今年5月，《科學(xué)》在線發(fā)表了一項(xiàng)中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所（以下簡(jiǎn)稱古脊椎所）領(lǐng)銜的關(guān)于華夏族群探源的突破性研究成果，它揭開了有關(guān)中國(guó)南北方史前人群格局及遷移與混合這一重大學(xué)術(shù)問題上的若干謎團(tuán)；兩個(gè)月后，該團(tuán)隊(duì)又發(fā)布最新發(fā)現(xiàn)：通過古基因組研究發(fā)現(xiàn)距今約1.1萬年的中國(guó)南方未知現(xiàn)代人群，相關(guān)研究揭示出中國(guó)南方與東南亞人群舊石器時(shí)期的遺傳聯(lián)系。

　　近十幾年來，古DNA研究發(fā)展非常迅速，國(guó)際團(tuán)隊(duì)爭(zhēng)相在數(shù)以億計(jì)的基因組數(shù)據(jù)中尋找蛛絲馬跡，破譯人類演化之謎。其中，由付巧妹領(lǐng)銜的古脊椎所古DNA研究團(tuán)隊(duì)，不僅參與重新書寫了歐洲最早的現(xiàn)代人類的歷史，還掀起了亞洲先民演化歷史故事的序幕。

　　中科院“率先行動(dòng)”計(jì)劃實(shí)施以來，古脊椎所在“古基因組揭秘人類演化”領(lǐng)域取得的一系列突破性成果，在古DNA研究浪潮里大放異彩。

　　瞄準(zhǔn)學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)

　　20世紀(jì)，古人類學(xué)中最著名的學(xué)說之一就是夏娃假說。通過對(duì)現(xiàn)代人mtDNA（線粒體DNA）變異的研究，可以追溯到一個(gè)所有現(xiàn)代人類共同的母親，也就是所謂的“夏娃”，她來自非洲。這一假說的關(guān)鍵主張是，尼安德特人和歐亞同時(shí)期的古人類被來源于非洲的現(xiàn)代人完全替代，對(duì)現(xiàn)代人起源沒有絲毫貢獻(xiàn)，非洲是現(xiàn)代人的唯一起源地。

　　但歷史的真相究竟如何，學(xué)界多年的爭(zhēng)論始終相持不下。如果能夠從古老的化石和考古材料中獲取到最原始的生物遺傳信息，與現(xiàn)代人類的遺傳信息進(jìn)行比較，就可以得到最直接的答案。從20世紀(jì)80年代起，世界上許多研究機(jī)構(gòu)紛紛建起了古DNA實(shí)驗(yàn)室?？稍诤髞淼?0年間，古DNA的保存年限和實(shí)驗(yàn)污染問題嚴(yán)重阻礙了它的發(fā)展。

　　最終力挽狂瀾的，是后來成為德國(guó)馬普學(xué)會(huì)演化人類學(xué)研究所所長(zhǎng)的斯萬特·帕博。

　　1997年，帕博團(tuán)隊(duì)獲得了第一個(gè)遠(yuǎn)古人類——尼安德特人的mtDNA。2010年，他發(fā)表了世界上第一個(gè)尼安德特基因組草圖，第一次直接比較了尼安德特人基因組與現(xiàn)今人類的基因組，結(jié)果使得有關(guān)人類起源的故事發(fā)生了一個(gè)戲劇性的轉(zhuǎn)折。

　　這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，除非洲人以外，當(dāng)今歐亞人的基因組成里全都包含有 1%~4%的尼安德特人的遺傳成分，這種古老型人類從未被完全替代！這也意味著，古DNA終于可以對(duì)個(gè)體乃至群體的生物屬性、演化階段、人群遷徙交流等演化的細(xì)微過程提供獨(dú)立的遺傳學(xué)證據(jù)，且具有化石證據(jù)無法達(dá)到的量化精度。

　　從此，古DNA研究作為古生物學(xué)一個(gè)新的學(xué)科分支迎來了它蓬勃發(fā)展的階段。

　　古脊椎所在脊椎動(dòng)物與人類演化的研究領(lǐng)域一直是具有國(guó)際影響力的科研機(jī)構(gòu)。“可光吃老本是不行的。”中科院院士周忠和很清楚，“古生物學(xué)這個(gè)傳統(tǒng)學(xué)科，已經(jīng)在交叉中衍生出新的研究方向和發(fā)展趨勢(shì)了，古脊椎所必須緊跟國(guó)際學(xué)術(shù)前沿，發(fā)展新的學(xué)科生長(zhǎng)點(diǎn)，等它成熟了再布局就失去意義了?！?/p>

　　2007年，《華夏地理》第一期雜志上，周忠和發(fā)表了一篇《DNA解讀人類起源》的科普文章，帕博的故事已經(jīng)讓他看到了古DNA研究的巨大潛力。

　　2009年，古脊椎所和中國(guó)科學(xué)院大學(xué)考古學(xué)與人類學(xué)系教授王昌燧團(tuán)隊(duì)成立了一個(gè)含有古DNA平臺(tái)方向的人類演化與科技考古聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室這個(gè)平臺(tái)方向的第一個(gè)成員，就是一位名叫付巧妹的德國(guó)博士研究生。當(dāng)時(shí)，她剛前往帕博的團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)。

　　“方向是看準(zhǔn)了，但對(duì)人，我們并不了解。”周忠和只知道，出國(guó)前的付巧妹并沒有古DNA甚至基因組學(xué)方面的經(jīng)驗(yàn)，能做到什么程度，心里沒底。

　　逐浪“黃金時(shí)代”

　　剛到馬普演化人類學(xué)研究所的付巧妹，就趕上了尼安德特人基因組序列草圖的收尾工作。仿佛是轉(zhuǎn)瞬之間，她就成為了古DNA黃金時(shí)代的弄潮兒。最重要的是，她在這場(chǎng)大浪淘沙的角逐中堅(jiān)持了下來，并成為了年輕的佼佼者。

　　2010年1月起，付巧妹正式開始負(fù)責(zé)古脊椎所中德人類演化與科技考古聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室古DNA平臺(tái)。盡管還在德國(guó)求學(xué)，但她每年都有幾個(gè)月時(shí)間回到國(guó)內(nèi)撲在實(shí)驗(yàn)室，一點(diǎn)一滴充實(shí)這個(gè)團(tuán)隊(duì)。

　　古人類化石DNA保存差、污染重，難以獲取有效遺傳信息，一直是個(gè)棘手的難題。2013年，付巧妹和帕博團(tuán)隊(duì)聯(lián)合開發(fā)了一種類似“釣魚”的古核DNA捕獲方法，將田園洞人化石僅占0.03%的人類DNA從大量來自土壤微生物的DNA中吸附、富集并“釣取”出來。

　　2014年，團(tuán)隊(duì)成功從西伯利亞距今約4.5萬年的人類股骨中獲得高質(zhì)量的基因組序列，發(fā)現(xiàn)其約在70萬年前與丹尼索瓦人具有共同的祖先。

　　這項(xiàng)研究不僅首次提出了現(xiàn)代人祖先進(jìn)入亞洲的路線并非只有單一的南線，還確定了現(xiàn)代人祖先與已滅絕古人類——尼安德特人基因交流的時(shí)間。此后，她開始將亞洲人群納入開展人類起源和演化歷史的研究，詳實(shí)地繪制出冰河時(shí)代歐亞人群的遺傳譜圖，首次在時(shí)空大框架下展示舊石器時(shí)代晚期的一段完整的人口動(dòng)態(tài)變化情況……

　　付巧妹告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，古DNA研究的突破本身得益于21世紀(jì)初的第二代測(cè)序技術(shù)及后續(xù)相關(guān)古DNA技術(shù)的開發(fā)和發(fā)展，使大量之前無法進(jìn)行古DNA研究的樣本和材料重回研究視野?！暗臘NA絕不僅僅是材料和技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)，關(guān)鍵還在于誰(shuí)能從繁復(fù)的遺傳信息中敏銳性地發(fā)現(xiàn)問題，并找到解決問題的思路。這就需要研究者有廣闊的視野以及非常強(qiáng)的洞察力。”

　　今年5月，付巧妹團(tuán)隊(duì)發(fā)表在《科學(xué)》的一項(xiàng)最新成果引起了廣泛關(guān)注。它揭示出中國(guó)南北方人群的史前分化格局、融合過程和遷徙歷史，而且證實(shí)了南島語(yǔ)系人群的中國(guó)南方大陸起源。

　　這項(xiàng)研究歷時(shí)8年，其實(shí)早在2014年，她的團(tuán)隊(duì)就已經(jīng)獲得了北方山東和南方島嶼亮島的幾個(gè)關(guān)鍵樣本的基因組數(shù)據(jù)，并且有了一些研究進(jìn)展?？伤t遲不下結(jié)論，因?yàn)樗闹惺冀K存有疑慮，“島嶼上的人跟大陸上的人有可能是完全不同的”。于是，她又花了五年時(shí)間，在南方大陸搜尋樣本并攻克該區(qū)域材料古DNA捕獲難的技術(shù)難關(guān)，最終獲得南方大陸人群的古基因組，從而完結(jié)了南島語(yǔ)系人群起源的爭(zhēng)議。

　　就在付巧妹進(jìn)行這項(xiàng)研究時(shí)，她的國(guó)際同行正在馬不停蹄地跟她展開“同題競(jìng)爭(zhēng)”。這些年，古DNA研究蔚然成風(fēng)，付巧妹和她的團(tuán)隊(duì)一刻都不敢懈怠。

　　跨越式發(fā)展背后

　　十年，古脊椎所古DNA團(tuán)隊(duì)廣泛開展了古人類及其伴生物種的基因測(cè)序工作，豐富了古DNA數(shù)據(jù)庫(kù)，為人類起源與遷徙、文明傳播與碰撞、歷史爭(zhēng)議問題給出了全新的解釋。正是有了這些積累，團(tuán)隊(duì)的古DNA研究水平才可以和國(guó)外一線研究機(jī)構(gòu)“并跑”。

　　付巧妹告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，能實(shí)現(xiàn)這一學(xué)科方向的跨越式發(fā)展，一個(gè)高水平的古DNA實(shí)驗(yàn)平臺(tái)必不可少。她提到，在中科院的支持之下，實(shí)驗(yàn)室完成了兩次非常重要的平臺(tái)升級(jí)，一次是古DNA數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，一次是自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。目前，實(shí)驗(yàn)室技術(shù)與設(shè)施條件已經(jīng)可以媲美國(guó)際頂尖水平的古DNA實(shí)驗(yàn)室。

　　“此外，一支能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn)的跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)是保持國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵?！备肚擅谜f。如今，“80后”付巧妹的古DNA團(tuán)隊(duì)共有近20名成員，平均年齡30歲出頭，他們來自群體遺傳、生物信息、生物化學(xué)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等學(xué)科領(lǐng)域，與傳統(tǒng)古生物研究者有著完全不同的學(xué)科背景。

　　“培育一個(gè)學(xué)科方向，必須培養(yǎng)一支團(tuán)隊(duì)，這樣學(xué)科面才能鋪得更寬，合作面就會(huì)更廣，影響力也會(huì)更大?！敝苤液蛷?qiáng)調(diào)，“在十年前，古脊椎所這樣小體量的研究機(jī)構(gòu)，要在一個(gè)全新的方向，從頭開始組建一個(gè)分支團(tuán)隊(duì)，是有一定難度的。”于是，研究所首先在政策上大膽給予傾斜，尤其在人才招聘和科研資源方面?！胺肿由飳W(xué)領(lǐng)域的優(yōu)秀人才在別的單位更容易拿到高薪，我們必須提高人才保障條件才能留住他們?！敝苤液椭毖?。

　　此外，在周忠和看來，“大科學(xué)問題就要大團(tuán)隊(duì)合作”。對(duì)于一個(gè)初出茅廬的年輕人，要迅速聯(lián)通考古學(xué)界、人類學(xué)界，有時(shí)甚至需要聯(lián)合十幾家研究機(jī)構(gòu)，在短時(shí)間里迅速拉起一張龐大的合作網(wǎng)絡(luò)，是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。因此，古DNA團(tuán)隊(duì)的成功，與古脊椎所特別是古人類研究團(tuán)隊(duì)及相關(guān)單位的深厚積累和全力支持是分不開的。