當。第一個現代人類出現20萬至30萬年前的東非，世界與今天相比有很大不同。 也許最大的區別是我們——指的是我們這個物種的人，一個聰明人– 只是幾種人類中的一種（或古人類）同時存在於地球上。
來自知名尼安德特人和更神秘的丹尼索瓦人在歐亞大陸，到小型“哈比人”弗洛勒斯人在印尼的弗洛勒斯島上，智人之星住在南非的，多種古人類大量存在。
然後，在 30,000 到 40,000 年前，這些古人類中除了一種類型之外的所有物種都消失了，這是我們第一次獨自一人。
直到最近，人類歷史的謎團之一是我們的祖先在這些其他類型的人類滅絕之前是否與他們互動和交配。 這個引人入勝的問題是偉大且經常引起爭議的主題科學家們爭論了幾十年，因為回答這個問題所需的數據根本不存在。 事實上，對許多人來說，這些數據似乎永遠不會存在。
斯萬特·帕博然而，很少關注人們認為什麼是可能的或不可能的。 他堅持開發提取、測序和解釋古代 DNA 的工具，從而能夠對古代 DNA 進行基因組測序。尼安德特人,丹尼索瓦人和早期現代人類他們生活在 45,000 多年前。
為了發展古基因組學這個新領域，帕博榮獲2022年諾貝爾生理學或醫學獎。 這項榮譽不僅是對 Pääbo 所取得的成就當之無愧的認可，也是對演化基因組學及其見解的認可，它可以為更全面地了解人類健康和疾病做出貢獻。
DNA 揭示了混合和交配
過去幾十年對活人的基因研究揭示了人類歷史的大致輪廓。 我們的物種起源於非洲，大約 6 萬年前從該大陸擴散出去，最終傳播到地球上幾乎所有可居住的地方。 隨著現代人類在世界各地遷徙，其他類型的人類也存在，但基因數據幾乎沒有證據表明現代人類與其他古人類交配。
然而，在過去的十年裡，從化石中回收的古老 DNA 的研究已經深入到大約40萬年歷史，揭示了人類歷史故事中令人震驚的新曲折。
例如，尼安德特人基因組提供了明確表明人類和尼安德特人交配所需的數據。 今天活著的非非洲人繼承了約2% 的基因組由於這種雜交，它們來自尼安德特人的祖先。
最大的驚喜之一是，當帕博和他的同事對從被認為是尼安德特人的一小塊指骨碎片中獲得的古代 DNA 進行測序時，結果證明它完全是一個未知類型的人類，現在稱為丹尼索瓦人。人類和丹尼索瓦人也有交配現今，在海洋血統的個體中，丹尼索瓦血統的比例最高，介於 4% 到 6% 之間。
引人注目的是，來自一位 90,000 歲女性的古代 DNA 顯示，她擁有母親是尼安德特人，父親是丹尼索瓦人。 儘管仍有許多懸而未決的問題，但對古代和現代 DNA 的分析顯示，多種古人類不僅在時間和空間上重疊，而且交配也相對普遍。
您今天攜帶的古老基因
估計現代人擁有尼安德特人或丹尼索瓦人血統的比例當然很有趣。 但血統比例提供的有關這些古代交配後果的資訊有限。
例如，從尼安德特人和丹尼索瓦人繼承的 DNA 是否會影響我們細胞內發生的生物功能？ 這種 DNA 是否會影響眼睛顏色或疾病易感性等特徵？ 來自我們演化表親的 DNA 序列是否曾經有益於幫助人類適應新環境？
為了回答這些問題，我們需要辨識出散佈在現代個體基因組中的尼安德塔人和丹尼索瓦人 DNA 片段。
2014年，我的組和大衛賴克的小組獨立發表了第一張地圖 尼安德特人序列存在於現代人類的 DNA 中。 如今，大約 40% 的尼安德特人基因組不是透過對化石中的古代 DNA 進行定序而恢復的，而是透過間接方法恢復的。拼湊尼安德特人序列持續存在於當代個體的基因組。
同樣，2016 年我的組和大衛賴克的小組出版了第一個全面的現代個體從丹尼索瓦祖先繼承的 DNA 序列目錄。 令人驚訝的是，當我們分析當今人類中持續存在的丹尼索瓦人序列時，我們發現它們來自兩個不同的丹尼索瓦人群體，因此至少丹尼索瓦人和現代人類之間發生了兩波不同的交配浪潮。
對現代人類尼安德特人和丹尼索瓦人 DNA 的分析表明，他們的一些序列是有害的，並迅速從人類基因組中清除。 事實上，生活在大約 45,000 年前的人類中，尼安德特人血統的最初比例約為 10%。 這一數字在幾代人的時間裡迅速下降至 2%在當代個體中觀察到。
去除有害的古老序列也產生了人類基因組的大片區域，這些區域的尼安德特人和丹尼索瓦人的血統都顯著減少。 這些古老的人類序列沙漠很有趣，因為它們可能有助於識別有助於識別獨特的現代人類特徵，例如我們的語言、象徵思想和文化的能力，儘管存在關於只是這些特徵對於現代人類來說是多麼獨特。
相較之下，從尼安德特人和丹尼索瓦人繼承的序列也具有優勢，有助於現代人類在離開非洲時適應新的環境。 一些與免疫相關的基因的尼安德塔人版本在一些非非洲人群中出現頻率很高，這可能幫助人類抵禦新病原體的接觸。 同樣，一個版本EPAS1基因，它有助於高海拔適應在藏族人口中，是從丹尼索瓦繼承的。
人們也越來越清楚，從尼安德特人和丹尼索瓦祖先繼承的 DNA 序列加劇了當今個體的疾病負擔。 尼安德塔人序列已被證明影響兩者的易感性和預防嚴重的 COVID-19。 古老的人類序列也已被證明具有影響力易患憂鬱症、2 型糖尿病和乳糜瀉等。 正在進行的研究無疑將更多地揭示尼安德特人和丹尼索瓦人的血統如何導致人類疾病。
當我還是研究生時人類基因組計劃二十多年前就已接近完成。 我對遺傳學很著迷，因為我發現它很有趣，透過分析當今個體的 DNA，你可以了解數萬年前發生的人群歷史的各個方面。
今天，我同樣對我們 DNA 中包含的故事著迷，Svante Pääbo 和他的同事的工作使這些故事能夠以一種以前不可能的方式講述。
約書亞·阿基，劉易斯-西格勒綜合基因組學研究所教授，普林斯頓大學
