四川省文物考古研究院

2024年3月20日，四川省文物考古研究院“创建世界一流考古院所”系列讲座的第4讲在成都如期举行。本次讲座邀请到中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹研究员以“古DNA绘制人类遗传演化”为题作学术讲座，主要内容包括以下四个方面：

1、古DNA技术的进展与应用

付巧妹老师以“古DNA是什么？”“古DNA在研究什么？”“古DNA可以做什么？”三个问题为开篇。首先介绍了古DNA技术在人类遗传演化研究中的应用和重要性。她指出，片段短、含大量微生物DNA、含现代人的基因污染以及DNA被降解破坏等因素，为古DNA研究带来了诸多挑战。她作为主要贡献者之一的技术创新，包括开发高效的核基因组捕获技术，使得古DNA研究能够大规模进行。古DNA技术在近十几年里取得了飞速发展，特别是在解析现代人基因组和已灭绝古人类（如尼安德特人和丹尼索瓦人）的研究方面取得了显著成就。

2、现代人与灭绝古人类的基因交流

灭绝的古人类和早期现代人有没有互动、如何互动？付老师提到，通过古DNA分析，科学家们发现现代人与灭绝古人类之间存在基因交流。这一发现颠覆了之前关于现代人与灭绝古人类关系的理解。

例如，在2010年的时候，通过对第一个成功破译的尼安德特人DNA的分析，才明确知道其实现代人跟灭绝古人类是有交流的，并且发现我们现在非洲以外的人群中普遍含有1%—4%的尼安德特人DNA成分。

自2010年以后的很长时间，所有丹尼索瓦人的DNA数据均来自阿尔泰山区丹尼索瓦洞穴中。2020年，付巧妹研究团队和兰州大学等通过沉积物古DNA研究，从甘肃白石崖溶洞沉积物中获得第一个丹尼索瓦洞穴之外的丹尼索瓦人DNA。经过系统研究可知，白石崖溶洞古人类DNA属于丹尼索瓦人线粒体DNA，且与丹尼索瓦洞穴晚期人群较近，而与早期人群较远。但考虑两处遗址相距较远、海拔差别较大且时间跨度久远，这种联系究竟暗示了丹尼索瓦人的广域分布，还是说明其存在迁徙及扩散过程，仍待之后深入研究。此外，丹尼索瓦人的DNA成分不仅在东亚、大洋洲人群里有残留，它对现代人一些人群的功能基因也有贡献和影响。

▲ Zhang*,…,Fu*., Science 2020

3、东亚人群的古DNA研究

古DNA为研究东亚古代人群遗传特点和时空分布提供了独特视角。付老师分享了她的团队在东亚地区进行的古DNA研究工作，特别是万年以来南北方人群研究。这些研究揭示了东亚人群特有的遗传特点，并为理解东亚地区人群的起源和演化提供了重要线索。

在北京房山田园洞，付巧妹团队获取到第一个中国地区古人类的基因组数据，确定了4万年前的田园洞人确已呈现亚洲人遗传特征，也是整个东亚目前最为古老的人类基因组数据。2017年至2021年，付巧妹研究团队通过分析中国境内松花江流域的样本材料，发现3.3万年前松花江生活的人与田园洞人是同一批人，1.9万前该地区人群已具有现代北亚人的遗传特点，且已具有现代北方人的遗传特点。此外，黑龙江流域距今约1.4万年的AR14K人群的核基因组和线粒体显示其对美洲原住民中东亚成分有贡献。她的报告还讲述了华夏族群万年来的遗传连续性与迁徙融合过程，尤其是福建古人群与台湾岛阿美族、泰雅族等南岛语系人群的同源。

通过古DNA研究，科学家们能够重建人类在不同地理区域和不同时间尺度上的演化历史，包括欧亚冰河时期的人群特点和近万年以来南北方人群的演变。

▲ Mao,…, Fu*. Cell 2021

4、古DNA技术在考古学中的应用

付老师强调了古DNA技术在考古学研究中的重要性。她提到，通过结合考古学文化研究，古DNA技术可以帮助科学家们更深入地理解古代人群的社会结构、文化传承和交流模式。此外，她还讨论了文化和基因交流之间的关系，指出两者可能不同步，但通过结合考古学和古DNA研究，可以更全面地理解人类历史。

▲ Xue,…,Fu*, Frontiers in Genetics 2023

在讲座的互动环节中，与会者提出了多个问题，涉及古DNA技术的现场采样、不同环境下DNA保存状况的差异、以及古DNA技术在金属器时代研究中的应用等。付老师针对每个问题都给出了详细解答。

最后，刘志岩副院长在总结发言中表达了对付巧妹研究员科学精神和工作热情的赞赏，并鼓励与会者积极参与川西地区的考古工作。他期待与付老师的长期合作能够带来更多突破性成果，并为考古学研究开辟新的视野。本次讲座的成功举行，不仅增进了与会者对古DNA技术的理解，也为跨学科合作提供了新的契机。

主讲人：付巧妹 研究员

付巧妹研究员是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所分子古生物学实验室主任，博士生导师，杰青，国家重点研发计划首席科学家。她长期从事国际前沿交叉的古遗传学研究，在围绕古DNA探索人类群体的起源与演化科学问题取得许多国际重大科研发现和重要技术创新，如破译世界、东亚最古老现代人基因组；揭示灭绝古人类与欧亚早期现代人基因交流的时间、地点和次数；从青藏高原“土”里获得东亚首例丹尼索瓦人DNA；通过规模性古基因组绘制东亚四万年来人群的动态遗传图谱；主导开发古核DNA捕获技术、设计关键位点探针等，实现古代人类全基因组范围研究，在世界领域内极大推动相关学科发展。在世界领域内极大推动相关学科发展。迄今在Nature、Science、Cell等国际SCI期刊发表论文60余篇，相关研究入选Nature十大科学事件、世界十大人类起源研究新认知、中国科学十大进展等。因其研究得以丰富人类演化细节知识的重要学术意义，她被Nature评为“中国十大科学之星”之一，获得中国青年科技奖—特别奖项、联合国教科文组织阿勒福赞杰出青年科学家国际奖、国际第四纪联合会尼古拉斯 · 沙克尔顿爵士奖章等。

文字：张燕

审核：付巧妹 刘志岩