金力教授在复旦大学的演讲:写在基因中的历史

  遗传学是一门自然科学,它同人文科学研究有一定差别,因为自然科学的研究方法是假设驱动。一开始,研究者根据相关背景资料作出一个假设,然后相应地设计出一个实验,通过实验产生出数据,对这些数据做出分析以后来回答和检验原先的假设。这是自然科学的思维方式。遗传学实验作为一个工具,在研究过程中所作的假设,是从人文科学特别是历史学那里找来的根据,但一旦假设提出,后面的研究过程实际上不受其他学科的影响,而是遵循遗传学研究自身的路径和规律。得出结果之后,又必须回到原来的相关学科框架下去检验。所以,遗传学仅仅只是一个工具。这样一个工具对于历史研究有很大的作用。

  1963年3月生,浙江上虞人。复旦大学生命科学学院教授,博士生导师。1994年获德克萨斯大学生物医学/遗传学博士学位。现为德国马普学会外籍会员、国际人类基因组组织理事、上海市遗传学会理事长、上海市人类学会理事长,以及《基因组研究》等7家国际学术杂志的编委。主要研究方向为:医学遗传学及遗传流行病学、计算生物学、人类群体遗传学和基因组学。近年来承担了国家自然科学基金委、国家重点基础研究发展规划项目(973)、国家高技术研究发展计划(863)等多项重大课题。在《自然》、《科学》、《美国科学院院报》、《美国人类遗传学杂志》等发表论文200余篇。

  曾被聘为教育部长江学者(讲座教授),获杰出青年科学家基金、国家自然基金二等奖、教育部和上海市科技进步一等奖、上海市科技精英和优秀学科带头人等。

  一、研究人类历史的窗口

  如果说史籍上记载的是一个一个点,考古也是研究一个一个的点,通过史籍记载,我们可以把这一个一个点连在一起,那么,基因研究对于历史研究的贡献,也在于它能把人给关联起来。这使我们看到了历史学、考古学和基因研究相互融合、相互交叉的可能。

  有关曹操墓真伪的学术争论出现,使得生命科学的研究者与历史学者有了深入交流。今天,我试图从历史学的视角,讨论遗传学与历史学如何能够走到一起来。

  研究人类历史,最主要的窗口当然是史籍。史籍记载的是曾经发生过的事件。同历史学相关的还有考古学。考古学研究什么呢?考古现场会有一个墓或一个遗址,是人类活动留下的痕迹。这些痕迹是发生过的事件及其时间、地点、人物所留下的实物证据。通过史籍记载下来的历史事件是我们所看不到的,而考古则让我们回到过去,看到一些过去发生过的事情。

  现在,我们再增加一个考察坐标,那就是基因。实际上,基因虽然不能告诉我们历史事件中的时间、地点和人物,但它可以告诉我们人群间或者人物间的关系。比如,任何两个人之间的生物学关系究竟如何,借助遗传学分析就可以做一个推测;又比如,现在的汉族和藏族两群人之间的关系如何,也可以通过遗传学做分析和推测。所以,基因研究可以把人们关联在一起。如果说史籍上记载的是一个一个点,考古也是研究一个一个的点,通过史籍记载,我们可以把这一个一个点连在一起,那么,基因研究对于历史研究的贡献,也在于它能把人给关联起来。这使我们看到了历史学、考古学和基因研究相互融合、相互交叉的可能。

  如果我们试图推测历史上曾经发生过什么,我们主要依靠的是寻找历史的痕迹。这些痕迹可以从多个学科去分析,比如历史学、历史语言学、考古学甚至古生物学,还有人类学、气象学、进化遗传学等等。但是这些学科所告诉我们的时间纵深度是不一样的。比如,历史学可以使我们上溯到四千年前,这四千年已经上溯推衍得很远了,像甲骨文就是上溯推衍到三千年之前。历史语言学则通过语言的比较,去发现语言是如何进化、怎样分化的,最多的年限可上推到六千年前,如果要推到一万年前,则要借助一些猜测了。考古学因为有实物保存,从现在的学科发展来看,至少可以追溯到两百五十万年之前。而古生物学、古人类学和进化遗传学可以推得很远,因为人类和黑猩猩作为两个物种在进化上分开是在距今五百万年到七百万年之间。历史可以通过史籍研究去推测、了解,但史前史一直是遗传学和考古学的强项,尤其是遗传学,因为它基本上在推测史籍上没有的东西。

  所以,当历史学和遗传学交汇的时候,遗传学增加了时间上的深度。当然,遗传学和历史学最大的差别在于,遗传学是真实的。你可以到处说你是某位历史名人的后代。而遗传学只要获得了关于那位名人的DNA准确信息,就可以准确无误地告诉你:你究竟是不是他的后代。

  遗传学或者分子人类学可以做什么?在我看来,它是连接史籍、考古、家谱等的桥梁,其中家谱实际上也是一种历史记载。

  从遗传学角度如何看人类历史?非常简单,只有两件事情:人类是如何起源的,然后又是如何迁徙分化的?也可以用两个字来概括,即源和流。遗传学相比考古学、历史学有个很大的优势,它的研究对象主要是现在活着的人。通过研究现代人群的遗传结构去分析、推测人群的进化史。如果结果能同历史事件联系在一起,就可以不叫进化史,而叫人类史。

  今天,我会把分子人类学和遗传学两个名词交互使用,因为当遗传学应用到人类历史研究时,我们把它叫做分子人类学。

  遗传学家眼中的人类迁徙史是怎样的呢?很简单,他会告诉我们,人类起源于非洲,然后迁徙到世界各地。最近,美国《科学》杂志发表了两篇文章,作者通过对现代人和尼安德特人的比较,认为人类的祖先和尼安德特人的祖先在基因上有一些交流,但是尼安德特人对于现代人类的基因贡献是微乎其微的。而现代人类的祖先起源于东非,然后跑到了世界各地。基本上,人类祖先有两条路线,第一步部分人走出了非洲,到了中东;然后一支沿着印度洋沿岸往东,另一支往北往西迁徙。往东迁徙的成为了现代亚洲人的祖先,往西迁徙的成了现代欧洲人的祖先。于是,我们现在可以看到世界上有黄种人、白种人的差别。

  人群是迁徙的,迁徙以后会发生什么?史前的人类是很少的,迁徙出去的人群因为缺乏现代的通讯技术,所以与原来的人群就失去了联系。于是他们在信息上没法沟通,在遗传上也没法交流,因为遗传上要有交流的话,必须两个人群在一起。这就造成了人群的遗传隔离。隔离时间一长,人群就开始分化,不一样了。这种不一样包括人群特有的生物学以及非生物学特征,有人把非生物学特征叫做文化特征。

  人群的生物学特征是什么呢?我举两个例子,比如遗传学的特征,可以通过基因分析得到;体质形态的特征,即两个人长得不一样,至少黑人和白人一眼看上去长得就不一样;疾病的特征,即不同的人群常患的病都不一样。一些非生物学特征则包括文化特征、语言特征,后来还多了一种东西,民族特征。

  这些特征为我们提供了一些分析的途径。人群分开的时间短,相似性就大,分开的时间长,相似性就小。当然这里面有一个隐含的假设,就是人群分开后不作交流。我们可以因此去度量人群之间的关系,包括他们的生物学特征关系,以及非生物学特征关系。因为分隔时间的长短,导致他们分化特征的相似性不一样。为了更好地寻找这种特征,我们最好能把握一种可以直接度量的特征,并且可以很精确地加以度量。这就是遗传上的相似性。

  所以,我们尝试通过度量人群间的遗传关系去度量人群间的关系。这样,我们就等于找到了一把尺子。如果说遗传学和人文学科有交融的机会,无非就是说,我们可以把遗传学作为一个很好的测量工具,用来度量人群间的关系。





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