人类的进化有太多的谜团,他们问的都是“我们是谁,我们从哪里来?”关于人类进化史有一个微妙的比喻:地球46亿年的历史被压缩到一天,人类在最后38秒以南方古猿的身份出现。猿猴为什么会进化成今天的你我?在共存的时间里,古代人类是如何与早期现代人互动的?早期现代人是如何迁徙和传播的?新前沿古DNA研究为解决最后“38秒”的诸多谜题提供了新的可能,中科院古人类所古脊椎动物所的傅就是这一领域的领军人物之一。
近日,第十七届“中国青年女科学家奖”颁奖典礼在北京举行。傅等20位女科学家登上颁奖台。这位80后女科学家在古DNA研究领域取得了多项突破。她是《自然》评选的“中国十大科学之星”之一,带领她的团队将中国古代遗传学研究推向世界前列。

研究“我们是谁”和“我们从哪里来?”上世纪80年代,古DNA研究应运而生,本世纪初开始大放异彩。“通过远古DNA,我们可以直接观察到远古个体的遗传组成和基因混杂模式,每个个体的远古基因组数据很大程度上可以反映出群体的遗传特征。因此,在这种情况下,即使通过个体的基因组,我们也可以知道与他的群体相关的遗传信息和动态变化,并回到过去。”
傅通俗地解释了古代DNA研究的原理。通过提取古代DNA,她的团队逐渐勾勒出东亚人群的基因进化图谱。
2017年,傅和她的团队通过发达的古DNA捕获技术,成功获得了4万年前北京花园洞人的古基因组。发现园洞人已呈现亚洲人的遗传特征,但没有直系后代延续至今。这是中国第一个古人类基因组,也是迄今为止东亚最古老的早期现代人类基因组。《科学》杂志评价,它填补了东亚在地理和时间尺度上的巨大空空白。基因组和研究正式打开了东亚人群遗传进化研究的局面。
此后,傅和她的团队在Nature、Science、Cell、Molecular Biology、Evolution等国际SCI期刊上频繁发表中国不同时间、不同地点更重要的古人类基因组及相关研究,为中国古DNA的快速发展奠定了基础。比如,傅通过对中国南北人群古基因组的大规模捕捉和测序,揭开了近万年来东亚尤其是中国现代人的南北分化格局、迁徙扩散格局和基因混合史;傅通过在更长的时间尺度上系统分析中国黑龙江、广西、福建、新疆等地人群的古基因组,绘制了4万年来东亚地区人群的动态遗传图谱和独特适应性基因的选择机制,系统还原了5000年来新疆地区人群的遗传进化和相互作用历史。
在傅和她的团队的努力下,傅拼出了“东亚人群的进化”的拼图。中国改变了在古DNA领域的落后局面,国际地位与日俱增。去年,在《人类全基因组草图》发表20周年之际,傅受《科学》杂志特刊邀请,领衔主持了一场古人类基因组领域的研究综述。她首次系统梳理了数万年来世界古人的迁徙交流动态和基因进化格局,彰显了中国在古DNA领域的国际话语权和重要影响力。除了寻找中国乃至亚洲现代人的祖先,傅也在寻找现代人的旁系亲属——已经灭绝的古人类的踪迹。至少在20万年前,丹尼索瓦人和现代祖先一起生活在地球上。傅在青藏高原北缘白石崖洞穴沉积物中获得了丹尼索瓦人的线粒体DNA。这是首次从中国考古遗址沉积物中提取灭绝古人类DNA的成功案例。她首次从遗传学角度证明了丹尼索瓦古人类的时间空分布。
丹尼索瓦人的灭绝有没有可能是因为某种病毒?“我觉得不太可能,因为如果有,证据会在DNA里找到。”芙乔妹给出了她的意见。在她看来,如果能进一步获得已经灭绝的古人类的内源性核DNA,很多问题都可以迎刃而解。
“我们现在非常关注的一个方向是人类进化与古代微生物的结合,尤其是与疾病进化的结合。”疾病与人类共存已久,两者都在这种共存中不断进化。傅说,这是她的团队现在关注的问题。现在人们非常关心疾病的可追溯性。他们接下来的工作是一方面追溯一些致病病原体的古代演化过程,另一方面追溯工业化后一些出现频率增加的疾病,如口腔疾病,在特定历史时期,除了病原体之外的演化过程。

比如他们会研究与过去人群相关的病原体和口腔微生物,关注人类和微生物从古至今的共同进化,以及它们之间的长期相互作用。在漫长的进化过程中,丢失了很多信息,但对人类意义重大。傅团队所做的是通过直接提取过去的微生物信息,在长时间尺度上反映进化和选择的全过程。
“这些作品不仅是基于我们自己的兴趣,更重要的是,它们将为现在人们的健康带来一些启示。我们需要关注这些问题,这些问题可能会为我们了解当前人类的健康问题提供重要的遗传信息。同时,通过了解古代人类与微生物共同进化的过程,对现代或未来人类适应环境也会有一定的启示。”傅说:
坚持科研的秘诀是永远热爱和保持好奇心。
除了科学研究,傅还积极参与科普工作。她发表了大量科普文章,如《解读史前人类基因杂交史——常见杂交现象》、《我是谁,我从哪里来?古老的DNA将揭开人类进化的面纱,阿特尼的安第斯山脉包含了早期现代人类的基因,然后我们提出了一个问题:我们更像古代的南方人还是古代的北方人?她还经常在电视和网络平台上发表演讲,向公众普及古代DNA研究的新前沿。
“不管在什么领域,做科研主要看你喜不喜欢。其实从培养学生的角度来说,我们希望找到真正喜欢这门学科的人。”古代的DNA学科比较冷门。作为一门新兴学科,公众对其了解有限。傅笑着说,他们花大量的精力做这么多的科普工作,每年都举办分子古生物学的暑期课程,很大程度上是为了寻找有潜力、对这个领域感兴趣的学生。“我们的初衷是寻找和培养热爱这个领域的人。一门学科的发展,需要真正喜欢它的人在这个领域专注,不断探索。哪怕只有一个人,也是学科发展的力量。”
女性是科研领域不可或缺的力量,但女性科学家在这个领域总是面临更大的挑战和困难。傅除了是一名女科学家,还有许多其他身份。她是妻子、女儿和三个孩子的母亲。

“我们将永远拥有多重身份。在不同的情况下,你的身份不同,你的责任也不同。”在其他身份下,傅也面临着诸多挑战。但在做科研的时候,她会全神贯注于科研的“平行空室”,不管其他的事情。
“我做科研的时候,从来没想过自己的性别。我就不用强调男女的区别了,因为在科研过程中,我自己的工作都得要求很高,很精密。和女人男人没关系。这是我自己作为科研工作者的追求。”傅认为,作为一名科学家,做科研最重要的是永远保持好奇心,这样才能在探索的过程中不放弃,不设限。一旦你失去了好奇心,你可能会舒服地呆在你熟悉的领域。在舒适区,你会失去很多动力,不愿意再去尝试和挑战。
当她回到家庭,她会改变自己的身份,回到母亲、妻子、女儿的身份,做出相应的努力。人的精力是有限的。在频繁变换身份的过程中,如何合理分配精力,平衡自己的生活,是最大的挑战。傅一度有过多的精力影响她的健康,但她终于找到了“平衡点”。
“在这个过程中,需要强调的是,你不一定要迎合这个身份的要求,但你要把握你想要什么,你要平衡什么。在平衡的过程中,你会需要放弃一些东西来抓住你最想做的事情。”傅说:
她建议,女性科研人员最重要的是“符合自己的内心”。如果他们对某个研究方向感兴趣,就要听听自己内心的声音。“只有符合自己的内心,才有坚持下去的勇气和毅力。当然,并不是说科研就一定苦,而是因为你内心的热爱和热爱,你才会享受科研的过程,即使再累,遇到问题,你也能愉快的面对。当然,在科研探索的过程中,是要付出的,但也是很快乐的。”


