瑞典科學家斯萬特·帕博榮膺2022年度諾貝爾生理學或醫學獎

2022年10月3日，北京時間17:30分許，瑞典卡羅林斯卡醫學院諾貝爾獎委員會宣布瑞典科學家斯萬特·帕博（Svante Pääbo）因為他做出的「關於已滅絕古人類基因組和人類進化方面的發現」榮膺2022年度諾貝爾生理學或醫學獎。

我是誰？我從哪裡來？

從現代人類發現自己存在於這個世界開始，就一直深陷於對「我是誰？我從哪裡來？」這一基本哲學思考的不能自拔中。

在科學興起之前，西方對這一問題主流的答案是：上帝造人，並創造萬物。

在我國，儘管沒有西方「上帝造人」說編得那麼全乎，答案卻大同小異，即上天造人。

比如，董仲舒在《春秋繁露》中說，人是上天造的——「為人者天」，天是人的曾祖父，人的身體就是比著天長的——「天亦人之曾祖父也，此人之所以乃上類天也。人之形體，化天數而成」。

科學的興起，尤其是古生物學和考古學的發展讓人們認識到，人類從本質上講仍然是一種動物，是由與地球上其他生物具有共同的祖先逐漸演進而來的。

然而，令人困惑的是，人類為什麼是這個星球上唯一擁有智能，可以使用不斷改進的工具，並可以創造出燦爛文化和藝術的，與其他所有生物具有巨大差異的「高等」動物？

在生物進化樹上，人類與具有最親近遺傳關係的「類人猿」為什麼具有如此大的不同？

也就是說，人類為什麼在這個星球上如此的獨一無二？

困擾人類數千年的這一系列謎題，在最近十數年終於有了一個可信的回答，給出答案的就是2022年諾貝爾生理學或醫學獎獲得者，瑞典科學家，斯萬特·帕博。

這位科學家用他所創立的古基因組學獲得系列研究成果，不僅給出了靠譜的答案，更是為我們編制出了有關現代人類進化和遷移的迷人的煌煌史詩。

因此，與其說斯萬特·帕博是一位科學家，毋寧說他更像一位用科學武裝起來的吟誦詩人。

著迷於尼安德特人DNA研究的斯萬特·帕博

尼安德特人是生活在歐亞大陸上的一種古人類，於19世紀在德國一個叫尼安德特的山谷發現了較為完整的頭蓋骨和其他一些骨骼，而並被命名為尼安德特人。

從學生時期斯萬特·帕博就著迷於對尼安德特人DNA的研究。

但是，在當時，這種研究面臨著一個看上去不可跨越的技術挑戰，那就是隨著時間的推移，DNA會發生化學修飾，降解成一些很短片段。幾千年後，則只能剩下微量的DNA片段，並且會被細菌和當代人類的DNA大量污染。

如何能獲得尼安德特人DNA更全面的信息呢？斯萬特·帕博早在作為進化生物學領域的先驅艾倫·威爾遜的博士後時期就開始開發用於研究尼安德特人DNA的方法，這一努力一直持續了幾十年的時間。

成功測序尼安德特人線粒體DNA基因片段

到1990年，帕博受聘於德國的慕尼黑大學，繼續從事古DNA的研究。

我們知道，生物遺傳物質DNA存在於細胞的兩個部分：細胞核和線粒體。細胞核DNA保存著生物的絕大部分遺傳信息；相對而言，線粒體基因組很小，僅包含細胞中遺傳信息的一小部分，僅有數千個拷貝，相對而言更容易研究。

因此，帕博決定從分析尼安德特人線粒體DNA開始入手。

所謂功夫不負有心人，經過不懈的努力，帕博終於在人類史上首次成功地從一塊40000年前的骨頭上測序出了尼安德特人線粒體DNA的第一個區域片段的基因序列。

分析發現，與同時代的人類和黑猩猩相比，尼安德特人在基因上具有其獨特性。

完成尼安德特人基因組測序

雖然對尼安德特人線粒體DNA基因片段成功測序是一個了不起的成就，但由於線粒體基因組只能提供了有限的信息，要想揭開謎底，就需要對尼安德特人細胞核基因組進行完整測序。

所幸，帕博受到了德國馬克斯·普朗克研究所的極大支持。在新的研究所里，帕博和他的團隊穩步改進了從古代骨骼遺骸中分離和分析DNA的方法。研究小組開發的新技術可以使得DNA測序高效完成。

經過多方協作和不懈的努力，帕博團隊終於完成了一個看似不可能完成的任務，於2010年發布了首個尼安德特人基因組序列。

發現新的已滅絕古人類丹尼索瓦人

通過使用新的DNA技術，帕博團隊於 2008年又發表了一項具有轟動性的新發現，從西伯利亞南部的丹尼索瓦洞穴中發現的一塊距今4萬年的指骨碎片上獲取了保存異常完好的DNA。

通過測序，帕博團隊發現是一種不同於現代智人和尼安德特人的新的已經滅絕的古人類，並以發現地命名為丹尼索瓦人。

編制現代人類進化、遷移史詩

通過對獲得自世界不同地區的尼安德特人、丹尼索瓦人和現代人DNA序列的對照研究，帕博團隊繪製出了現代人類進化和遷移的史詩畫卷：

對比分析表明，尼安德特人和現代智人最近的共同祖先生活在大約80萬年前的非洲。

現代智人的祖先在大約30萬年前首次出現走出非洲；尼安德特人走出非洲的時間要更早，大約在40萬年前，走出非洲後主要居住在歐洲和西亞地區，直到大約3萬年前滅絕。

在大約7萬年前，一群現代智人的祖先從非洲遷移到中東地區，並從那裡遷移到了到世界其他地方。

因此，智人和尼安德特人在歐亞大陸的大部分地區至少共存了數萬年。

基因組分析發現，尼安德特人的DNA序列與來自歐洲或亞洲而不是來自非洲的當代人的基因序列具有更大的相似性。這意味著尼安德特人和智人在他們數萬年的共存期間進行了基因交換——雜交。在現代具有歐洲或亞洲血統的人類中，大約1-4%的基因組來自尼安德特人。

基因序列分析也發現，與尼安德特人曾生活在歐洲也西亞地區不同，丹尼索瓦人則主要曾分布在歐亞大陸的東部。而且，現代智人與丹尼索瓦人之間也曾經發生了基因交換。比如，在美拉尼西亞（太平洋上的群島）和東南亞其他地區的人攜帶多達6%的丹尼索瓦人DNA。

也就是說，當代智人的祖先在走出非洲後，曾經在數萬年的時間內與尼安德特人和丹尼索瓦人在歐亞大陸上共存共生。

而且，我們的祖先通過與這兩個已經滅絕的古人類的雜交，獲得了對生存下來至關重要的基因。

比如，來自于丹尼索瓦人的EPAS1基因，就賦予了現代人類在高海拔地區生存的優勢，這種基因在當代西藏人中常見。而來自尼安德特人的基因，則影響了我們對不同類型微生物感染的免疫反應。

在新冠大流行的背景下，我們對免疫反應對生物生存的重要性自然會有更深刻的認識和體驗。