出品|新浪科技《科學(xué)大家》

撰文|付巧妹中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員

“我是誰(shuí),？我從哪來(lái),？”，自從人類有了文明,，關(guān)于人類的演變歷來(lái)是科學(xué)家,、哲學(xué)家比較關(guān)注的科學(xué)問(wèn)題。世界各地的古人類學(xué)家都在用自己的方式去尋找答案,。在科學(xué)高度發(fā)達(dá)的今天,，技術(shù)的進(jìn)步讓我們有能力在現(xiàn)實(shí)中追本溯源，而古DNA研究,，是目前比較有效的的研究方法之一,。簡(jiǎn)言之,，就是利用古人類的DNA來(lái)了解當(dāng)時(shí)人群的遺傳關(guān)系，進(jìn)而可以了解到當(dāng)時(shí)人類發(fā)生過(guò)什么,。近十年來(lái),，結(jié)合最新的DNA提取、富集,、測(cè)序方法,，科學(xué)家才得以揭開(kāi)早期現(xiàn)代人演化的神秘面紗。

進(jìn)化的源頭：DNA復(fù)制錯(cuò)誤

說(shuō)起古DNA可能有人不是太熟悉,，但提起染色體,，相信每個(gè)人都不會(huì)陌生。染色體是有一個(gè)非常重要的雙螺旋結(jié)構(gòu),，對(duì)我們整個(gè)遺傳非常重要,。通過(guò)雙螺旋結(jié)構(gòu)中的堿基互補(bǔ)，賦予了DNA神秘的魅力,。在堿基互補(bǔ)的過(guò)程中,，并不是非常精確的，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一些復(fù)制錯(cuò)誤,。而就是這些錯(cuò)誤,，對(duì)我們?nèi)祟愌莼欠浅Ｖ匾摹Ｅe例來(lái)說(shuō),，黑猩猩跟人類是比較相近的,，但兩者的遺傳物質(zhì)只有1%的差異，也就是說(shuō)99%的遺傳物質(zhì),，其實(shí)是和人類一樣的,。

人類的23對(duì)染色體

那么我們?nèi)伺c人之間到底有多大的差異？是在剛才說(shuō)的1%的前提下,，減小了10倍,，也就是千分之一的差異。在這種情況下,，我們?nèi)梭w中到底有多少這樣的染色體,？我們一共有23對(duì)染色體，其中有一對(duì)是性染色體,，也就是這一對(duì)性染色體,，決定了我們的性別。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)受精卵產(chǎn)生的一瞬間,，由父親和母親提供的X和Y決定了我們的性別,，在這種過(guò)程之中，其實(shí)他也告訴了我們?nèi)旧w是由父親、母親各一半提供給下一代的,。

其實(shí)在我們?nèi)梭w中,，除了染色體以外還有別的物質(zhì)，也是帶有遺傳特點(diǎn)的,。比如線粒體,，它跟染色體有些不一樣，它主要是通過(guò)母系遺傳,，它的遺傳物質(zhì)相對(duì)要少很多,。但是它在我們整個(gè)細(xì)胞中，會(huì)比剛剛看到的核多很多,。比如在上面的這個(gè)細(xì)胞示意圖里面,，就有非常多的線粒體，但線粒體它的遺傳物質(zhì)很少,。而其中只有一個(gè)細(xì)胞核,，核里有我們剛看到的23對(duì)核染色體。

古DNA是什么

那么我們不由回到探索人類演化,，我們就很好奇在過(guò)去的幾萬(wàn)年,、幾十萬(wàn)年里，其實(shí)有很多人類存在,。在這種存在過(guò)程中,，在遠(yuǎn)古的時(shí)候，可能大家對(duì)于當(dāng)時(shí)人類的認(rèn)識(shí),，更多地是認(rèn)為他們需要生存,，能夠生存下去是首要條件，是不是那個(gè)時(shí)候人就只有一個(gè)非常簡(jiǎn)單的生活,？

古人類創(chuàng)造的藝術(shù)品

其實(shí)并不是這樣，比如說(shuō)上圖中的藝術(shù)品,，其實(shí)都是幾萬(wàn)年前人創(chuàng)造的,。比如說(shuō)這里看到的古笛，他是幾萬(wàn)年前在德國(guó)（出現(xiàn)的）,，這里看到的雕像也是幾萬(wàn)年前的,。所以，在幾萬(wàn)年前的人并不只有簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的生存需求,，他們也有精神上的需求,。在這種情況下，我們非常好奇在幾萬(wàn)年前是不是存在過(guò)很多不一樣的人,，比如跟我們現(xiàn)代人不一樣,。

我們可以看看這兩個(gè)圖片中的骨架，其中一個(gè)就跟我們現(xiàn)代人非常相似了,，另外一個(gè)就非常不一樣,。這一邊（左）其實(shí)是跟我們現(xiàn)代人不一樣的,，這個(gè)（右）是跟我們現(xiàn)代人一樣的。這邊不一樣的其實(shí)就是尼安德特人的骨架,，非常明顯的他有這種倒啞鈴的形狀,，而我們現(xiàn)代人并不是這樣，他還有很多體質(zhì)上的不一樣,。我們是不是可以通過(guò)這些人的相關(guān)遺傳,，了解過(guò)去發(fā)生什么，同時(shí)也讓我們了解我們是誰(shuí),，我們從哪里來(lái),，通過(guò)更多的研究讓我們知道呢？是的,。這種研究是通過(guò)什么,？就是古DNA。

那么古DNA是不是就像這里看到的,，我們可以很粗略地把遺傳物質(zhì)從相關(guān)的骨骼中獲得,，就可以直接做相關(guān)研究呢？并不是這樣,。首先,，其實(shí)古DNA的對(duì)象并沒(méi)有一個(gè)局限，我們雖然大多數(shù)用的是骨骼,，但是即使是在相關(guān)的土壤中,，我們也能夠獲得古人類的DNA。像2017年Science上就報(bào)道過(guò),，利用這種土壤的DNA,，獲得古人類的DNA。也就是說(shuō)只要是跟古人類樣品有關(guān)的,，都可以成為我們的研究對(duì)象,。

在上世紀(jì)九十年代（PCR時(shí)代），其實(shí)已經(jīng)開(kāi)始做了非常多的古DNA（的研究）,，但是在當(dāng)時(shí)出現(xiàn)了很多的問(wèn)題,。為什么這么講？比如說(shuō)這里看到的圖片中的琥珀中的DNA,、化石中的DNA,，甚至有人在恐龍中發(fā)現(xiàn)了相關(guān)的遺傳物質(zhì)，后來(lái)都發(fā)現(xiàn)它其實(shí)主要來(lái)源于污染,，它并不是真正屬于個(gè)體的內(nèi)源DNA,。這讓我們看到，古DNA可能跟現(xiàn)代DNA不一樣。

那么到底有什么不一樣呢,？可以看看這張圖片,，如果從血液中獲得相關(guān)DNA的話，有很大程度上都屬于個(gè)體本身,，而且它的片斷非常長(zhǎng),。但是對(duì)于古DNA，即使你的研究對(duì)象是這個(gè)直接對(duì)象的骨骼,，里面的DNA也只有少量是屬于內(nèi)源DNA,，很多情況下都是微生物的DNA，而且這種情況下它的DNA片斷非常短,。所以如果我們研究對(duì)象是人類的話,，這時(shí)候如果有少量污染，對(duì)于現(xiàn)代DNA影響并不大,，但是對(duì)古DNA影響非常大,。

所以在這種情況下，我們不光要做很多預(yù)防,，在后期的評(píng)估過(guò)程中也會(huì)做很多工作,。當(dāng)然在這個(gè)過(guò)程中，我們即使在實(shí)驗(yàn)中做了很多事情,，在出土過(guò)程中,，其實(shí)也經(jīng)歷了很多歷程，所以它可能（在實(shí)驗(yàn)之前）就已經(jīng)存在了很多污染,。不管怎么樣,，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中，盡量保證不要帶來(lái)這種污染,，比如我們會(huì)使用超凈室這種絕對(duì)的封閉環(huán)境,，包括不受微生物的影響等等一系列的操作。比如這里看到的防護(hù)服,，還有細(xì)微的操作,，保證我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中，盡量不要對(duì)后期帶來(lái)更大的影響,。同時(shí)我們會(huì)加很多這種特殊的編碼，保證我們每個(gè)個(gè)體之間是可以分開(kāi)的,。

從骨骼中提取樣品

另外還有一點(diǎn),，大家也意識(shí)到，其實(shí)我們?cè)讷@得樣品過(guò)程中,，盡量減少對(duì)他體質(zhì)的影響,，可以看到我們?cè)谶@里，只是對(duì)他骨骼中非常小的部分取一個(gè)骨粉，所以影響并不大,，對(duì)他們的其他研究并沒(méi)有受到我們的影響,。

此外我想給大家說(shuō)一下，古DNA可以這么講,，雖然在上世紀(jì)八十年代就已經(jīng)興起,，但是在最近十年，可以說(shuō)是古DNA迅速發(fā)展而且非常繁榮的階段,，它的繁榮其實(shí)跟它的技術(shù)還有大數(shù)據(jù)挖掘有很大的關(guān)系,。比如古DNA跟下一代測(cè)序儀（二代測(cè)序）結(jié)合，出現(xiàn)了第一個(gè)古人類尼安德特人的基因組草圖,，同時(shí)也出現(xiàn)了未知的古人類，丹尼索沃人,。另外高效的單鏈文庫(kù)建設(shè),，使得我們獲得了高質(zhì)量的古DNA組。這個(gè)高質(zhì)量什么概念,？就是跟我們通過(guò)現(xiàn)代的某一個(gè)個(gè)體獲得的基因組質(zhì)量,，是可以相媲美的，而且后期很多人用這個(gè)做了相關(guān)研究,。另外一個(gè)很重要的,，就是我們開(kāi)發(fā)了有效捕獲大量的核DNA（的技術(shù)），使得之前微生物含量很高的樣品,，都成為我們研究的可能（對(duì)象）,。

另外就是有效地獲得短片段，這個(gè)字眼可能并不起眼,，但是我可以通過(guò)一個(gè)實(shí)例讓你知道它的重要性,。比如說(shuō)在2014年前的研究，都認(rèn)為古DNA是跟生物化學(xué)中DNA降解有很大關(guān)系的,，所以在常規(guī)環(huán)境下,，它的極限時(shí)間是十萬(wàn)年，也就是說(shuō)十萬(wàn)年以內(nèi)的DNA是可能獲得的,，十萬(wàn)年以上的DNA是很難獲得的,。但是通過(guò)這樣有效富集古DNA（的技術(shù)），使得這里看到的非冰凍層里的DNA提取,，由原來(lái)的十萬(wàn)年,，提升到了四十萬(wàn)年，而且這個(gè)四十萬(wàn)年就是一個(gè)古人類的遺址,，讓我們獲得了很多信息,。所以我們可以看到DNA技術(shù)的開(kāi)發(fā)對(duì)于古DNA的影響,，同時(shí)由于技術(shù)帶來(lái)大量的數(shù)據(jù)，使得我們這個(gè)領(lǐng)域跟生物信息還有數(shù)據(jù)挖掘,，也有很大的關(guān)聯(lián),。

高效捕捉DNA

在這里我想取其中的一個(gè)技術(shù)，也就是有效富集大量核DNA,，它對(duì)于這個(gè)領(lǐng)域是怎么推動(dòng)的,，而且它本身捕獲的方式是什么樣的情況。首先我們會(huì)涉及非常多的跟基因組有關(guān)的探針和位點(diǎn),，在這個(gè)基礎(chǔ)上,，我們?cè)侔严嚓P(guān)骨樣中的DNA跟探針進(jìn)行富集,，這個(gè)原理和常規(guī)的一樣,，但是我們有很關(guān)鍵的針對(duì)探針的擴(kuò)增（技術(shù)）,，使得我們能夠有效地獲得古DNA。雜交以后,，把它固定在對(duì)應(yīng)的磁珠上,，最后洗滌掉溶液中的古DNA，就達(dá)到了富集作用,。

我想通過(guò)實(shí)例讓大家知道這個(gè)效果,，這里看到的實(shí)例是距今四萬(wàn)年前的一個(gè)個(gè)體，他的DNA,，比如21號(hào)染色體,，在這個(gè)個(gè)體中只占到了0.0003%（在富集以前），但是在富集之后,，他的DNA能達(dá)到47%,，而且富集過(guò)程中，我們把它的復(fù)雜性也保留下來(lái)了,。由于這項(xiàng)技術(shù)的開(kāi)發(fā),，也使得我們研究的古DNA對(duì)象大大擴(kuò)大。比如近三年的這些研究中的很多研究對(duì)象,，是來(lái)自大洋洲這種炎熱的地方,，甚至是非洲，甚至是四十萬(wàn)年前的個(gè)體,，都使得原來(lái)不可能獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)成為可能,。在這種情況下，其實(shí)我想讓大家知道,，雖然這個(gè)領(lǐng)域在近十年發(fā)展得非常迅猛,，但是在這個(gè)過(guò)程中，也是跟我們相關(guān)人員的努力（分不開(kāi)的）,，相關(guān)人員對(duì)很多不同的挑戰(zhàn),，以及在這個(gè)過(guò)程中保持的科學(xué)好奇心，才使得我們剛剛看到的繁榮成為可能,。

人類演化歷史

人類演化

接下來(lái)我要給大家稍微介紹一下人類演化,，在這里只是簡(jiǎn)單地給一些背景。比如說(shuō)我們都知道,，人類的祖先最早出現(xiàn)在非洲,，目前爭(zhēng)議最大的是現(xiàn)代人的起源，但是對(duì)于人類本身的起源是沒(méi)有任何爭(zhēng)議的,。而我們的研究框架是在人類整個(gè)大的框架下進(jìn)行的延續(xù),。雖然人類在180萬(wàn)年前走出非洲，但是之后有很多不同的類型在我們現(xiàn)在的歐亞大陸上都有發(fā)現(xiàn),。比如這里看到的尼安德特人,，還有亞洲這邊的丹尼索沃人，還有大家都知道的北京人,、大荔人,、馬壩人等等。

但這里指的兩個(gè)人,，是我們目前有核基因組的相關(guān)的個(gè)體,。我們有相關(guān)個(gè)體之前，很多人認(rèn)為相關(guān)現(xiàn)代人走出非洲的時(shí)候,，很有可能是完全取代當(dāng)時(shí)的古人類,，而沒(méi)有任何基因交流的。但是一直到2010年的時(shí)候,，也就是尼安德特人第一個(gè)基因組草圖出來(lái)的時(shí)候,，才知道這種絕對(duì)取代并非真實(shí)的。因?yàn)槟岚驳绿厝?，?duì)于我們現(xiàn)在的現(xiàn)代人,，只要不是非洲人，都會(huì)有1%到2%甚至4%的尼安德特人的基因組,，這是在2010年通過(guò)尼安德特基因組草圖才知道的,。

另外一個(gè)人就是丹尼索沃人，丹尼索沃人并沒(méi)有像尼安德特人對(duì)所有的人群都有影響,，他主要是對(duì)于大洋洲（有影響）,，之后我們還會(huì)針對(duì)這兩個(gè)人群，給大家做更多的介紹,。但在這里,，我主要想讓大家知道，在過(guò)去的幾萬(wàn)年里面,，其實(shí)發(fā)生了非常多的故事,。在早期現(xiàn)代人跟這些滅絕的古人類或相關(guān)古人類共存的階段里面,，到底這些早期現(xiàn)代人是怎么演化成現(xiàn)在的亞洲人還有歐洲人的呢？還有他們?cè)诠泊娴倪^(guò)程中發(fā)生過(guò)什么,？接下來(lái)主要針對(duì)這兩個(gè)主線向大家介紹,。

首先是關(guān)于它的不同人群，就是現(xiàn)代人群形成的特點(diǎn),。在2016年以前,，早于7000年的基因組個(gè)體是非常少的，只有零星幾個(gè),，但是在2016年,，由于剛提到的富集的方法，使得我們從幾個(gè)個(gè)體,，擴(kuò)展到了51個(gè)個(gè)體,。這51個(gè)個(gè)體針對(duì)的是基因組，基因組的染色體是父母相互互補(bǔ),，然后對(duì)后代影響,。這一個(gè)個(gè)體代表了跟這個(gè)個(gè)體相關(guān)的所有的群體。所以這51個(gè)個(gè)體,，對(duì)于我們研究冰河時(shí)期（的古人類很有幫助）,。大家可能對(duì)冰河時(shí)期的概念不是很清楚，但是末次冰期大家可能聽(tīng)過(guò),，也就是說(shuō)這51個(gè)個(gè)體大概是從4萬(wàn)5千年前到距今7千多年,，它經(jīng)歷了末次冰期還有末次冰期結(jié)束。在這個(gè)過(guò)程中,，我們就非常好奇這些人在這種環(huán)境下,，會(huì)有什么影響？

末次盛冰期

這張圖里看到的整個(gè)灰色的區(qū)域,，就是被冰蓋覆蓋住了,。曾經(jīng)在兩萬(wàn)九千年前后，地球上經(jīng)歷過(guò)一個(gè)末次冰期里面最寒冷的階段,，也叫做末次盛冰期,，大約是從兩萬(wàn)六千年到一萬(wàn)九千年前，而且在末次盛冰期的階段,，整個(gè)歐亞大陸,，尤其是歐洲這邊的北歐，都被冰蓋覆蓋住了,。在這種情況下,，當(dāng)時(shí)的生存是非常嚴(yán)峻的，對(duì)于人類來(lái)講是如此,，對(duì)動(dòng)物也是如此,。我們都知道其實(shí)在末次盛冰期這個(gè)階段,，有很多動(dòng)物滅絕了，比如這里看到的猛犸象,，還有披毛犀等等,。在這個(gè)階段里，人類何去何從,？

古人類對(duì)于現(xiàn)代人群的影響

首先，我們看到一個(gè)非常有意思的現(xiàn)象,。就是距今大概四萬(wàn)年前后,，有兩個(gè)不同的個(gè)體告訴了我們類似的信息。四萬(wàn)年前的相關(guān)群體中,，有還沒(méi)有成為歐洲人或亞洲人的群體,，也就是說(shuō)他既不是歐洲人，也不是亞洲人,，但他已經(jīng)是歐亞大陸的人群了,。比如說(shuō)四萬(wàn)五千年前的Ust’-Ishim個(gè)體，他是目前為止有直接測(cè)年的最早的早期現(xiàn)代人,，（我們）獲得了他的基因組,，而且通過(guò)這個(gè)基因組，我們了解到不管是針對(duì)歐亞大陸中哪一個(gè)人群,，他都不是最相關(guān)的,，但是相對(duì)于非洲人來(lái)講，他還是跟歐亞大陸人群最接近,。

在這種情況下,，他告訴了我們什么？在這里只是簡(jiǎn)單地讓大家知道它蘊(yùn)含的含義,。在我們這個(gè)研究之前,，很多人通過(guò)現(xiàn)在的基因研究，認(rèn)為進(jìn)入到亞洲主要是兩次事件,，一次事件是從南線進(jìn)入到大洋洲,，這是稍早一次，第二次稍晚是進(jìn)入到東亞,，這是主要的兩次遷徙到亞洲的特點(diǎn),。那么我們這個(gè)個(gè)體，他是在北亞,，在這種情況下如果他也符合剛才說(shuō)的南線的遷徙的話,，他應(yīng)該跟后期的這個(gè)人群更近，跟大洋洲這些人群更遠(yuǎn),，但是我們研究發(fā)現(xiàn)并不是這樣,。所以至少告訴我們?cè)缙谌祟惡苡锌赡苁禽椛溥M(jìn)入到亞洲,，并不是簡(jiǎn)單的一個(gè)南線。

另外一塊有意思的是,，即使四萬(wàn)年前還存在著沒(méi)有成為歐洲人或者亞洲人的人群,，但是在這個(gè)時(shí)間階段，同樣也存在已經(jīng)成為歐洲人的人,。比如這里的三萬(wàn)七千年前的個(gè)體,，他對(duì)他之后的以及現(xiàn)在的歐洲人，都有很大的影響,，他已經(jīng)有歐洲人的系統(tǒng)的信息了,。但是還有一個(gè)很重要的信息，這個(gè)三萬(wàn)七千年前的個(gè)體,，他對(duì)于三萬(wàn)七千年到一萬(wàn)四千年前整個(gè)時(shí)間段里的人群,，其實(shí)是非常相似的，雖然內(nèi)部有很多不一樣,，但是外部的人群對(duì)他沒(méi)有太大的影響,。

此外我們還想讓大家了解到，在這個(gè)時(shí)間段里歐洲有一個(gè)非常特別的文化,，叫做格拉維特文化,。大家可能會(huì)好奇這個(gè)文化有什么特點(diǎn)？這個(gè)文化對(duì)于寒冷環(huán)境是非常非常適應(yīng)的,，比如他會(huì)使用猛犸象搭帳篷,。不管怎么樣，很多考古學(xué)家甚至人類學(xué)家都認(rèn)為,，因?yàn)樗m合這種寒冷,，所以他在整個(gè)歐洲甚至西伯利亞，都有發(fā)現(xiàn)相關(guān)類型的文化,，所以當(dāng)時(shí)認(rèn)為這個(gè)相關(guān)人群的遷徙能力非常強(qiáng),，能夠把文化傳遞到這么遠(yuǎn)的距離。

但是我們的研究發(fā)現(xiàn)一個(gè)非常有意思的現(xiàn)象,。首先,，這些人都是幾萬(wàn)年前的人，通過(guò)他的這些藝術(shù)品,，我們可以看到確實(shí)兩邊有非常相似的文化,，但是我們通過(guò)遺傳發(fā)現(xiàn)，在歐洲這些文化的人,，確實(shí)他們之間有很大的遺傳相似性,，但是在西伯利亞的人群，他并沒(méi)有跟歐洲的相同文化的人群聚在一起，他們并不是同一個(gè)類群的,。所以讓我們看到了,，文化相同的情況下，并不意味著這些人群一定是相同的,。

另外一個(gè)有意思的現(xiàn)象是什么,？就是三萬(wàn)五千年前比利時(shí)的一個(gè)個(gè)體，這個(gè)個(gè)體之后就是剛剛說(shuō)到的格拉維特文化,，但我們并沒(méi)有看到這兩個(gè)直接相關(guān)的人群有直接的聯(lián)系,，反而這個(gè)人群突然對(duì)他很久之后時(shí)間里面的人群有影響，這個(gè)人群就是一萬(wàn)九千年到一萬(wàn)四千年前的人群,。至少讓我們知道,，當(dāng)時(shí)的人并沒(méi)有一個(gè)連續(xù)的（影響），反而是一個(gè)古老人群在某一個(gè)時(shí)間段里,，突然對(duì)后期的某個(gè)特殊的時(shí)間段里的人群有影響,。這其實(shí)也告訴我們?nèi)巳旱囊粋€(gè)反轉(zhuǎn),，在之前的研究是根本不知道的。

我們也是通過(guò)資料發(fā)現(xiàn),，如果大家對(duì)這個(gè)時(shí)間有一定敏感性的話,，其實(shí)這里的一萬(wàn)九和一萬(wàn)四，一個(gè)是末次盛冰期結(jié)束的時(shí)候,，一個(gè)是末次冰期快要結(jié)束的時(shí)候,，所以這個(gè)反轉(zhuǎn)跟環(huán)境氣候有什么關(guān)系呢，我們不知道,，但是可以看到它們肯定是有聯(lián)系的,。

在這種情況下，我們還看到一個(gè)有意思的現(xiàn)象,。我們把所有的歐洲人從不同時(shí)間段進(jìn)行排序,，把這些歐洲人跟我們外界的現(xiàn)代人，比如說(shuō)亞洲人,、非洲人,、美洲土著人還有東亞人、包括近東人等等一系列的人群進(jìn)行比較,，我們發(fā)現(xiàn)其中有一支人群,，也就是近東這些人群，他對(duì)于不同時(shí)間的歐洲人的影響都不一樣,。比如說(shuō)一萬(wàn)四千年前,，在此之前歐洲人跟他沒(méi)有直接聯(lián)系，但是在此之后的人群，非常顯著地跟近東人群有聯(lián)系,。而且一萬(wàn)四千年（這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)）跟末次盛冰期有很大的關(guān)聯(lián),。當(dāng)然我要強(qiáng)調(diào)的是，我們的研究都不是基于氣候來(lái)看它的時(shí)間段,，都是基于遺傳本身提供的信息告訴我們這個(gè)時(shí)間,，然后在這個(gè)基礎(chǔ)上，我們了解分段時(shí)間可能跟什么相關(guān),。所以兩邊是絕對(duì)獨(dú)立的,，在這種情況下讓我們看到了可能全球變暖的現(xiàn)象，對(duì)于人群結(jié)構(gòu)的影響還有融合是有很大關(guān)系的,。

典型的歐洲人——金發(fā)碧眼

而且更有意思的是,，在一萬(wàn)四千年前后的歐洲人，他眼睛的顏色是完全不一樣的,。一萬(wàn)四千年之前的歐洲人,，他并沒(méi)有藍(lán)色的眼睛，只有一萬(wàn)四千年之后才出現(xiàn)了藍(lán)色的眼睛,。而且在很大情況下,，歐洲人的白色皮膚比藍(lán)色眼睛出現(xiàn)的時(shí)間還要晚，所以我們現(xiàn)在所謂的典型的歐洲人——金發(fā)碧眼,，就是藍(lán)色眼睛和白色皮膚,，并沒(méi)有說(shuō)在一萬(wàn)多年前就有，其實(shí)是之后才出現(xiàn)的,。

大家肯定覺(jué)得您說(shuō)了這么多關(guān)于歐洲人（的信息）,，到底東亞是個(gè)什么情況？去年十月份,，我們獲得了第一個(gè)東亞人的古基因組,，而且這個(gè)古基因組經(jīng)歷了一定的歷史。這個(gè)古基因組是距今四萬(wàn)年前的田園洞人,，是在北京發(fā)現(xiàn)的,。這個(gè)四萬(wàn)年前的田園洞人，其實(shí)在2013年的時(shí)候我們做了一點(diǎn)點(diǎn)線粒體,、還有21號(hào)染色體的工作,，但是當(dāng)時(shí)只是一個(gè)數(shù)據(jù)，而且局限于當(dāng)時(shí)可以考慮的數(shù)據(jù),，他其實(shí)存在一個(gè)很重要的需要解決的問(wèn)題——就是后來(lái)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在所有的歐洲人,，在近農(nóng)耕時(shí)期（也就是在農(nóng)業(yè)來(lái)到歐洲以后），相關(guān)外來(lái)的農(nóng)耕人群,，對(duì)于歐洲人群是有一個(gè)非常大的換血,，換血到什么程度？

有40%多的歐洲人成分，現(xiàn)在的人跟當(dāng)時(shí)的狩獵采集的人群是完全不一樣的,，而這個(gè)40%是來(lái)源于近東里面的古老的歐亞人,，而這個(gè)古老歐亞人的成分會(huì)比歐亞分離之前還要早。所以在這種情況下,，我們?nèi)绻褂矛F(xiàn)在的歐洲人群研究的話,，會(huì)使得里面很大的古老的歐亞人群的成分，使得我們把東亞人和田園洞人看起來(lái)更近,。所以這種情況下,，我們需要拿田園洞的基因組信息跟沒(méi)有受到農(nóng)耕人群影響的這些歐洲早期的人群進(jìn)行比對(duì)，從而知道我們的田園洞人,，到底是東亞人,，還是說(shuō)他還沒(méi)有成為東亞人，因?yàn)樘飯@洞人是四萬(wàn)年前,，剛剛也提到了四萬(wàn)年前其實(shí)存在非東亞人和非歐洲人的群體,。所以在這種情況下，田園洞人雖然生活在北京,，但并不意味著他在那個(gè)時(shí)候已經(jīng)是東亞人了,。

所以去年我們通過(guò)不同的方法獲得了類似的信息，圖中越紅的顏色,，就代表田園洞跟這個(gè)地點(diǎn)上的人群越相似。這里可以看到整個(gè)東亞的紅色還有美洲的紅色是最顯著的,，而且它不僅是跟現(xiàn)代歐洲人比較,，跟當(dāng)時(shí)古老的歐洲人群比較也是如此。所以在這種情況下,，我們首先明確,，田園洞人已經(jīng)是東亞人，但是當(dāng)我們把他跟全世界不同人群進(jìn)行比較的時(shí)候,，比如在歐洲內(nèi)部跟田園洞人進(jìn)行比較的過(guò)程中,，發(fā)現(xiàn)比利時(shí)的一個(gè)人相對(duì)別的地區(qū)的歐洲人，他會(huì)跟田園洞人更近,。這種情況下告訴我們什么,？告訴我們至少在當(dāng)時(shí)的歐洲和亞洲，并不是一個(gè)絕對(duì)分開(kāi)的狀態(tài),，不是簡(jiǎn)單的分開(kāi),，他們是有聯(lián)系的，但這種聯(lián)系是基因交流的結(jié)果還是古老成分的影響,，我們目前還需要做更多的研究,。

另外一個(gè)有意思的現(xiàn)象，我們想了解是不是所有東亞人跟田園洞人是一樣的距離，有沒(méi)有可能某一個(gè)人群相對(duì)別的東亞人群,，跟田園洞人要更近一些,？或者美洲土著人中某些人跟田園洞人更近呢？我們發(fā)現(xiàn)其中美洲土著人中的亞馬遜人群,，相對(duì)于別的美洲人群來(lái)講,，他會(huì)跟田園洞人更近。其實(shí)在之前的研究中,，有人發(fā)現(xiàn)大洋洲某一些人群,，也是跟亞馬遜人群相對(duì)別的美洲土著人要近，這種情況下田園洞人告訴我們更多的資訊是什么呢,？就是說(shuō)在四萬(wàn)年前,，這種特殊的人群就已經(jīng)存在了，而且它同時(shí)反映了當(dāng)時(shí)東亞人的復(fù)雜性,。因?yàn)檫@里看到,，這種影響在我們現(xiàn)在東亞人中，并沒(méi)有看到,，也就是說(shuō)現(xiàn)代的東亞人并沒(méi)有對(duì)美洲土著人的亞馬遜人群有更大的影響,。所以反過(guò)來(lái)也告訴我們當(dāng)時(shí)東亞的遺傳結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的。

所以總體來(lái)講,，我們了解到了至少在幾萬(wàn)年前,，大概在四萬(wàn)年前后，有不同支系的人群存在于非洲,，但是這個(gè)非洲人既不是東亞人,，也不是歐洲人，同時(shí)存在了像以田園洞人為代表的東亞人,，還存在了三萬(wàn)七千年的以歐洲人為代表的個(gè)體,，另外還存在一個(gè)未知的支系。所以在整體情況下,，讓我們知道當(dāng)時(shí)整個(gè)歐亞大陸人群是非常復(fù)雜的,，而且這個(gè)過(guò)程中不同人群的反轉(zhuǎn)還有他的聯(lián)系，也讓我們知道當(dāng)時(shí)的人群是非常復(fù)雜的,。所以我們之后還會(huì)做更多的研究,，來(lái)了解當(dāng)時(shí)的人群，甚至之后的人群對(duì)我們現(xiàn)在人群的影響,。

那么第二個(gè)問(wèn)題,，在這種共存的時(shí)間里，我們有沒(méi)有可能找到像我們這里看到的這一幕,，有沒(méi)有可能看到直接的對(duì)話,？這里看到的是尼安德特人的模型,，這邊是一個(gè)小女孩，有可能,，但是我先不說(shuō)可能性,。我們先了解下到底滅絕的古人類有什么特點(diǎn)？每一種古人類我們舉一個(gè)例子,，比如丹尼索沃人和阿爾泰尼安德特人都是在丹尼索沃洞穴發(fā)現(xiàn)的,。其中丹尼索沃人，我們最后獲得了30X的基因組,，30X的基因組的質(zhì)量其實(shí)是可以跟使用現(xiàn)在人的DNA獲得的基因組相媲美的,，而這些DNA是從哪里獲得的呢？就是從這里小手指上的一丁點(diǎn)中的10毫克獲得的,。

那么我們得到什么資訊呢,？非常簡(jiǎn)單地告訴大家，首先丹尼索沃人相對(duì)于現(xiàn)代人來(lái)講,，跟尼安德特人更近,，他們分離的時(shí)間大概在四十三萬(wàn)年前。而尼安德特和丹尼索沃人整體跟現(xiàn)代人分離時(shí)間大概在60萬(wàn)年到80萬(wàn)年之間,。而丹尼索沃人,，剛剛也提到了他對(duì)于大洋洲人群有影響，但事實(shí)上除了大洋洲以外,，他還對(duì)東亞人有一定的影響,。也就是說(shuō)在東亞人中，也有少量的丹尼索沃人,，而且最近Cell上發(fā)了一篇文章,，關(guān)于了解丹尼索沃人在整個(gè)亞洲，他發(fā)生事件的可能有幾次,，研究發(fā)現(xiàn)可能存在兩種。一種是針對(duì)大洋洲的,，一種是針對(duì)東亞的,，而且針對(duì)東亞這個(gè)丹尼索沃人的支系，會(huì)比針對(duì)大洋洲的丹尼索沃人的支系更古老,。

在這種情況下,，尼安德特人是什么樣子的呢？我們可以看到,，他對(duì)除了非洲以外的所有別的區(qū)域的人群,，都有影響。而且也因?yàn)檫@個(gè),，很多人猜測(cè)他發(fā)生的地點(diǎn)很有可能是在中東這個(gè)區(qū)域,，也就是說(shuō)在歐亞人群沒(méi)有分化之前,，才能使得相關(guān)人群能擴(kuò)展到這么大的區(qū)域。

這個(gè)在阿爾泰發(fā)現(xiàn)的尼安德特人,，我們只是選了這么點(diǎn)骨粉,，獲得的基因組中發(fā)現(xiàn)它有非常強(qiáng)的純合性。比如說(shuō)這個(gè)染色體,，有將近一半是純合的,，也就是說(shuō)他父親和母親提供的遺傳信息是一模一樣的。這意味著什么,？如果我們通過(guò)數(shù)據(jù)模擬,，可以分析出來(lái)他是近親產(chǎn)生的后代，他很有可能是堂兄妹這種關(guān)系產(chǎn)生的,，還有可能是祖孫之間產(chǎn)生的,，另外一種可能是兄妹產(chǎn)生的，還有可能是叔侄產(chǎn)生的,，所以他的近親繁殖非常厲害,。但這只是這個(gè)個(gè)體本身，并不意味著尼安德特人所有人群都是這樣,。

總結(jié)一下剛剛我們聽(tīng)到的信息,，尼安德特人的混合主要是針對(duì)整個(gè)歐亞大陸的人群，有1%到2%,，但是我在這里要提到,，其實(shí)尼安德特人里，東亞人的尼安德特人成分會(huì)比歐洲人高一些,，而且在東亞人中,，比如說(shuō)II型糖尿病，其實(shí)高發(fā)性相對(duì)比較高,，也跟尼安德特人有一定的關(guān)系,。此外就是丹尼索沃人，他主要影響的是這個(gè)區(qū)域,，但是這個(gè)區(qū)域你可以看到他整個(gè)遺傳本身的特點(diǎn)是非常相似的,，但它是以這里為界，這之上的人群是沒(méi)有丹尼索沃成分的,，這之下的人群是有丹尼索沃成分的,。所以雖然這里所有的人群他們的遺傳本身是相似的，但是他們丹尼索沃的混合是不一樣的,。而且還有一個(gè)很有意思的現(xiàn)象,，東亞人中的0.1%到0.2%，其中尤其是針對(duì)于西藏人的影響,。主要體現(xiàn)在哪里呢,？體現(xiàn)在EPAS1這個(gè)基因,，最近發(fā)現(xiàn)在與西藏人的高原適應(yīng)性相關(guān)的EPAS1基因中，將近80%的西藏人都有跟丹尼索沃人相似的特點(diǎn),，這種適應(yīng)性跟丹尼索沃的成分有很大的聯(lián)系,。

古人類對(duì)于當(dāng)時(shí)早期現(xiàn)代人的影響

剛剛說(shuō)到的都是古人類對(duì)于現(xiàn)在人群的影響，那么古人類對(duì)于當(dāng)時(shí)早期現(xiàn)代人的影響是什么樣子,？我們了解一下從四萬(wàn)五千年到最近這段時(shí)間,，你可以看一下不同的時(shí)間里尼安德特人成分的變化，它是不斷下降的,。而且最重要的是,，在三萬(wàn)七千年到一萬(wàn)四千年前的這個(gè)階段，他并沒(méi)有受到外來(lái)人群的影響,，所以這個(gè)階段,，他并不能用外來(lái)人群對(duì)它的稀釋來(lái)解釋，所以很有可能跟它的選擇性有很大的關(guān)系,。

而且我們還可以利用尼安德特人跟早期現(xiàn)代人的基因交流,，來(lái)計(jì)算當(dāng)時(shí)發(fā)生事件的時(shí)間。為什么可以計(jì)算這個(gè)時(shí)間,？主要原因就在于,，比如說(shuō)第一代的時(shí)候，其實(shí)有一半的染色體是來(lái)源于尼安德特人,，一半是來(lái)源于現(xiàn)代人,。那么在產(chǎn)生第二代的過(guò)程中，最早那一代的尼安德特人的成分是在不斷被打斷的,。所以我們可以利用這種不斷被打斷的信息,，返算當(dāng)時(shí)發(fā)生的時(shí)間。

測(cè)定與尼安德特人發(fā)生基因交流的時(shí)間

那么也是利用這個(gè)特點(diǎn),，我們通過(guò)四萬(wàn)五千年前的個(gè)體,，可以看到這個(gè)個(gè)體中，他就有相對(duì)于別的現(xiàn)代個(gè)體中的要長(zhǎng)很多的區(qū)域,，然后通過(guò)數(shù)據(jù)模擬還有計(jì)算方法等等,，我們計(jì)算出大概尼安德特人跟現(xiàn)代人發(fā)生基因交流的時(shí)間，是距今五到六萬(wàn)年前,。而且另外一個(gè)研究也是通過(guò)另外一個(gè)個(gè)體，也算出同樣的時(shí)間,，大概五到六萬(wàn)年前,。而且基于這個(gè)研究，在2014年的時(shí)候,，被《自然》評(píng)為十大科學(xué)事件之一,。

早期現(xiàn)代人中尼安德特人的基因含量在不斷下降

大家可能還注意到了,，在尼安德特人的基因降低的過(guò)程中，大多數(shù)都在這條線上,，但是有一個(gè)特例,，就是這里的Oase1個(gè)體。他的尼安德特人成分非常高,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了任何個(gè)體,。但這個(gè)個(gè)體不是最古老的，他距今四萬(wàn)年前,，最古老的四萬(wàn)五千年前的個(gè)體都沒(méi)有他的高,。通過(guò)研究，我們首先知道,，這個(gè)個(gè)體是在羅馬尼亞發(fā)現(xiàn)的,，而且距今大概四萬(wàn)年前。我們當(dāng)時(shí)取了非常少的骨粉,，獲得了相關(guān)的基因組,。而且這個(gè)基因組告訴我們非常有意思的現(xiàn)象，他有將近一半的染色體是跟尼安德特人有關(guān)系的,。

結(jié)合我剛剛說(shuō)的重組分布打斷的特點(diǎn),，其實(shí)大家很快就能算出來(lái)，他很有可能是很近發(fā)生的,，當(dāng)然這里是一個(gè)染色體,。當(dāng)我們看到整個(gè)22對(duì)常染色體的時(shí)候，我們就發(fā)現(xiàn)不光是這一個(gè),，還有別的地區(qū)都有這樣的特點(diǎn),。所以利用他這個(gè)片斷的分布，還有數(shù)據(jù)模擬,，還有一些別的方法,，我們算出來(lái)對(duì)于這個(gè)個(gè)體來(lái)講，四到六代之前有一個(gè)尼安德特人是他的直接祖先,。

家譜樹(shù)

那么如果我們把他放在家譜樹(shù)上,，算他的含量，他大概是在三到五代之間,，如果利用尼安德特人的片斷計(jì)算,，大概是四到六代之間，也就是說(shuō)這個(gè)個(gè)體中的曾曾曾祖父母中,，有一個(gè)尼安德特人,。

這除了告訴我們它本身的含義，還告訴我們一個(gè)信號(hào),，整個(gè)現(xiàn)在的人群,，他獲得尼安德特人（基因）很有可能是在近東這個(gè)區(qū)域,，而且是一次事件，而且距今大概五到六萬(wàn)年前,。那么這個(gè)個(gè)體他是在羅馬尼亞歐洲,，而且距今大概四萬(wàn)年前，不到兩百代之內(nèi)就發(fā)生了,。那么這至少告訴我們,，尼安德特人跟現(xiàn)代人的基因交流不是一次事件，很有可能是多次,，而且發(fā)生的地點(diǎn)也不局限于近東,，也有可能在別的區(qū)域也有。大家獲得的信息只是其中的一部分,，我們希望做更多的工作,，來(lái)了解我們是誰(shuí)，我們從哪里來(lái),。我們也希望我們能夠堅(jiān)持下去,，永不放棄！