撰稿 | 法斗 西安交通大学博士生

排版 | AiBrain 编辑团队

在演化的历史上，人类曾先后三次走出非洲。

第一次：180-150万年前，非洲的晚期猿人一边迁徙、一边进化，一边生育，足迹和孩子遍布亚欧大陆，如东亚地区的北京猿人和欧洲的海德堡人。

第二次：留在非洲的晚期猿人演化成早期智人，走出非洲。随后，生活在欧洲的海德堡人脑容量逐渐增加，也学会了使用石器和火，逐渐演化成了能够适应寒冷气候、身材更魁梧、脑容量更大的尼安德特人。

第三次：留在非洲的晚期猿人演化成晚期智人，在竞争中胜出，导致先前的尼安德特人及早期智人（以及Pääbo发现的丹尼索瓦人）退出了历史的舞台。

2022年诺贝尔生理学或医学奖得主Svante Pääbo研究的重要性在于，通过开创性的研究方法，建立古基因组学及规则，使我们了解到没有物种是一座孤岛，来自人类已经灭绝的近亲（曾共同生活过很久的尼安德特人和丹尼索瓦人）的古老基因片段至今仍在影响着现代人类的生理机能。

2020年7月，Svante Pääbo团队在Current Biology期刊发表论文指出，现代人类对疼痛的敏感性遗传自尼安德特人，这也解释了欧美人群为何对疼痛更加敏感。

2020年9月，Svante Pääbo团队在Nature上发表文章指出，染新冠肺炎后发展为重症的风险遗传自尼安德特人（大约50kb长度的基因组片段），这一遗传风险在南亚和欧洲人群中最高，而在东亚和非洲则几乎没有。

2020年9月，Svante Pääbo团队在Molecular Biology and Evolution上发表论文指出，欧洲三分之一的女性从尼安德特人那里遗传了孕酮受体基因——一种与生育能力提高、妊娠早期出血减少和流产减少相关的基因变异。

此外，Svante Pääbo开创古基因组学也带动了领域内其他相关的研究。例如，应用对古DNA的分析方法，发现部分现代人的与免疫相关的STAT2基因，正是来自于尼安德特人。晚期智人到达欧洲之前，尼安德特人已在欧洲大陆生活了数十万年，他们的免疫系统已经适应了当地的环境，智人通过“基因渗入”（Introgression），借力了尼安德特人优势的免疫能力，从而更好地生活了下去。

此外，来自丹尼索瓦人的EPAS1基因，在现在的中国藏人和夏尔巴人中很常见。该基因参与表达特别是低氧（缺氧）环境下血红蛋白的表达，提高携氧能力，因此赋予了高海拔地区生存的优势。

总之，古基因组学Paleogenomics，通过揭示现存人类与已灭绝的古人类物种之间的基因差异，为探索是什么使我们成为独一无二的人类奠定了基础。

然而，尼安德特人身体粗壮，相比之下现代智人身体更加弱小，为什么最后胜出的却是现代智人？越来越多的证据表明，大脑的发育在现代智人的胜出过程中起到了重要作用，人类由此成为唯一现存物种。而古基因组学及分析在这个探索过程中也做出了突出的贡献。

例如，在0-3岁时期，婴儿的大脑迅速增大，而为了弥补大脑迅速生长的能量需求，身体发育相对更加迟缓。

与现代人相比，尼安德特人的大脑更大、身躯也更粗壮，因此婴儿出生时的困难也更大。那么，尼安德特人是如何处理生育困境的呢？

要在出生后拥有更大的大脑和更粗壮的身体，不外乎两种方法：一种是发育速度更快，一种则是发育时间更长。2017，发表在Science上的文章表明，尼安德特人正是通过延长”生长发育的时间，从而平衡更大的大脑和更粗壮的身体之间的关系。

2021年2月12日，加州大学圣地亚哥分校的Muotri团队通过分析发现，尼安德特人和丹尼索瓦人的NOVA1基因中的异亮氨酸在现代人类中被替换为了缬氨酸，并在Science上发表了文章。

尼安德特人也过着群居生活，拥有着容量很大的大脑，也会使用工具，但在数十万年的时间里，他们对这些工具的发展却很少。而大脑皮层的扩张和神经元数量的增加被认为是认知能力的神经基础。

2022年9月9日，诺奖得主共同通讯的文章在Science上发表，发现尼安德特人和猿类的TKTL1基因中的赖氨酸在现代人类中被替换为了精氨酸。

通过在小鼠、雪貂以及大脑类器官中过表达这两种拥有不同氨基酸的TKTL1基因片段，Svante Pääbo团队指出现代人类的TKTL1基因会产生更多的基底放射状神经胶质细胞，从而促进皮层产生了更多神经元。

这可能是现代人类与已灭绝的其他古代人类之间的认知差异的基础，也是我们人类比尼安德特人具有在使用工具、改造工具方面具有显著优势，甚至胜出的重要原因。