人类如何演化而来？解读2022年诺贝尔生理学或医学奖

手持尼安德特人头骨复原模型的斯万特·佩博

2021年3月8日，比利时皇家自然科学研究所公布的在一处洞穴中发现的尼安德特人骨骼化石图片，图为上颌骨和下颌骨。

（化石网）据北京日报客户端（记者 王鸿良）：10月3日，瑞典卡罗林斯卡学院诺贝尔委员会决定将2022年诺贝尔生理学或医学奖授予瑞典科学家斯万特·佩博，以表彰他在已灭绝古人类基因组和人类演化研究方面所做出的贡献。

由斯万特·佩博开创的研究十分有趣，它对于认识我们人类的来历十分重要。这里，我们邀请知名科普作者张田勘向大家介绍由斯万特·佩博带动的古人类研究。

在人类形成的过程中，有无数的谜团和空白需要弄清，更需要化石和基因的证据。斯万特·佩博的贡献主要在于基因上的发现，他的开创性研究催生了一门全新的学科——古基因组学。通过揭示和比较所有活着的人类与已灭绝的人类的遗传基因差异，斯万特·佩博初步解释了是什么奠定了我们成为今天独特的人类。

目前一个主流认同的观点是，现代人类祖先大约在30万年前首次出现在非洲，如今地球上的所有人类都是他们走出非洲的后代。但是，现代人类也有一些很亲近的亲属，如尼安德特人（1856年在德国尼安德特河谷发现的一种古人类），大约在40万年前至3万年前在非洲以外地区发展并居住在欧洲和西亚，并且在3万年前灭绝了。大约7万年前，一群晚期智人（现代人）的祖先从非洲迁移到中东，然后从那里再迁徙到世界其他地方。晚期智人和尼安德特人在欧亚大陆的大部分地区共存了数万年。他们之间必然有某种关系，只是我们不了解而已。

斯万特·佩博团队通过对尼安德特人的基因组进行测序发现，尼安德特人是当今人类已灭绝的近亲。斯万特·佩博和其同事首先从尼安德特人遗骸上提取到DNA并进行了测序，并于1997年公布了对尼安德特人线粒体DNA的测序结果。此后，佩博一直持续不断地追踪和研究尼安德特人与晚期智人的关系。2010年，斯万特·佩博与同事重构出在克罗地亚一处洞穴发现的尼安德特人化石的基因组草图，由此发现尼安德特人与分布在欧亚的晚期智人有杂交。

斯万特·佩博同时调查尼安德特人与来自世界不同地区的现代人类之间的关系，发现来自尼安德特人的DNA序列与来自欧洲或亚洲的现代人类的序列，比来自非洲的现代人类的序列更相似。这意味着尼安德特人和晚期智人在他们共存期间进行了杂交。在具有欧洲或亚洲血统的现代人类中，大约有1%至4%的基因组来自尼安德特人。

而且，佩博等人获得的基因组草图让人们了解到了尼安德特人的更多特点。将尼安德特人的30亿个碱基对与现代人的30亿个碱基对相比较，发现只有1000到2000个氨基酸是不同的，而现代人与黑猩猩的不同之处则有大约5万个。此外，一种名为FoxP2的基因可能是尼安德特人和现代人共有的，FoxP2基因与语言能力有关，这说明，尼安德特人有可能拥有与现代人相似的语言能力。

斯万特·佩博首先测序和发现了尼安德特人的基因组，为后来的研究打下了基础。

后来的研究进一步提供了尼安德特人与晚期智人（现代人）杂交的更多证据和细节。2008年，由以色列特拉维夫大学学者组成的国际研究小组，在以色列西加利利地区Manot洞穴发现了一块5.5万年前的人类头盖骨，这块头骨既有尼安德特人的特征，也有现代人类的特征，是现代人与尼安德特人杂交的重要线索，也是非洲现代人迁徙到欧亚大陆的第一个化石证据。

2016年2月17日，《自然》杂志再刊发论文，德国、美国、中国等国研究人员利用几种不同的遗传分析方法，确定大约10万年前尼安德特人和现代人之间发生了基因交流事件，这一时间远远早于此前各种推测与研究。

德国莱比锡马普学会进化人类学研究所的一个团队分析了西伯利亚南部阿尔泰山脉一位尼安德特人和一位丹尼索瓦人（已灭绝的人种）的基因组和两名现代人的基因组，同时研究了两位尼安德特人（一位来自西班牙，一位来自克罗地亚）的第21号染色体的详细序列数据，发现一支很早与其他现代人分离的族群在10万年前曾向阿尔泰地区的尼安德特人转移了基因。

后来的研究也表明，尼安德特人向现代人转移的基因中，一些可能是有益的，但其中大部分可能是中性的或对现代人有害的。一方面，尼安德特人的灭绝可能是因其基因不适应当时环境和现代生活；另一方面，有研究发现源自尼安德特人的遗传变异与包括心脏病、动脉壁增厚在内的12种疾病患病风险的增加显著相关。此外，美国范德堡大学的研究人员对2.8万个人的DNA的特殊部分进行分析发现，尼安德特人的DNA产生抑郁症、烟瘾、日晒导致的皮肤损伤、新陈代谢较慢、血液凝结过多、帕金森病的几率更高。

这些疾病也增加了尼安德特人灭绝的风险。但是，尼安德特人是如何灭绝的，还有待进一步研究。

斯万特·佩博等人还发现了以前不为人知的古人类丹尼索瓦人在基因上与现代人的关系。

2008年在西伯利亚南部阿尔泰山丹尼索瓦洞的古遗址中发现了一些化石，包括一块指骨和一颗牙齿，以及一些饰物，经测定化石的年代在4万年前，该化石为一名5到7岁的女性。2014年，佩博和同事完成了对丹尼索瓦洞手指骨的基因测序，结果更是令人惊奇：与尼安德特人和现代人类的所有已知基因组序列相比，丹尼索瓦洞手指骨的DNA序列是独一无二的。由此，佩博发现了一种以前不为人知的人类，命名为丹尼索瓦人。

之后，斯万特·佩博对来自世界不同地区的当代人类的基因组序列进行比较研究，发现丹尼索瓦人也和现代人之间发生了基因交流，说明两类人群之间有杂交。这种关系首次出现在美拉尼西亚和东南亚其他地区的人群中，那里的个体携带高达6%的丹尼索瓦人DNA。

之后，更多的研究发现了丹尼索瓦人，并认为这是一个已经灭绝的人种，可能在更新世（约259万年前至11700年前）晚期生活于亚洲大陆。丹尼索瓦人也是直立行走，但身体构造与现代人和尼安德特人有所不同。研究发现，丹尼索瓦人与尼安德特人是姐妹群关系（由同一祖先衍生的两个分支）。巴布亚新几内亚的现代美拉尼西亚人中有约6%的基因与丹尼索瓦人相同，可能是美拉尼西亚人的祖先在亚洲东南部与丹尼索瓦人相遇并杂交，然后美拉尼西亚人的祖先来到巴布亚新几内亚。

其他研究发现，非洲族群与丹尼索瓦人毫无接触；丹尼索瓦人曾长期居住在中亚，与处在东方和南方的东亚、南亚族群都有过一些DNA交流。从基因组比对分析中发现，部分大洋洲族群体内的丹尼索瓦人基因比例最高。

丹尼索瓦人与现代人的基因交流有一个最有名的馈赠，他们把EPAS1基因转移给了现代人，这在西藏的藏族人和夏尔巴人身上较常见。2014年《自然》杂志上发表了一个国际团队的研究结果。

这个国际团队在比较和测序了40名藏人和40名汉人的EPAS1基因后发现，藏人有变异的EPAS1基因，这使得他们能轻微提高红细胞和血红蛋白水平，既能提高供氧，又不会造成什么副作用。但汉人和其他没有长时间生活在高原的人EPAS1基因没有变异，若到高原就会导致供氧不足和其他心血管系统的副作用。

在比较了已灭绝人类近亲尼安德特人和丹尼索瓦人的DNA序列后，确认EPAS1基因是源自丹尼索瓦人。在高原上生活的藏族人和夏尔巴人都有变异的EPAS1基因，说明丹尼索瓦人也曾与藏人有过基因交流。

但是，这项研究也引发了争议，因为过去的研究表明，只在西伯利亚的丹尼索瓦洞穴中发现了丹尼索瓦人，而这个洞穴的海拔只有700米。由于其他地方并未发现过丹尼索瓦人的遗骸，说明他们并没有到过青藏高原，不可能和高原上的藏族人和夏尔巴人通婚。因此，人们一直费解丹尼索瓦人为何会携带与高海拔环境适应有关的基因。

但是，后来的研究证明了丹尼索瓦人与藏族人和夏尔巴人有过基因交流。而且一些研究进一步指出，丹尼索瓦人可能在20万年前到5.5万年前占据了西伯利亚的洞穴，而尼安德特人则在19.3万年前到9.7万年前出现在西伯利亚洞穴中。现代人可能两次与古人类丹尼索瓦人发生大规模混血，丹尼索瓦人的基因以不同比例保存在现代大洋洲、东南亚和东亚人群的身体里。

2019年，兰州大学和中国科学院青藏高原研究所带领的研究团队，在位于甘肃省甘南藏族自治州夏河县甘加乡的白石崖溶洞旧石器时代考古遗址，发现了丹尼索瓦人化石，是一个下颌骨化石，称为夏河人。研究人员利用古蛋白分析方法鉴定其为丹尼索瓦人，利用铀系测年方法将其年龄确定为距今至少16万年。

而且，夏河人下颌骨化石是丹尼索瓦洞以外发现的第一件丹尼索瓦人化石，也是在东亚发现的首个丹尼索瓦人的化石和遗迹。研究团队从下颌骨化石提取并测序首个丹尼索瓦人线粒体基因序列，最终揭示丹尼索瓦人成功适应了高寒缺氧的环境，在晚更新世就长期生活在青藏高原，这也是支撑丹尼索瓦人在亚洲地区广泛分布的一个有力证据。这一研究成果发表在2019年5月的《自然》期刊上。

中国研究团队的研究表明，16万年前丹尼索瓦人就出现在青藏高原，也提示当时的古人类已经适应了青藏高原的环境。事实上，16万年前是离现在最近的第二次冰期，青藏高原的环境比现在更冷、更干。在这样严酷的大环境背景下，丹尼索瓦人出现在青藏高原，说明他们不仅可以适应高海拔环境，而且有能力在更干、更冷的冰期环境生存。这证明，EPAS1基因确实是丹尼索瓦人与藏族人、夏尔巴人基因交流的结果。

在诺贝尔奖的历史中有一个有趣但并不罕见的现象，即父子都获奖。斯万特·佩博父亲也获过诺贝尔奖，而且父子获得的都是生理学或医学奖，只不过时间跨度有40年。

除了佩博父子外，还有另外6对父子也曾获得诺贝尔奖。2006年的诺贝尔化学奖得主是美国科学家罗杰·科恩伯格，他的父亲阿瑟·科恩伯格是1959年诺贝尔生理学或医学奖得主之一。此外，布拉格父子共同获得1915年诺贝尔物理学奖；汤姆逊父子分别是1906年、1937年诺贝尔物理学奖得主；奥伊勒父子分别是1929年化学奖、1970年诺贝尔生理学或医学奖得主；玻尔父子分别是1922年、1975年诺贝尔物理学奖得主；西格巴恩父子分别是1924年、1981年诺贝尔物理学奖得主。

今年诺贝尔生理学或医学奖授予人类演化的研究成果，属于人类学，因而与过去总是授予生理学和临床医学的成果有点“违和”，被视为是跨学科。这在诺贝尔奖的历史上曾有先例。

1973年的诺贝尔生理学或医学奖就是授予了与生理学或医学关系并不大的动物行为和心理研究，获奖者是奥地利的康拉德·洛伦兹、德国的卡尔·冯·弗里希和英国的尼古拉斯·庭伯根。研究动物能获得诺贝尔奖意味着研究动物与研究人类相关，将动物身上的适应性行为推论到人类复杂的社会与心理模式，对遗传学、进化心理学和社会生物学等研究会产生重大作用。

现在，研究人类的演化获得诺贝尔生理学或医学奖，就更有充分理由。凡是重大的科学研究成果，都有可能获得诺贝尔奖的青睐。

（化石网）据北京晚报：人物

佩博1955年出生于瑞典首都斯德哥尔摩，1986年在瑞典乌普萨拉大学取得博士学位，随后在瑞士苏黎世大学和美国加利福尼亚大学伯克利分校从事博士后研究。1990年，他担任德国慕尼黑大学教授。1999年，他在德国莱比锡创办马克斯·普朗克进化人类学研究所并工作至今，同时也在日本冲绳科学技术大学院大学担任兼职教授。

瑞典卡罗琳医学院3日宣布，将2022年诺贝尔生理学或医学奖授予瑞典科学家斯万特·佩博，以表彰他在已灭绝古人类基因组和人类进化研究方面所作出的贡献。

评奖委员会在当天发布的新闻公报中说，人类对自身起源一直很感兴趣，“我们与先人有何关系？是什么令智人与其他古人类不同？”佩博对已经灭绝的现代人类近亲——尼安德特人的基因组进行了测序，还发现了一种以前不为人知的古人类丹尼索瓦人。他发现丹尼索瓦人约在7万年前迁出非洲后，向现代人类的直系祖先智人转移了基因。对于现代人类来说，这种古老的基因流动具有生理相关性，例如影响了我们的免疫系统对感染的反应。

评奖委员会说，佩博的开创性研究催生了一门全新科学学科——古基因组学，“通过揭示当今人类与已灭绝的古人类之间的基因差异，他的发现为探究是什么使我们成为独特的人类奠定了基础”。在最初的发现之后，佩博的研究团队已经完成了对来自已灭绝古人类的几个额外基因组序列分析。这一发现形成了能被科学界广泛利用的独特资源，以便能更好了解人类进化和迁徙。

评奖委员会秘书托马斯·佩尔曼在当天举行的新闻发布会上表示，他已经电话联系了获奖者，佩博听到消息后表示很意外和高兴。佩尔曼说，听起来佩博十分兴奋。

佩博将获得1000万瑞典克朗（约合90万美元）奖金。

证据表明，现代人的直系祖先智人大约30万年前首次出现在非洲，而现代人的近亲尼安德特人从大约40万年前开始生活在欧洲和西亚，并在大约3万年前灭绝。智人群体于大约7万年前从非洲迁移到中东，再从那里迁徙到世界各地。智人与尼安德特人在欧亚大陆共同生活的数万年间，两个群体之间发生了何种关系？解答这个问题需要对从标本中获取的尼安德特人基因组进行测序。

佩博自职业生涯早期就对利用现代遗传学方法研究尼安德特人的DNA产生兴趣，他在该领域的工作持续数十年。1990年被德国慕尼黑大学聘为教授后，佩博决定从分析尼安德特人的线粒体入手。线粒体只包含细胞遗传信息的一小部分，但存在大量副本，这增加了测序成功机会。佩博改进方法，成功对一块4万年前骨头的一个线粒体DNA区域进行测序。这是第一次获得与现代人有亲缘关系的已灭绝古人类的基因序列。与智人和黑猩猩的基因比较表明，从遗传学来看尼安德特人是截然不同的物种。

此后，佩博开始向尼安德特人细胞核基因组测序发起挑战。担任德国马克斯·普朗克进化人类学研究所负责人后，佩博及其团队不断改进从古人类的骨遗骸中分离和分析DNA的方法，还借助新兴技术提高DNA测序效率。

佩博和团队最终完成看似不可能的任务，他们于2010年发布第一个尼安德特人基因组序列。比较分析显示，比起来自非洲的现代人，来自欧洲或亚洲的现代人DNA与尼安德特人更相似。这意味着尼安德特人和智人在数万年的共存中发生杂交，具有欧洲或亚洲血统的现代人基因组约有1%至4%来自尼安德特人。

2008年，科学家在西伯利亚的丹尼索瓦洞穴发现一块来自4万年前的指骨碎片，其中含有保存异常完好的DNA信息。佩博带领团队对该指骨遗骸进行测序，发现它来自与尼安德特人和智人完全不同的古人类，并将它命名为丹尼索瓦人。分析显示，丹尼索瓦人与智人也发生过基因交换，这种交换关系首次发生在美拉尼西亚和东南亚一些地区，这些地区的现代人携带约6%的丹尼索瓦人基因。

佩博的研究使人们得以更深入理解人类进化和迁徙的历史。在智人走出非洲时，至少有两个现今已灭绝的古人类种群曾居住在欧亚大陆上。尼安德特人居住在欧亚大陆西部，丹尼索瓦人居住在东部。在智人向非洲之外迁徙过程中，他们与尼安德特人和丹尼索瓦人相遇并发生杂交。

佩博的开创性工作使人们得以了解智人与已灭绝近亲之间的遗传差异。正在进行的大量后续研究则侧重分析这些差异的功能性影响，最终目标是解释什么让我们成为独一无二的人类。

（化石网）据北京晚报·五色土（作者 郭京宁）：近日，2022年诺贝尔生理学或医学奖由瑞典生物学家、进化遗传学家斯万特·帕博获得，以表彰他发现对已灭绝人种的基因组和人类进化的发现。这位学界大佬的研究催生了全新的学科领域：古基因组学。

北京是世界上最早出现古人类的地区之一：北京猿人、新洞人、田园洞人、山顶洞人、东胡林人等考古发现表明：北京是东方人类的故乡之一。

房山周口店北京猿人的发现，是北京历史的开端。人类的发展序列通常分为早期猿人、直立人、早期智人、晚期智人。我们现代人都属于晚期智人。北京猿人属于直立人，代表一种更接近猿类的原始人类。

中国著名的直立人比北京猿人更早的北有距今163万年的陕西蓝田人、南有距今170万年的云南元谋人。国外在南非、东非发现了距今约180万年的直立人。因为非洲发现了数量众多的距今400万至200万年的早期猿人——南方古猿的化石，所以很多研究者认为早期人类应起源于非洲，然后迁徙到世界各地。但也有学者认为早期人类应是多地区起源的。斯万特·帕博的研究表明，大约5万至10万年前，晚期智人走出非洲后，遇到了尼安德特人，两者产生了交集。所以人类起源模型被修正为“晚近非洲起源附带杂交”说。不过，无论是非洲起源说还是多地起源说，都需要进一步的证据。

北京猿人头骨化石被命名为中国猿人北京种，是直立人的典型形态。它的头骨特别低平，最大宽度在两耳之间，头骨前倾，头顶不能直立向上。周口店一共发现了51具北京猿人的个体。他们的体质特征比猿进步，比现代人落后；脑量约为现代人的三分之二；小脑的右部不如左部发达，表明已习惯用右手劳动。

著名古人类学家魏敦瑞把北京猿人头骨的特征与华北新石器时代、华北现代人类以及海德堡人、尼安德特人、现代欧洲人等古今人类头骨进行比较后，认为北京猿人与蒙古人较欧洲的尼安德特人及白种人和黑种人有更接近的关系，北京猿人与现代蒙古人有着更直接的发育关系。他们门齿的形状如同铲子。如果你对着镜子呲下牙，八成也是一样的——这是现代蒙古人种的典型特征。现在的中国人绝大多数是这种门齿，而白种人和黑种人则很少。北京猿人牙齿比现代人粗大，因为现代人长期以来习惯于把食物切碎、煮熟后再吃，所以牙齿退化了。

总的来说，北京猿人的长相可以概括为原始的头骨、现代的四肢。如果他戴着帽子和口罩从对面走来，乍一看，你无非觉得他个子矮小，有点驼背，并不觉得他与周围的人有什么不同。但仔细观察的话，你会觉得他脖子粗短，而且眼睛上方横着粗大的眉脊。如果他再摘掉帽子和口罩，露出低矮的头顶、扁塌的前额、向前凸出且没有下巴颏的大脸，你就会觉得他长得很像猿类。

北京猿人大脑的语言中枢发达，说明他们已具备语言能力。与语言并行的是思维，感观器官把外界现象反映到头脑中，又反过来促进了大脑的思考。

北京猿人上肢短下肢长、下肢骨已和现代人差不多，人类特有的股骨嵴（jí）已出现——这都是长期直立行走的结果。男性的平均身高为156厘米，女性则为144厘米。他们都是“低寿”，大部分人死于14岁以前，很少有人能挺过50岁，一生来去匆匆。

北京猿人距离现在有多久？这个答案是随着测年技术的发展而不断修正的。起初，依古动物化石分析为距今50万年前。后来，又有了铀系法、裂变径迹法、古地磁法、氨基酸外消旋反应法、电子自旋共振法、热释光等五花八门的方法。最后两者测定的年代分别约为58万年和60万年。最新有人用铝铍埋藏测年法测出为距今77万年。目前，学界通常认为他们距今50万年。

事实表明，在人类历史的黎明时代，从体质形态、文化性质到社会组织等方面，的确有过直立人阶段，他们是南方古猿的后代，也是以后出现的智人的祖先。直立人处于从猿到人进化序列中重要的中间环节。到目前为止，直立人的典型形态仍然是周口店北京猿人。

在北京猿人生活过的洞穴旁边的洞穴中发现了一枚古人类牙齿化石。这枚属于“新洞人”的人牙距今约17万年，齿根的近中、远中径比北京猿人的男性或女性的齿根的近中、远中径都小，牙齿的齿冠和齿根都比现代人的牙齿的齿冠和齿根要粗壮。各种测量数据表明，这个标本基本上介于北京猿人和山顶洞人之间。它的发现，解决了北京猿人之后与山顶洞人之前，周口店是否有人居住的问题。

距今10万至2万年间，人类进入了旧石器时代晚期，这个阶段的人称为晚期智人。考古人员在周口店西南方的田园林场区内发现了一具包括了下颌骨、锁骨、肱骨的人骨化石，属于一位成年男性。这位兄弟身高约1.6米，生活在3万年前。根据美国人类学家的研究，他纤细的趾骨表明当时已开始穿鞋，告别了赤脚奔跑于荒陌的时代。

科学家测序田园洞人的基因后发现，他已呈现亚洲人遗传特征。这是目前中国最早的古人类基因组数据。基因比对表明，虽然田园洞人是古东亚人，但并不是现代东亚人的直接祖先，而是和一个来自比利时三万五千年前的古欧洲人有着遗传上的联系，同时与美洲土著的亚马逊人遗传关系密切。研究还表明，田园洞人的食谱中，鱼占了主要地位，他们的周边至少还生活着26种哺乳动物，主要是鹿类的大中型哺乳动物，大部分物种现在还生活在北京地区。

猿人洞山顶的小洞内发现了3具距今约2.7万年的古人头骨。西方学者认为他们差别很大，分别属于严重混有欧罗巴人种成分的蒙古人种、美拉尼西亚人和爱斯基摩人。这一结论意味着美拉尼西亚人、因纽特人与北京人不远千里来相聚。听起来实在是有些令人瞠目结舌。但这一观点在一段时期内颇为流行，甚至还有人以《娶爱斯基摩人和美拉尼西亚人为妻的中国老男人》为标题讨论山顶洞人的种群。这一结论的言外之意是：如果2万年前有现代中国人的祖先，他们也不可能是山顶洞人。中国学者则认为3具化石的差别没那么大，他们更多的是原始蒙古人种共有的特征，从而彻底推翻了这一假说。

山顶洞人的体质已大为进化。他们的脑量与现代人相差无几。男性平均身高1.74米，女性平均达1.59米，基本和现代中国人没有区别了。从铲形门齿这一特征来看，北京猿人、新洞人、山顶洞人一脉相承。

如果你穿越到了1万年前的门头沟东胡林村，你会发现一名很“潮”的少女，这就是著名的东胡林人。少女身高1.65米，年纪轻轻却牙口不好，不过这不是她爱吃糖，而是生存压力较大，逮着什么吃什么。少女齿槽突颌明显，翻译一下就是嘴巴微微嘟起，好像一副不高兴的样子，虽然没有北京猿人鼓得高。比起北京猿人没下巴，她的下巴明显了。

为什么说她“潮”？因为她是一个装戴达人。她颈部挂着项链，手上带着手镯。项链由50枚生长于海滨的蜒螺组成，每个螺壳的顶部都磨出小孔，以串联绳索。手镯由7枚牛肋骨磨成的骨管组成，长短相间。

从北京猿人到新洞人、田园洞人、山顶洞人到东胡林人，北京早期的历史由绵延不绝的古人演变谱写而成。祖先在这片土地上生存、繁衍，说明了北京在原始蒙古人种的形成和东方文化的起源过程中起到了重要作用。（作者：郭京宁，系北京市考古研究院院长、北京市习近平新时代中国特色社会主义思想研究中心特约研究员）