?摘自《穿越古今：海外考古大家訪談》

李水城 主編

溫成浩 副主編

上海古籍出版社

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斯萬特·帕博(1955年－)是世界著名進(jìn)化遺傳學(xué)家，現(xiàn)任美國國家科學(xué)院,、瑞典皇家科學(xué)院等多個(gè)國家科學(xué)院的院士以及中國科學(xué)院研究生院,、萊比錫大學(xué)等多所著名大學(xué)的名譽(yù)教授。迄今,，他已做過400多次頗具影響力的演說,，并獲得多項(xiàng)科學(xué)獎(jiǎng)，包括1992年德國科學(xué)基金會(huì)授予他的德國最高研究榮譽(yù)獎(jiǎng)——萊布尼茨獎(jiǎng),。1997年，他開始擔(dān)任德國馬普學(xué)會(huì)萊比錫進(jìn)化人類學(xué)研究所所長至今,。帕博教授的研究工作和學(xué)術(shù)進(jìn)展始終被世界著名媒體所關(guān)注,，如《紐約時(shí)報(bào)》《時(shí)代》《新聞周刊》《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》等均對(duì)他有過報(bào)導(dǎo)。帕博教授在古dna領(lǐng)域做了大量的研究工作,，其研究對(duì)象涉及樹獺,、洞熊、恐鳥,、猛犸象和尼安德特人等,。他曾在cell,、nature、science,、pnas等重要刊物發(fā)表了一系列研究成果,，并在美國芝加哥田野考古博物館（field museum）、舊金山展覽館及紐約自然歷史博物館展出,。鑒于帕博教授在科學(xué)研究上的杰出貢獻(xiàn),，2007年，他被《時(shí)代》雜志評(píng)選為“全球最具影響力的一百人”之一,。2008年,，他被new scientist評(píng)選為8位年度科學(xué)英雄之一。2009年2月,，他所引領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)已初步完成超過30億堿基對(duì)序列的尼安德特人基因組,。無疑，這個(gè)科學(xué)項(xiàng)目的完成將使人們對(duì)現(xiàn)代人的進(jìn)化史有更新的認(rèn)識(shí),。

2022年,，斯萬特·帕博榮獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

本文選自上海古籍出版社《穿越古今：海外考古大家訪談》,，采訪者付巧妹,，師從斯萬特·帕博教授，在德國馬普進(jìn)化人類學(xué)研究所獲得博士學(xué)位,，現(xiàn)為中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所古dna實(shí)驗(yàn)室主任,、研究員。

付巧妹(以下簡稱付) ：古dna研究至2009年已走過20多年的歷程,。您不僅是這一歷史進(jìn)程的見證者,，更是這一領(lǐng)域的先驅(qū)和奠基者。2009年5月,，中國科學(xué)院與德國馬普學(xué)會(huì)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室在北京古脊椎動(dòng)物與古人類研究所掛牌成立,，它將有力地推動(dòng)人類起源與演化的研究。值此之際,，有機(jī)會(huì)對(duì)您進(jìn)行采訪,，我感到十分榮幸。20世紀(jì)80年代,，“分子克隆古埃及木乃伊dna”是您踏入古dna研究領(lǐng)域的第一步,。這一工作不僅引起世界的關(guān)注，也是人類歷史上首次將克隆技術(shù)應(yīng)用于古dna的創(chuàng)舉,。請(qǐng)問,，是什么原因促使您投身這一特殊的領(lǐng)域？在研究過程中,，您遇到的挑戰(zhàn)主要有哪些,？

斯萬特·帕博(以下簡稱帕博)：這與我的求學(xué)經(jīng)歷有關(guān),。在攻讀醫(yī)藥學(xué)博士和分子生物學(xué)博士之前，我研究的是埃及學(xué),。因此,，我清楚在埃及的博物館中收藏了數(shù)以千計(jì)的木乃伊，而且每年還有近百件新的木乃伊被發(fā)現(xiàn),。另外,，細(xì)菌克隆dna在當(dāng)時(shí)是相當(dāng)新的技術(shù)，還沒有相關(guān)文獻(xiàn)表明這個(gè)技術(shù)曾被應(yīng)用于考古遺存,。顯而易見,，將dna克隆應(yīng)用于木乃伊是一個(gè)值得嘗試研究和應(yīng)用的領(lǐng)域。當(dāng)時(shí),，最大的挑戰(zhàn)是如何證明木乃伊中的dna歷經(jīng)數(shù)千年仍能存在,。主要的證據(jù)來自兩個(gè)方面：顯微鏡下觀察到木乃伊細(xì)胞核中存在被染色的dna；通過細(xì)菌成功克隆了從木乃伊組織中提取的dna,，并在所克隆的dna中發(fā)現(xiàn)了人類的dna,。盡管當(dāng)時(shí)我還不知道dna的污染程度。但現(xiàn)在看來,，木乃伊受到外源人類dna的污染,，其可能性還是存在的。

付：當(dāng)您的分子克隆古埃及木乃伊dna研究引起世界學(xué)術(shù)界關(guān)注之時(shí),，20世紀(jì)80年代末,，您帶領(lǐng)您的團(tuán)隊(duì)毅然轉(zhuǎn)向了滅絕物種的系統(tǒng)發(fā)育及其與現(xiàn)存相鄰物種之間關(guān)系等領(lǐng)域的研究。請(qǐng)問,，這又是什么原因促使您作出研究方向重大轉(zhuǎn)移的決定,？在這個(gè)新的學(xué)術(shù)領(lǐng)域,，您有哪些振奮人心的成果呢,？

帕博：我發(fā)現(xiàn),，人類dna普遍存在于出土及館藏的古代遺物中,，若采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(pcr)擴(kuò)增技術(shù)研究古人類dna，其污染問題在所難免,，其所得結(jié)果也很難令人信服,。然而,，將研究對(duì)象改為非人類物種時(shí),，外源人類dna的污染則不難鑒別和剔除,。此時(shí)，利用pcr技術(shù),，擴(kuò)增特定dna片段，開展這些物種的研究,，應(yīng)該沒有難以逾越的困難,。鑒于此,，我開始將注意力轉(zhuǎn)向了滅絕動(dòng)物，并應(yīng)用相關(guān)的技術(shù),，探索其與現(xiàn)存動(dòng)物之間的遺傳關(guān)系,。多年來，我們?cè)谶@一領(lǐng)域取得了一系列令人矚目的成果,。例如,，遠(yuǎn)古時(shí)代，南美有一種與澳大利亞滅絕袋狼相近的有袋動(dòng)物,。然而,，研究發(fā)現(xiàn)，相比于這種南美的有袋類動(dòng)物,，澳大利亞的滅絕袋狼與當(dāng)?shù)噩F(xiàn)存有袋類動(dòng)物的關(guān)系更加緊密,。再如，新西蘭有一種不能飛行的滅絕恐鳥,，我們的研究發(fā)現(xiàn),，新西蘭當(dāng)?shù)氐臒o翼鳥，即現(xiàn)存的不能飛行鳥,，較之這種當(dāng)?shù)販缃^的恐鳥更接近于澳大利亞及非洲現(xiàn)存的不能飛行鳥,。這表明滅絕恐鳥與現(xiàn)存無翼鳥盡管都在新西蘭，但兩者可能擁有不同的祖先,。再如,，加利福尼亞沙漠百年以前即有袋鼠存在，依據(jù)博物館的記錄和百年前的地圖,，我們確定了博物館收藏的近百件袋鼠所捕獲的地點(diǎn),，再選取同一地點(diǎn)的現(xiàn)存袋鼠，首次通過dna分析,，揭示了種群隨時(shí)間的遺傳變化規(guī)律,。

付：1997年以來，您的研究又主要轉(zhuǎn)向了尼安德特人基因組及其遺傳關(guān)系,。您為何作出這一選擇,？它是否有助于解答現(xiàn)代人的起源問題？根據(jù)已有的研究,，您如何認(rèn)識(shí)現(xiàn)代人和尼安德特人之間的關(guān)系,？

帕博：利用古dna技術(shù)，探索人類的進(jìn)化過程,，始終是我的夢(mèng)想,。作為最接近現(xiàn)代人的滅絕旁系親屬，尼安德特人無疑是研究這一進(jìn)程的理想對(duì)象。通過比較現(xiàn)代人自身和尼安德特人的dna序列,，我們可以了解,，人類基因組在近幾十萬年里所發(fā)生的變化。而這些遺傳變化的背后,，應(yīng)該隱藏著它對(duì)人類文化和技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)作用,。至2009年，我們已完成了尼安德特人線粒體dna的研究,。以往的研究似乎表明,，尼安德特人線粒體dna對(duì)現(xiàn)代人線粒體dna沒有明顯貢獻(xiàn)。目前,，我們正在分析整個(gè)尼安德特人的基因組,，相信它最終能夠全面揭示尼安德特人與現(xiàn)代人之間的遺傳關(guān)系。其中,，最為關(guān)鍵的是,，它能告訴我們，究竟是尼安德特人的基因?qū)ΜF(xiàn)代人的遺傳變異有一定貢獻(xiàn),，還是現(xiàn)代人祖先對(duì)他們的基因庫有所貢獻(xiàn),？我相信，往后的幾個(gè)月里,，我們的研究將有突破性的進(jìn)展,。

付：古dna分析中，真實(shí)性至關(guān)重要,。您是如何確保尼安德特人dna的真實(shí)性的,？

帕博：首先，我們的dna分析是在極其清潔的環(huán)境下進(jìn)行的,，以避免實(shí)驗(yàn)室內(nèi)引入dna的污染,。例如，在專用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)提取dna,，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備皆要經(jīng)過嚴(yán)格的消毒處理,；每天用紫外線照射實(shí)驗(yàn)室；實(shí)驗(yàn)室人員必須穿防護(hù)服等,。不難理解,，這些措施仍不能消除已存在于樣品內(nèi)的dna污染，所以必須對(duì)dna的受污染程度作認(rèn)真的評(píng)估,。

業(yè)已證明,，尼安德特人基因組的大部分片段與現(xiàn)代人相近，但其線粒體dna則與現(xiàn)代人之間存在一定差異,。這樣,，分析尼安德特人線粒體基因組中不同于現(xiàn)代人的位點(diǎn),，即可評(píng)估樣品所提取線粒體dna的污染程度，進(jìn)而判斷該樣品線粒體dna分析的有效性,。一般說來,，根據(jù)已知線粒體dna的污染程度,，尚可推算內(nèi)源的核dna含量,。然而，由于線粒體dna與核dna的污染程度不一定相同,，為了確保分析的可靠性,，通常還需要采用其他方法驗(yàn)證核dna的污染程度，例如,，分析尼安德特人女性骨骼樣品時(shí),，擬尋找她是否有y染色體dna。若有,，則可確定存在男性污染,，這是因?yàn)槲ㄓ心行圆糯嬖趛染色體。目前,，我們正在致力于探明尼安德特人核基因組中不同于現(xiàn)代人的位點(diǎn),。相信在不久的將來，人們根據(jù)這些位點(diǎn)的分析,，即可直接評(píng)估有無外來核dna的污染,。

付：當(dāng)前，您所開展的研究項(xiàng)目是完成尼安德特人的完整基因組序列,，它對(duì)于認(rèn)識(shí)人類進(jìn)化史具有難以估量的意義,。請(qǐng)問，完整的基因組序列,，比如人類和黑猩猩的完整基因組序列,，能提供哪些重要的信息？當(dāng)然,，人們應(yīng)該更關(guān)心尼安德特人完整基因組序列的工作進(jìn)展和具體意義,。

帕博：首先，完整的基因組序列能夠成為生物學(xué)家的工具,。生物學(xué)家可以使用計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng),，分析基因組中任一感興趣的片段或結(jié)構(gòu)，而不需要再次進(jìn)行繁瑣的基因測(cè)序,。我們擁有共同的祖先,，即4百萬年到7百萬年前的猿類。而不同基因組的比較,，如人類基因組與黑猩猩或其他猿類基因組的比較,，可望了解到基因組發(fā)生變化的具體位點(diǎn)和變化規(guī)律,。假如人類的基因組不同于黑猩猩的基因組，則表明人類基因組確實(shí)發(fā)生了不可忽視的變化,。具體說來,，欲標(biāo)定進(jìn)化分支上人類所相應(yīng)的基因變化，尼安德特人完整基因組的研究顯然具有極為重要的意義,。如果早在尼安德特人出現(xiàn)之前,，一些人類基因已經(jīng)發(fā)生了變化，則表明現(xiàn)代人與尼安德特人的基因序列相近,。反之則表明,，較之于現(xiàn)代人，尼安德特人更接近于猿,。需要指出的是,，尼安德特人完整基因組的研究，還可以作為一種新的方法和新的思路,，以探尋人類基因組中受正向選擇(物種受外界環(huán)境的影響,，在已突變的基因中篩選，淘汰不適應(yīng)環(huán)境的基因,，選擇可有效適應(yīng)環(huán)境的基因)影響的區(qū)域,。即將尼安德特人基因組與現(xiàn)代人及近親物種的基因組進(jìn)行對(duì)比，了解那些與人類進(jìn)化密切相關(guān)并保留于現(xiàn)代人中的基因區(qū)域,。

付：目前,，您還致力于研究一些特定基因，如對(duì)現(xiàn)代人類語言具有重要作用的foxp2基因,。請(qǐng)您解釋一下,，判定foxp2基因與人類語言相關(guān)，其根據(jù)是什么,？尼安德特人的foxp2變異是否與現(xiàn)代人相同,？如果是，是否意味尼安德特人具有說話的能力,？

帕博：現(xiàn)代人的foxp2基因中,，任一染色體的突變都將導(dǎo)致嚴(yán)重的語言障礙。諸如口齒不清,；無法區(qū)分一些基本音節(jié),；不能理解語法和句子等。此外,，foxp2基因表達(dá)蛋白的演變也十分重要,，應(yīng)給予關(guān)注。事實(shí)上,，所有哺乳動(dòng)物皆保留有foxp2基因表達(dá)的蛋白,。不過,，現(xiàn)代人的蛋白中，已有兩個(gè)氨基酸發(fā)生了變化,。最近的研究表明,，尼安德特人foxp2基因的表達(dá)蛋白同樣具有相似的變化。由此可推測(cè),，這兩個(gè)氨基酸的變化要么發(fā)生在現(xiàn)代人和尼安德特人分化之前,，要么是早期現(xiàn)代人將其遺傳給了較晚的尼安德特人。這些氨基酸是否對(duì)語言很重要呢,？最近,，我們所做的相關(guān)實(shí)驗(yàn)給出了肯定答案。首先,，將老鼠的foxp2基因作了改動(dòng)，讓其表達(dá)出本質(zhì)上與現(xiàn)代人一樣的foxp2蛋白,，其結(jié)果不僅促使老鼠發(fā)出了不同聲音,，也增強(qiáng)了這些老鼠腦細(xì)胞之間的聯(lián)系，并導(dǎo)致其功能發(fā)生變化,。盡管這些變化的機(jī)制不甚清晰,，但仍可通過動(dòng)物模型去探索。我堅(jiān)信,，這些方面的研究將會(huì)取得更多的進(jìn)展,。然而，這些結(jié)果并非意味著,，擁有相同foxp2表達(dá)蛋白的尼安德特人能像我們一樣說話,。目前，人們對(duì)語言的遺傳背景知之甚少,，現(xiàn)在假設(shè)或推測(cè)尼安德特人能夠說話還為時(shí)尚早,。應(yīng)該說，還有許多不清楚的基因?qū)φZ言有著重要影響,。一旦有關(guān)未知基因被破解了,，不僅可檢驗(yàn)?zāi)岚驳绿厝嘶蚪M序列中是否存在相似的基因，還有望解答他們能否說話的問題,。

付：現(xiàn)如今,，您引領(lǐng)著馬普學(xué)會(huì)萊比錫進(jìn)化人類學(xué)研究所的進(jìn)化遺傳學(xué)系。您認(rèn)為遺傳學(xué)系中什么問題至關(guān)重要,？不同背景的科學(xué)家如何解決這個(gè)問題,？

帕博：事實(shí)上，我們的工作和所里大多數(shù)專家一樣,，都注重探索現(xiàn)代人與近親物種間的相同和不同之處,。這里的近親物種主要指現(xiàn)存猿類和滅絕旁系(如古老的尼安德特人及其他古人類),。我們的研究內(nèi)容主要有兩大方面：一方面，比較現(xiàn)代人和近親物種基因組,；另一方面,，分析不同組織的不同基因所產(chǎn)生的核糖核酸(rna)含量，探討相關(guān)基因的活性,。目前,，我們已開始采用基因組測(cè)序、微陣列,、rna高通量測(cè)序/質(zhì)譜高通量分析蛋白質(zhì)等一系列方法,，研究相關(guān)基因表達(dá)蛋白的含量。

付：2009年5月,，中國科學(xué)院與德國馬普學(xué)會(huì)人類演化和科技考古聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室在北京正式掛牌成立,，有關(guān)學(xué)術(shù)界對(duì)此表示了高度關(guān)注。請(qǐng)您結(jié)合古dna和食譜研究,，談?wù)剬?duì)這一合作前景的看法,。

帕博：中國科學(xué)院與德國馬普學(xué)會(huì)人類演化和科技考古聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的成立，讓我激動(dòng)不已,。對(duì)我們而言,，這是一個(gè)與中國科學(xué)院，尤其是中國科學(xué)院古脊椎古動(dòng)物與古人類研究所,、中國科學(xué)院研究生院的科學(xué)家們一起工作的極好機(jī)會(huì),。這兩個(gè)機(jī)構(gòu)擁有獨(dú)一無二的材料和專長，并一直利用這些材料和專長詳盡地解答中國甚至整個(gè)世界的人類進(jìn)化問題,。我深信,，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室將會(huì)發(fā)展成為一個(gè)卓越的人類進(jìn)化科學(xué)研究中心。中國科學(xué)院與馬普學(xué)會(huì)建立的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,，將使雙方的科學(xué)家彼此緊密聯(lián)系,，共同研究重大課題。與此同時(shí),，聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室還將注重培養(yǎng)dna技術(shù),、食譜分析和石器微痕分析方面的年輕科學(xué)家。不難理解,，化石樣品可有效地開展古代食譜和dna分析,，并可從不同的側(cè)面了解樣品的保存情況。當(dāng)然,，最為重要的是：聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室可望在中國境內(nèi)古人類的進(jìn)化方面不斷獲得令世人矚目的重大成果,。

付：您如何認(rèn)識(shí)中國境內(nèi)人類化石dna測(cè)序的可能性，例如北京人,？

帕博：我相信,，中國境內(nèi)的一些人類化石中,，應(yīng)含有足以提取并用于分析的dna。和歐洲及亞洲其他地區(qū)一樣,，只有dna保存得足夠好的遺址才有可能提取到dna,。因此，我們首先要著手尋找這些遺址,。一般而言,，低于20萬年或10萬年的人類化石很可能存在dna。北京人雖不在其中,，但其后的人類化石中,，其dna仍可讓我們了解到中國境內(nèi)人類的進(jìn)化歷程。

付：最后,，對(duì)于有興趣研究古dna的年輕一代學(xué)者,，您可否給些建議？

帕博：古dna研究不僅需要學(xué)習(xí)大量的技術(shù),，還需要在洞察學(xué)術(shù)前沿問題的基礎(chǔ)上,，畢生致力于相關(guān)技術(shù)的改進(jìn)。因此,，我對(duì)有志于從事古dna研究的年輕學(xué)者的建議是：不僅要研究化石，而且還要具備堅(jiān)實(shí)的分子生物學(xué)知識(shí)和技能,。我還認(rèn)為,，學(xué)生和青年科學(xué)家應(yīng)該認(rèn)真思考他們工作中所遇到的問題，并能對(duì)他們的教授和其他學(xué)者的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑,。從我個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)而言,，一個(gè)團(tuán)隊(duì)最好的發(fā)展，即取得最大進(jìn)步的最好方式是：每個(gè)人都可以對(duì)相關(guān)項(xiàng)目進(jìn)行討論,、提出問題和發(fā)表意見,。