遷徙過程中，他們與尼安德特人和丹尼索瓦人相遇并發生雜交。

佩博和團隊還分析了其他幾個來自滅絕古人類的基因組序列，并創建了一個全新的科學學科——古基因組學。他的發現使人們了解，來自現代人已滅絕的親戚的古老基因仍影響著今天人類的生理機能。例如，尼安德特人的基因影響著現代人對不同類型感染的免疫反應。

佩博的開創性工作使人們得以了解智人與已滅絕近親之間的遺傳差異。正在進行的大量后續研究則側重分析這些差異的功能性影響，最終目標是解釋什么讓我們成為獨一無二的人類。