付巧妹：成為古遺傳學家 在偶然與幸運之外

從「小鎮女孩」到屢屢改寫古人類史，蜚聲國際的古遺傳學家，雖然看起來是一個「改命」般的故事，但付巧妹不怎麼相信命運。雖然總是拒絕一個個「安穩」的選項，選擇冒險，也大都冒險成功，但追求、智慧、勇氣與付出，都是比幸運更值得討論的事。「我從哪裡來？我是誰？我要到哪裡去？」這是值得所有人思考一生的母題。

回憶起科研做出某個發現的快樂，付巧妹用「狂喜」描述——非常高興，好像什麼都可以忘掉。

但科研更像是一場馬拉松長跑，古遺傳學學科尤其少見即時的快樂，研究者更要習慣的是在漫長積累後的延遲滿足。攻讀博士的前三年，付巧妹「幾乎沒有什麼大的成果」，在第四年時才「砰砰砰」地連續出了一些成果，不過直到現在，一些領域內的同行發表文章，還會在致謝中加上付巧妹的名字，因她的研究對後來的研究有啟發性作用。那幅冰河時代歐洲人群的遺傳譜圖，被一些同行戲稱為「巧妹圖」。

撰文 | 徐競然

責編 | 李珊珊

成為古遺傳學家，小時候的付巧妹從未想過。

即使現在幾十次地出現在《Nature》、《Science》的作者欄裡，即使古DNA領域裡，她的研究成果常常和「首次揭秘」、「重新改寫」等詞連在一起。

雖然兒時就對數理化感興趣，且因為「又有抽象的邏輯，還有具體的現象」而格外喜歡生物，不過搜颳起童年的所有記憶，付巧妹幾乎也想不出任何學習的場景。「每天都很忙，忙著玩」。出生於江西的小縣城，在鄉間長大，上山爬樹，和小夥伴跑了好遠好遠的地方摘果子、採野菜、下河玩水、抓小魚小蝦。自由是童年的底色，玩是要緊事。「作業啪啪寫完，數學題只寫個答案，單位、過程和』解』字統統省了，寫完就去玩」。

關於要成為什麼樣的人，做什麼樣的事，獲得什麼成就，兒時的付巧妹很少考慮，「開竅晚，好像在另一個世界觀察自己」。

覺醒在17歲。面對一條安穩道路的召喚——師範畢業後，被分配成為一名小學老師，付巧妹突然不想過一種「凝固了的，能看見的生活」，她想，要有趣，有意思，要做讓自己興奮的事。

01

我從哪裡來？

「我是誰？我從哪裡來？要到哪裡去？」這是懸掛在人類頭頂的永恆的問題。人類的起源與歸宿，既藏著族群生命本質的奧秘，也隱喻著個體的自我意識與選擇。

如果將地球迄今的46億年歷史壓縮成一天，人類在最後的38秒登場，以毛茸茸的南方古猿身份。隨後的劇情狂飆突進，倒數第15秒，直立人學會了用火和製造工具，將將直立行走，倒數最後2秒，智人的蹤跡已遍布地球的每一個大陸，最後0.1秒，人類的第一個文明才匆匆建立。在時間的另一種尺度下，文明更迭在須臾之間。蒸汽機、電話、網際網路……這些人類看來巨大的裡程碑不過是長路上的一粒微石。

若將地球歷史想像成熒幕上的紀錄片，人類的故事將因進展過快而閃成一片花白，細節失落，脈絡模糊。

但人究竟何以為人？共存時間裡，滅絕的古人類和早期現代人如何互動？ 現代人又是如何一步步演化而來？很多年後，從事古DNA研究的付巧妹，探尋著「最後38秒」裡一些待解的謎題——利用遠古人類的DNA了解當時人群的遺傳關係，揭示人類演化過程中的細節。

因為搞不清「從何而來」，人類就像在黑夜中獨自立於崖邊，前路不可測，來路漆黑一片。為了給回望過去點一支「手電筒」，2013年，付巧妹曾共同開發出古DNA捕獲技術，將現代人的DNA做成一個吸鐵石般的引子，突破古代人類DNA被環境嚴重汙染，利用率不高的困境，將僅佔0.03%的人類DNA從含有大量土壤細菌DNA的雜質中吸附、富集並「釣取」出來，使得大規模開展古代人類全基因組研究成為可能。

藉助古DNA捕獲技術，她第一次準確推算出現代人與尼安德特人發生基因交流的時間；成功為一個4萬年前的「現代人」尋親。依靠從下頜骨中獲取的微量古DNA信息，她判定這個「現代人」的曾曾曾祖輩之一就是已滅絕的尼安德特古人類。

不過這種解謎遊戲，見證者早已隨風而去，永遠不能有裁判斬釘截鐵地宣布正解。真相在修正中釐清，也因此，突破性的發現意味著顛覆前人的參考答案。

從一塊4.5萬年前的早期現代人化石中獲得基因組序列，付巧妹發現了人類遷徙時「走出非洲」的路線並非只有單一南線，而是存在著「北線蹊徑」等多種路線的可能，而後，她繪製出翔實的冰河時代歐洲人群的遺傳譜圖，被評價稱「重寫了歐洲最早的現代人類歷史」，震動歐洲。她發現，歐洲人標誌性的藍色眼睛並非古而有之，冰河時期的歐洲人，在很長一段時間內都是暗色皮膚和棕色眼睛。而付巧妹所做的，所有古DNA領域學術研究，皆始於2009年。

那一年，付巧妹前往德國馬克斯·普朗克進化人類學研究所攻讀博士，這是無數古DNA研究者心中的學術聖地。師從古DNA領域泰鬥，那位在學生時期就偷偷克隆了千年木乃伊的古DNA，繼而開創古DNA領域的著名傳奇大佬斯文特·帕玻。

而數年前，17歲的付巧妹，這個江西縣城的小姑娘還正面臨著人生中的第一個重大選擇：師範畢業後，是就著最後一屆包分配的東風，順著父母的期望，做一名教師？還是拒絕鐵飯碗，讀高中、考大學？

02

我是誰？

不是覺得教師不好，這是她熟悉的職業，付巧妹的父親就是一位教師。何況千禧年左右的師範並不好考，往往成績優異的學生才能考上，那時的「鐵飯碗」更是一份讓很多人豔羨的體面工作。但付巧妹有自己的想法，「不想過一種凝固了的，能看見的生活」。

在此之前，對還沒「開竅」的她來說，很長一段時間都覺得「做什麼都行」。

不過閒暇時讀過的小說，那些經典的世界名著展現了一種更廣闊世界的圖景。對於改變，現實世界也提供了若干參考：師範不教授英語課程，但身邊總有好學的同學就著公共衛生間裡徹夜不滅的燈光整宿地學習，為高考準備，甚至自學大學內容。班主任自考出了心理學的博士學位。一位畢業後做了中學老師的學姐重回師範，給學妹們排舞，能編出很美的舞蹈。

「覺得大家都不可思議的厲害」，師範畢業前的最後兩個月，付巧妹開始反思，「我的人生就要這麼過嗎？一輩子都要這樣過嗎」。心裡有個聲音告訴她，「不想要現在的生活，想要另一種」。

飯桌上，付巧妹向父母提出想讀高中，去高考。母親表示支持，父親沒阻止。她了解父親的顧慮，希望她找一份穩定的工作。父親揣著許多家長共有的擔憂，一個女孩會不會後勁不足？初中理科學得好，高中理科是否也能學好？

「沒有阻力是很關鍵的」。成年後，已有一些成就與閱歷的付巧妹也說不清，如果那時的父親不同意、或是嚴厲地拒絕，她還會不會堅持。她感謝，父母沒有用經驗把她「拽」回去。

但「開竅」的確是從17歲開始。就像父親告訴她的那樣——所有的選擇都要你自己做決定，無論做什麼，選什麼都不要後悔，想一個最差的結果，是不是失敗了也能承受。

長大後再回望，那是冒險的序章。

坐進高中教室，英語三年沒碰過，新知識潮水般湧來，狂補短板，全憑自學。學習任務重，一個月內，付巧妹瘦了20斤，但她覺得「充實，快樂，興奮，腦子動起來了」。

那個「愛玩」的女孩自發地「刻苦」了。

「說喜不喜歡太抽象，那看自己興不興奮」。當時，對新生活的嚮往讓她興奮，如今，從事古DNA研究後，曾有同事問她「付老師，你就不知道休息嗎？」她答，「充足的睡眠就是休息」。

高中生活在緊張高強度的複習中結束，付巧妹考取了西北大學的文物保護技術專業。這並非一門「純粹」的考古專業，以化學為主，數學、物理、計算機等課程都在修讀範圍內。雖然畢業論文做了化學有機材料改性分析，但付巧妹念念不忘「生物」研究，面對本校遞來的保研機會，她再次拒絕了。

03

只要出現，必然能被發現

「何必，何苦？」親戚、老師勸她。但選擇權依然在她。

如何選擇？付巧妹問自己四個問題：自己到底要什麼？現有的，願不願意做？如果有另一種，哪怕還不知道具體會是什麼的，願不願意嘗試？如果嘗試失敗了，能不能承受？

「如果都是肯定的，那就往前衝。」雖然總是拒絕通常意義上更穩妥的道路，選擇另一種有點「冒險」的小徑，但付巧妹不願過多強調「選擇」。在她看來，只講選擇太輕飄飄了。「承擔」比「選擇」重要，思考「究竟適不適合，能不能衝」比一昧歌頌「衝一衝的勇氣」更有價值。高考前，付巧妹甚至想過「考不好，大不了回家種地」。

重新加入一百多萬人的考研大軍，她成功考取了中國科學院的碩士研究生，從事骨骼研究，通過骨骼的化學元素來了解早期人群的食譜。「摸索，如果覺得不適合，那就換，最後總會走到一條你覺得有趣、有意義的路上。」

不過即使「幸運地」摸索到了，「那也不是運氣」，付巧妹強調。要迅速、精確地解決問題。不躲避、不找理由、也不選擇性忽略，直擊根源，而最重要的是：「要面對自己覺得難以面對的事情」。事實上，比起技巧，付巧妹覺得，坦誠面對自己更需要勇氣。

高中語文作文不好，付巧妹每兩星期練一篇；大學之初的一次演講，上了臺，腦子一片空白，預期的內容，付巧妹只講了三分之一。但隨後的一次演講裡，風度自信，內容生動，她的進步讓輔導員驚訝。到了德國求學時，一些需要摸索的，某些節點有些難度的實驗只有她能做成，付巧妹因此被實驗室同事稱為「Magic Fu」。

但「Magic Fu」自稱，不是個細心的人。只是因為「知道自己粗心，才更謹慎」，她很少提及實驗所面臨的重重壓力。

化石的形成是件困難的事。生物必須死在「恰當」的地方，歷經無數次地球演變而不被劇烈損壞，還要在億萬年後再次被「有緣人」發現。據統計，大概每10億根骨頭，只有1根能變成化石。推測史前故事，支離破碎的古代人類遺骸是僅有不多的線索。數萬年前人的一小撮骨粉，藏著人類遷徙、人群演化與人類文明的無窮秘密。2010年，付巧妹參與的國際團隊就根據一個古人類的一個小手指的少量骨粉，發現了未知古人類丹尼索瓦人對大洋洲及東亞人群的一些遺傳影響。

材料寶貴，實驗的容錯率為0，「失敗再來一遍，是不能承受的後果」。

一次實驗到凌晨兩點半，付巧妹才爬回家，躺在床上，她腦子裡又習慣性地閃回實驗進程，復盤步驟推到關鍵之處，稍有凝澀，她一個激靈彈起來，「剛才是怎麼做的？會不會對結果有影響？有什麼影響？」再次確定無誤，付巧妹才安然睡下。

科研需要足夠的嚴謹。更何況，她的研究往往因刷新了科學界對古人群的認知，而被同行們放到聚光燈下詳查每個細節。

2015年，《Nature》刊登了一篇以付巧妹為第一作者的文章《一名擁有近代尼安德特人祖先的羅馬尼亞早期現代人》，此文更新了以往學界認為的——尼安德特人在5萬年前和現代人有基因交流的觀點，將發現現代人與尼安德特人基因交流時間向回拉了近1萬年。

但從研究過程來看，這項研究曾 「飽受質疑的」。從洞穴中發掘出的一個下頜骨，主人竟然就是見證古人類與現代人姻親交流的混血兒——曾曾曾祖輩之一就是尼安德特人？這樣的機率，似乎實在太小。得到結果之初，付巧妹就懷疑，是否是樣本的DNA被汙染了？DNA汙染是古DNA研究的經典難題。因為有機質能為微生物提供食物，人體的血肉與骨骼便成了微生物的「聚集地」。長久歲月裡，高度降解的古人類化石早已被微生物「重度汙染」。例如，在北京房山發現的一根腿骨，雖然是一位距今4萬年前的田園洞人的「零部件」，但經測量，從腿骨裡找到的人類 DNA含量僅佔0.03%。除此之外，若發掘研究稍有不慎，化石也會沾染現代人的DNA。反覆驗證後，結論無誤。求證任何不確定性，否定到不能再否定，自己給自己找茬，這是付巧妹的科研風格。

不過，面對如此精妙的結果，甚至連大Boss斯文特·帕玻都懷疑，「是不是搞錯了？」增加數據量，調整實驗方式，幾個月的驗證後，付巧妹給出的回答是「絕對沒問題」。

強行詩意的說法是，在地下埋藏了數萬年的失落屍骸，冥冥中終於遇到了能讀懂它塵封故事的人，跨越古今，血脈的秘密得以展露。但關於宿命與等待，都不是付巧妹喜歡的表述。她將其歸為一種統計學上的概率問題——「只要出現，必然能被發現，只是誰發現，什麼時候發現而已。」

「（我們）需要的不是偶然與幸運，如何在大量汙染裡找到有用有效的信息，非常困難，而常規的研究很可能錯過這樣有價值的結果」。

04

要到哪裡去

初到德國求學，付巧妹壓力頗大。體重也證實了這一點，如高中時一樣，這一年，她又瘦了二十斤。

在馬克斯·普朗克進化人類學研究所，挑戰與機遇並肩而至。和國內不同，攻讀馬普所的博士更像是工作，前半年試用，每年都有考核，考核不過便會被淘汰，她「學得小心翼翼」。

看起來都是「考古」，研究的都是「骨頭」的事，實則千差萬別，對那時僅擁有文物保護學與體質人類學研究背景的付巧妹來說，在古DNA或基因組研究上，她是徹底的「小白」。組會上，團隊們討論尼安德特人基因組序列草圖，她猶聽天書一般，「非常痛苦」。即使過去近10年，再回想當時，也是紮實的苦澀。即使後來她才知道，那樣成熟的內容任哪個新人來聽，誰聽誰痛苦。

「要做什麼？看文獻，做實驗，思考，去真正地探索」。付巧妹消沉不了太久。

進組一個月，先打基本功，成摞成摞地讀文獻，邊讀邊琢磨，實在消化不了的，主動求教，怕頻繁請教打擾別人，付巧妹常攢著一個禮拜的問題請教師兄，一問問幾十個。文獻裡有人用數據分析，她覺得有意思，想「試試看，玩一玩，做一做」，於是自發撿起來大學的數理知識和編程。

而彼時，她感興趣的領域，正是古DNA研究的風口。第二代DNA測序儀的出現帶來了大量的信息，如何挖掘、處理大批量數據成了研究的重點、熱點與痛點。古DNA研究領域甚至因此重新洗牌，「所有人都在過渡階段，沒有人知道何去何從」，想迎風而起，不被甩下，不能害怕、設限，必須重新學習、研究、適應。

即使沒有古DNA或基因組經驗，付巧妹也和其他人站在了同一條起跑線上，她飛速學會了如何從遠古骨骼中採集微量DNA樣本，掌握了用以分析數據的演化遺傳學、生物信息學和計算機編程。

本科時代編程和數學知識的積累，恰好助她打開了局面，踏上DNA研究信息大爆炸的列車，疾速奔馳是時代對參與者的慷慨贈予。

於是，抵德短短4個月，付巧妹便因「吸收能力強，而且不僅是被動接收，還能自主互動」，迅速得到導師認可，被批准正式開始攻讀博士。

在接受《Nature》雜誌採訪時，導師斯文特·帕玻稱她為「最棒的學生之一」。2012年，當研究所拿到那塊4.5萬年前的腿骨化石，尚未確定如何研究時，一向對早期現代人感興趣的付巧妹主動提出研究問題，做估算，列計劃，給出解決方法。也因此，付巧妹成為了該項目的負責人，在她之前，幾乎沒有學生給重要項目「挑大梁」。

當《Nature》雜誌把付巧妹評選為「中國十大科學之星」之一，並被評價「幫助重寫了歐洲最早的現代人類的歷史」時， 她已經在中科院古脊椎動物與古人類研究所組建了一支具有國際化水準的研究團隊，專心運營自己在這裡建立的，具有亞洲最高水準的古DNA實驗室。

早前幾年，古DNA領域內的國際研究極不平衡，德國的馬克斯·普朗克進化人類學研究所、美國的哈佛醫學院等頂尖實驗室，長期主導著領域研究。付巧妹感到一種「國人的責任感」——要書寫自己人群的歷史，尋根亞洲人類的祖先。

2017年，基於中國四萬年前的田園洞人基因組，付巧妹為東亞人群古DNA研究打開局面，揭示了東亞史前人群的多樣性及遺傳歷史的複雜性，也突顯出對東亞更多不同時期、不同區域的人類樣本進行採樣研究的迫切需求。

2020年，通過大規模捕獲測序中國南北方人群的古基因組，付巧妹逐步揭開了東亞，尤其是中國史前人群南北格局、遷徙擴散及遺傳混合歷史的面紗。

不同於歐洲人群不斷被外來農業人群的遷徙加入而「換血」， 我國南北方人群雖早在9500年前已經分化，但基本呈同期演化，這意味著，中國的南北方人遷徙互動沒有受到明顯的外來人群影響，主要是內部人群間的互動交流。付巧妹推斷，這可能與我國是稻作和粟作農業的獨立起源中心有關，不需外來人群帶來農業，就能較好地自給自足。

圍繞著染色體、DNA和基因，卻擁有著遠超生物領域的意義，古遺傳學研究還是剖析社會互動、族群結構與人類文明的一個切面，「搭起框架，可以探討它與人類社會發展融合的諸多交叉」。

科研中的未知讓付巧妹痴迷，「人類本來就是一個未知，未知創造文明」。

05

永遠不要固化

一些刻板印象中，遙遠艱澀的古遺傳學學科常被評點為「不怎麼有經濟價值，和業務等實在的功用沒多大關係」。

但在古遺傳學家眼中，如果全以經濟價值來評判是件「太可怕」的事——「人類社會可能就不存在了。」

雖然人類的遷徙通常是為了趨利避害，更好地生存。但研究結果已顯示，至少早期人類很可能是輻射著進入到亞洲，並非只有一個「最快、最短、最方便」的單一路徑。古笛、雕像……種種出土的工藝品遺蹟也是極好的證明，除了活下去，古代人類還有精神需要。

研究數萬年前的人類演化，專業上的經歷帶給付巧妹思考思考：「永遠不要固化，不要基於現有的經驗去判斷」。至於遠古人類的更多意義，付巧妹覺得——永無定論。「不要有太多的功利心，（如果）很多事要是能解釋出來究竟怎麼有用，那已經是基於一個框架裡『狹隘』的評判了」。

在高中，多讀了三年師範的付巧妹曾被淘氣的高中男同學嘲笑「比同學們大兩歲」。不過，人生中沒有彎路，師範裡，她學了音樂、畫畫、籃球……習得了「為人師」的素養，如今在教導碩士生、博士生時仍然受益，「只要做有意思的事就不算虛度」。

同樣，史前人類的遷徙，幾萬年前的人類特徵，關於人類演化進程，再恢弘龐大的命題都要碾進如今日復一日的研究中，一點點推著完成。迄今最長的一項研究，付巧妹進行了8年，仍在繼續。

在浩如煙海的遺傳信息裡挖掘、篩選並解析有效信息，就好像在沒有指示的情況下去森林裡尋寶。問題與答案都滿載著不定向。可以關注群體的特徵，如古代人有什麼特點，但太大的問題使人迷失；也可以側重個體的信息，如這個人的眼睛是什麼顏色？但還要警惕，太小的問題難以抓住。

那麼，終極目標是？將古代人類基因組所有的重要性全部挖掘出來，沒有錯漏。就好像在沒有病歷的情況下，檢查出一個人所有的疾病既要全面，也要精準。

慢慢釐清人類演化的歷史脈絡，繪製出一幅完整的人類演化譜圖，是所有古DNA研究者共同希冀的夢想。「另一個夢想是希望有生之年找到屬於東亞人自己的，特有的古人類。」付巧妹說。

當然，付巧妹也有很多再近一點的目標：東亞人究竟經歷了什麼，形成了現在這樣的格局？是什麼使東亞人的毛髮、皮膚與歐洲人產生了區別……

如同付巧妹所喜歡的攀巖——大目標是懵懂的登頂，小目標則是眼前，力所能及範圍裡，可行的，能夠摸索到的一顆顆小石頭，一次只能踩一處，但連續延伸著就可以走很遠。

那是她在德國與同事們交往時收穫的愛好。來源於遠古人類在巖間的翻轉騰挪，這項被稱為「巖間芭蕾」的運動，需要技巧，也需要冒險精神。

攀到了高處，再次回望，才能看到一些來路上不曾發現的風景。「不必在意眼前的事到底要有什麼意義，唯一要想的就是：你內心深處最想做的事，是不是一直在堅持？」付巧妹說。

參考文獻：

1.《萬物簡史》

2.《把地球46億年歷史壓縮到一天，最後一分鐘人類才出現》

3.《張彌曼：只屬於極少數人的夜晚》

4.《中科院古DNA研究專家付巧妹：誰不曾有科研的迷茫期？》

5.《付巧妹做客墨子沙龍：古人類對於現在人群的影響》

6.《跟著DNA「神探」來一場尋根之旅：中國科學家揭開南北方人群遷徙與混合之歷史》