引言:北京时间10月3日,2022年诺贝尔生理学或医学奖被授予马普进化人类学研究所所长,著名的著名生物学家、进化遗传学权威——斯万特·帕博(Svante Pääbo),以表彰他在已灭绝古人类基因组和人类进化相关研究中的发现。今天,让我们走近斯万特·帕博及其“古基因组学”,了解这份诺奖学科的魅力。
01 学科简介:“我们从哪里来?”
“我们从哪里来?“作为三大哲学问题之一,科学史几千年来不断有人尝试着回答这个问题。而古基因组学就回答了这个问题。从达尔文和他的进化论的横空出世开始,标志着进化学从这里踏入了全新的领域。数百年来,无数考古学家为搜集进化实证,有了各种各样的发现:通过化石的挖掘,我们发现数十万、百万年前的人类好像和现代人不完全一样,它们的骨骼形态、身体壮硕程度、头颅大小等特征都有着或多或少的差异。它们像是“人”,但又不完全是“人”。
但是,这些不同人种之间,以及远古人种与当代人之间,又存在怎样的关系呢?这时候就要归功于另一科学领域的发展——遗传学的PCR技术。
在PCR技术帮助下,原本破碎存在的古DNA样本得以实现近乎魔法般的扩增,这也就使得原本困难的古DNA研究成为了可能。
而斯万特·帕博的贡献,就在于他实现了考古学与进化学的结合。从此,一门全新的学科——古基因组学诞生了。
02 学科人物:斯万特·帕博
毫无疑问,斯万特·帕博是古基因组学的核心人物。他一手创建了这门学科,并且将这门学科应用于越来越广阔的领域。
1990年,帕博加入慕尼黑大学,在这里,帕博开始了自己事业的高光时刻。他开始建构完整的古DNA提取流程,时至今日,他的标准也在世界各地的DNA研究室运用。1997年,他发表了重量级文章: Neandertal DNA Sequencesand the Origin of Modern Humans(尼安德特人DNA序列片段与现代人类的起源)。这是第一篇有关于古人类DNA研究的重要论文。在这篇文章中,帕博借助PCR的强大能力,建构了用于鉴别污染,重建序列,恢复系统发育关系的技术流程。
在帕博和他的团队的努力下,2014年,他们完成了对尼安德特人的基因组测序计划,这也是人类首次对一种已经灭绝的物种完成了基因组测序。而在此之前,尼安德特人一直被认为是一类灭绝的与现代人没有关系的古人类。2008年,帕博的团队还发现了另一个全新的古人类物种——丹尼索瓦人。这是人类首次通过基因测序发现的已经灭绝的物种。
自那之后,古基因组学的应用范围一直在得到扩展。比如在新冠疫情刚开始的2020年,帕博就领导研究发现,源自尼安德特人的一些DNA片段可能导致新冠症状更加严重,而大约有多达50%的南亚人和16%的欧洲人都携带有这些片段。
03 扩展课程:《科技与考古》
古基因组学作为一种全新科技在考古学领域应用而产生的一门交叉学科,本次被授予诺奖正是对其成果的肯定。进入21世纪以来,越来越多前沿科技突破和基础理论创新产生于学科交叉领域,高校教育也越来越重视培养学生的跨学科意识。武汉大学通识教育所提倡的“四通六识”的精神,实际上也是在培养学生的跨学科视野和意识。如果对更多科学技术在考古学中的应用感兴趣的话,不妨选择武汉大学国家级一流本科课程《科技与考古》继续学习。
课程简介:考古学和历史学对了解中华古老文明的发展和它对人类的贡献,深刻认识自然、人类的发展及其历史的关系,预见我国未来发展都有非常重要的作用。以史为鉴,科技考古对古代遗址、古代气象、古代地理、人文条件以及遗物的科学研究,可以告诉我们古代科学技术与人文的发展历程。科技考古学是利用现代科学技术分析研究古代遗存,取得潜信息,结合考古学方法,探索人类古代社会历史的科学,是考古学与自然科学相互渗透、结合的特殊边缘科学。科技在文物考古中的作用主要有考古发现、文物保护和文物鉴定三项任务。围绕着三项内容,本课程通过课堂讲授和观看录像等形式,深入浅出地介绍自然科学与技术的思想和方法在考古研究、文物保护和古玩鉴定中的作用与应用。
课程学习:可关注公众号“珞珈科技与考古“获取课程预告。每周课程会在bilibili平台同步直播。
文字:孙启硕
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