诺贝尔奖首次授予古基因组学领域对古DNA和考古学研究启示

　　每年的10月份，是诺贝尔奖揭晓的时刻。今年的诺贝尔奖随着10月的即将翻篇，也都花落各家，毫无意外，中国科学家榜上无名。考古学并不在诺贝尔奖范围之内，但今年全球的考古学家或工作者都对诺贝尔奖投入了极大的关注，那就是10月3日，2022年诺贝尔生理学或医学奖＂授予古基因组学的建立者、瑞典科学家斯万特·佩博（Svante Pääbo），以表彰他在＂已灭绝古人类基因组和人类进化方面＂的开创性发现（图1）。一时间，全球考古学家竞相奔走，终于，这也许是考古学距离诺贝尔奖最近的时刻，确实值得庆祝。当然也有不同的声音，著名学者饶毅就撰文，认为把生理或医学奖颁给佩博是不公平的（详见饶议科学公众号）。医学界这种争议我们不好评判，但佩博对考古学和人类学研究的贡献是显而易见的，因此，维也纳大学著名的碳十四专家Tom Higham将他的贡献与1960年诺贝尔化学奖获得者利比（Willard Libby）发现放射性碳十四的贡献相提并论，他们过去、将来都将对考古学和古人类学研究带来革命性的影响与贡献。
　　图1 2022年诺贝尔生理学或医学奖获得者斯万特·佩博（Svante Pääbo）
　　过去几十年，佩博致力于探索远古人类历史，完成了从4万年前的骨骼中提取遗传物质这一看似不可能完成的任务，于2010年发表了首个尼安德特人基因组序列，对比发现尼安德特人和智人在几千年的共存中进行了杂交，其1-4%的基因组仍保留在现代具有欧洲或亚洲血统的人类中。2008年，佩博团队对西伯利亚南部的丹尼索瓦洞穴中发现的一块4万年前的指骨碎片进行了测序，发现了此前未知的古人类，并命名为丹尼索瓦人，丹尼索瓦人和智人之间也发生过基因流动，美拉尼西亚和东南亚个体携带高达6%的丹尼索瓦人DNA。这两项重大研究表明，走出非洲的智人在迁移和扩张过程中与欧亚大陆西部的尼安德特人和东部的丹尼索瓦人相遇并杂交。这一伟大发现建立了新的人类迁徙地图，提供了人类历史上的混血证据，有助于我们更好地理解人类的进化和迁移（图1）。
　　图2 佩博的研究建立了新的人类迁徙地图
　　归功于佩博的伟大发现，更多已灭绝古人类的秘密被揭晓。丹尼索瓦人和尼安德特人的古老基因序列仍影响着当今人类的生理机能。丹尼索瓦人的抗高原基因赋予了在高海拔地区人群生存的优势，而尼安德特人的基因影响着现代人对不同类型感染的免疫反应，例如佩博和一名同事发现冠状病毒会导致继承了一段尼安德特人DNA片段的人群出现更为严重的症状。在未来，对现存人类与灭绝的古人类之间的基因差异的进一步研究，将揭示是什么使我们成为了独一无二的人类。
　　在诺贝尔奖首次授予古基因组学领域后，莱斯大学人类学副教授玛丽·普伦德加斯特（Mary Prendergast）谈论了古基因组学下一步的研究方向和学术规范。
　　学科进展和存在问题
　　得益于佩博团队的开创性成就，古基因组学正在迅速发展。截至2022年年中，世界各地的研究团队已经对近8000个个体的基因组进行了测序。这门新兴学科不仅使我们对人类起源有了惊人的发现，在解释马和狗的驯化、畜牧业的传播、人体机能的适应，乃至婚姻、血缘关系和人口迁徙等社会问题方面也都发挥了重要作用。DNA测序材料也从古人类、动物和植物的遗骸扩展到生命体留在洞穴泥土中的痕迹。
　　随着研究的增长，古基因组学研究领域也暴露出一些问题，不仅世界各地骨骼样本的测序速度引发了科学家们的担忧，学术资源的不公平问题也逐渐凸显，发达国家比发展中国家掌握了更多实验室、资金，拥有更多的培训、学习和交流机会（图3）。古DNA研究怎样实现公平有序发展？当前现状对考古学家和遗传学家来说既是挑战也是机遇。
　　图3 古基因组学研究多集中于欧洲，而基因最多样化的非洲大陆研究相对匮乏
　　古基因组学下一步该怎么走
　　首先，良好的秩序和合理的规定是保证公平的前提。为应对挑战，跨学科研究人员正在积极为研究实验的设计和实施建立基本的指导方针，以解决现存的不平等问题。如北美学者正致力于培养未来的土著遗产学家，并将研究范围扩展至世界上其他历史代表性较低的群体。博物馆也致力于保护骨骼样品，同时尽可能收集更多的新信息。
　　其次，应优先开展公共教育以确保古基因组学的研究能够被正确解释和传达给公众。人们往往存在一个认知误区，即生理意义上的祖先等同于社会定义的身份，但学术研究表明并非如此。古基因组学领域的学者有责任与学校和博物馆合作，进行知识的普及。
　　最后，古DNA革命促使考古界重新评估骨骼样品的来源和未来的研究方向，考古学等学科也对支撑了DNA测序结果的解释，古基因组学应该加强与考古学家、人类学家、历史学家和语言学家之间的交流、讨论和合作，并于博物馆和出土单位建立更长期、更牢固的关系。