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解码古人类——女科学家付巧妹与骨化石的“对话” 精选

已有 1361 次阅读 2026-3-10 08:37 |个人分类:时事评论|系统分类:科研笔记

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中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副所长付巧妹研究员

四万年前人类腿骨在超净实验室里发出无声的呼唤,这位中国女科学家从破碎的DNA中拼凑出了东亚人的迁徙史诗。

在北京的实验室里,她透过显微镜观察一截四万年前的人类腿骨碎片,脑海中浮现的却是史前人类在欧亚大陆上迁徙的壮阔画面。

付巧妹这个名字,与中国古DNA研究紧密相连。

2022年诺贝尔生理学或医学奖得主斯万特·帕博曾称她为“最棒的学生之一”。而如今,她已成为国际古遗传学领域的领军科学家之一。

01  好奇的种子

付巧妹1983年出生于江西九江共青城-1,她的童年是自由而充满探索的。“我小时候生活环境很自由,从小就在山上玩耍,对自然界产生了浓厚的兴趣。”

这种与自然的亲近,悄然埋下了她日后探索生命演化的种子。

高中时期,她对数学、物理和生物都表现出浓厚兴趣。然而人生的轨迹有时会出人意料地转弯。高考后,她被西北大学文物保护技术专业录取。

本科四年,她学习的是文理交叉的学科,以化学为主,同时涉及考古、文物鉴定等知识。尽管专业并非最初所想,她依然认真完成了学业,并于2007年获得西北大学理学学士学位。

02  关键的转向

本科毕业时,付巧妹面临人生的重要抉择。她的成绩可以保研本校,但她放弃了这一机会,毅然报考了中国科学院,希望转向自己更感兴趣的生命科学领域。

“当时,我是抱着考不上就找工作的想法的。”付巧妹后来回忆道。背水一战的决心带来了回报——她以专业第一的成绩考入中国科学院研究生院。

2009年,她获得硕士学位。此时,一个改变她学术轨迹的机会出现了。硕士导师推荐她去德国进行为期半年的学术交流。

这既是一次宝贵的学习机会,也是一次严格的考核。德国导师需要评估这位中国学生是否适合从事当时在国内几乎还是空白的古DNA研究。

03  师从诺奖得主

付巧妹前往的德国马克斯·普朗克演化人类学研究所,正是古DNA研究的重镇。而她的博士生导师,正是斯万特·帕博——2022年诺贝尔生理学或医学奖得主。

帕博是古基因组学的开创者,几乎是从无到有地建立了这一学科。在付巧妹眼中,导师是一个“执着、兴趣导向”的人。

进入这个顶级研究团队,付巧妹面临的挑战是巨大的。她的背景是文物保护技术和体质人类学,而团队讨论的是尼安德特人基因组序列草图等高度专业的内容。

“我基本上理解不了。”她后来坦言。更为压力的是,她既要完成国内硕士毕业论文,又要接受德国导师的考核。

04  突破与成长

面对挑战,付巧妹选择了迎难而上。她成摞成摞地阅读文献,自学编程和生物信息分析。每天,她都在脑海里反复回溯组会讨论的内容,寻找解决问题的办法。

“我有没有做到极致的努力?”这成为她常问自己的问题。这段经历让她一个月瘦了20斤,也让她在逆境中快速成长。

努力终有回报,她通过了德国导师的考核,也顺利拿到了国内的硕士学位。由于表现优异,她获得了在德国攻读博士学位的机会。

2013年,付巧妹获得德国马克斯·普朗克演化人类学研究所演化遗传学博士学位。随后,她留在该研究所从事博士后研究工作,之后又前往美国哈佛医学院继续博士后研究。

05  破解四万年谜题

付巧妹在博士期间接手了一个极具挑战性的课题:研究一块在罗马尼亚发现的、距今四万多年的现代人下颚骨。这块骨骼中的人类基因含量极低,微生物DNA污染严重。

“只有0.2%的DNA属于人类,其中又有70%的现代人线粒体被污染。”面对这样的“垃圾数据”,很多人可能会选择放弃,但付巧妹没有。

她主导开发了一种新技术:用现代人的DNA作为“诱饵”,将具有相似性的古代人类DNA“钓”取出来。

经过反复试验,这项技术获得成功。付巧妹不仅提取出那块骨骼里的古代人类DNA,还发现该个体含有6%-9%的尼安德特人基因。

这一发现证明现代人和尼安德特人发生过不止一次基因交流,首次明确了灭绝古人类和现代人之间的交集。

06  回国,填补东亚空白

2016年,付巧妹放弃了国外优越的条件,回到中国。她受聘于中国科学院古脊椎动物与古人类研究所,担任研究员和古DNA实验室主任。

当时,国内的古人类基因组学研究还相当薄弱。“如果我不去做,谁去做呢?”付巧妹坚定地说。

她的研究方向明确而重要:探索东亚人群的演化历史。此前,人类古基因组数据主要集中在欧洲和北亚,东亚地区的数据几乎是空白的。

付巧妹带领团队建立国内首个媲美国际顶尖水平的分子古生物学实验室。这是全球少数几个可实施操作一系列古基因组关键技术的国际顶尖实验室之一。

07  东亚人群的基因地图

经过不懈努力,付巧妹团队取得了一系列突破性成果。

2017年,她和团队捕获到较完整的田园洞人基因组序列。这是中国第一例人类古核基因组,也是东亚迄今最早的现代人基因组。

这例基因组来自北京周口店地区发现的、距今约4万年的“田园洞人”骨骸化石。研究显示,东亚人至少在4万年前就已经存在。

2020年,团队在《科学》杂志发表研究成果,揭示了我国近万年来南北方人群的遗传连续性。

同年,他们从青藏高原10万年前的“土”中,获得了东亚首例丹尼索瓦古人类DNA。

2021年,团队通过解析黑龙江、广西和福建等地区4万年来的人类古基因组,揭示了东亚长时间尺度下人群的动态遗传图谱。

08 传承与创新

在科学研究中,付巧妹继承了导师帕博的严谨态度。“当我们有了似乎是颠覆性的发现,帕博问的第一句话永远是‘是不是搞错了?’”

这种严谨的科学精神深深影响了付巧妹。“我们这一行,一旦得到一个出乎意料的重要结果,第一反应往往不是惊喜,而是担心搞错了。”

此同时,她也在不断推动技术创新。她主导开发的“古核基因组捕获技术”,实现了从大量环境微生物DNA中捕获微量人类DNA的突破。

付巧妹这样形容这项技术:就像在大海中捕鱼,鱼可能只有十几条,但微生物DNA污染的干扰就像海水。而新技术就像是“捕鱼人手里有了带追踪器的渔网”。

09 生命与选择

面对人生选择,付巧妹有自己的坚持。刚回国时,她的收入与国外有很大落差,也有机构开高薪聘请她。

“人这一辈子,如果只是为了钱,没什么意思。”她说。“一辈子的时间很长,不能只看眼前的得失。”

在她看来,做自己感兴趣、有价值的事才是最重要的。她觉得自己很幸运,因为工作正是自己感兴趣的。

“科研就像人生一样,是有不确定性的,本身就是一个螺旋式上升的过程。”付巧妹这样总结自己的科研之路。

如今,中国已在古基因组学领域凸显出重要的国际影响力和话语权。曾经的学术滞后局面已经扭转,国际地位日益提高。

付巧妹的办公室墙上挂着一幅欧亚大陆地图,上面标记着不同颜色的小点,每个点代表一个古代人类遗骸的发现地。

从北京周口店到青藏高原,从西伯利亚冰原到太平洋岛屿,这些点逐渐连成线,勾勒出东亚人群数万年来的迁徙与融合之路。

当被问到为什么选择这条艰辛的研究道路时,她总是微笑着说:“我研究的,是我们所有人的故事。”



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