《尋找失落的基因組》:古老地球創造論者,不喜歡尼安德塔人和人類曾經混血這個發現

《尋找失落的基因組》:古老地球創造論者,不喜歡尼安德塔人和人類曾經混血這個發現
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我們想讓你知道的是

在常人的觀念中,尼安德塔人高大健壯,渾身肌肉,有些粗野,也可能有點單純。對於男性來說,其中一些特點是可接受,甚至是正面的,但是一般認為有魅力的女性身上並沒有這些特質。

唸給你聽
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文:帕波(Svante Pääbo)


論文發表後,媒體一如預料地陷入瘋狂狀態。我之前和記者打過交道,覺得有點疲倦不堪,因此讓格林、賴克、克勞賽和聯盟中的其他人去應對媒體。事實上,在論文發表的那一天,我的行程剛好是到美國田納西州納許維爾的范德比爾特大學(Vanderbilt University)做一次大型演講,這次旅程很久以前就已經計畫好了,剛好可以讓我遠離媒體帶來的騷動。

不過這個讓媒體興奮的事件還是影響到友善的主辦單位,他們發現有說話聲音聽起來怪怪的人打電話到我的旅館說要找我,想到基督教基本教義派的人士可能反對這個人類演化起源的發現,因此擔心我的安危,請警方追蹤電話,結果發現電話是從校園中打出來的,不知何故這讓他們更緊張,派了兩位警察便衣打扮,只要我進入校園便跟在我身邊。這是我第一次演講時身邊跟著警衛,我很感激他們關心我的安全,這樣的照應讓我覺得自己很重要,但是兩名身穿黑衣的大漢戴上耳機,帶著懷疑的眼神盯著每個想要接近我的人,這讓演講後我和師生一起交談的場面有點尷尬。

尼安德塔人的論文在2010年冷泉港基因組會議即將開始前發表,因此我直接從納許維爾前往長島。四年前,我在這個會議室中宣布展開這項計畫,我很高興現在在同一個地方說明我們的發現。演講的最後,我說我希望尼安德塔人的基因組未來能成為科學家有用的資源,而這個未來在我走下講台後五分鐘就發生了。

下一位演講者是史丹福大學的研究生麥克林(Corey McLean)。我坐下來時,隱隱覺得我不會羨慕他,因為他在一個吸引許多人注意力的演講之後上台,要再吸引人的注意力並不容易。但是我很快就後悔自己有這種傲慢的心態,他的演說精彩萬分。他分析了人類和猿類的基因組,找到了總共583個大片的DNA區域是猿類有、而人類已經缺失的。他檢查了這些區域中的基因,找到人類失去的一些有趣基因,其中一個基因所製造出的蛋白質在陰莖棘(penile spine)中出現。陰莖棘是猿類特有的構造,能夠讓牠們快速射精。人類沒有陰莖棘,因此可以享受比較長的交合過程。麥克林發現這個基因喪失的原因可能就是這個。人類另一個缺失DNA區域中含有的基因,製造出的蛋白質可能會限制神經元分裂的程度,這可能與人類腦部比較大有關。

這些結果都讓人著迷,不過最讓我高興的是,在尼安德塔人基因組公開給大眾取用之後幾天,麥克林就已經檢查了尼安德塔人的基因組,看看裡面有沒有現今人類缺失的區域。這正是我希望我們的成果能夠應用的方式:讓其他研究人員找出人類演化過程中發生改變的時間,以拓展研究的範圍。麥可林發現尼安德塔人也沒有那一段陰莖棘基因的區域,因此馬上就可以知道尼安德塔人器官的細密構造,這是化石紀錄無法呈現的。尼安德塔人基因組中也沒有那段限制腦部的區域,這個發現在預期之中,因為我們從化石知道,尼安德塔人的腦子和現代人類的一樣大。不過某些他還沒有仔細研究的區域在尼安德塔人中並沒有消失,將來的研究將會指出現今人類的這些區域是否還在。若是這樣,這些區域的有無可能造成了現今人類與尼安德塔人的差異。

會後我無法與麥克林說話,因為許多人圍著他要和他說話,我的狀況也一樣。但是隔天我找到他,告訴他我非常欣賞他的研究,他做的事情讓我非常激動。我忍不住擁抱了他,就我所知,他是第一個把我們的基因組運用到自己研究上的人。

尼安德塔人基因組論文在科學社群中引發的反應之多,是我以前的論文所沒有的。幾乎所有的人都給予正面評價,其中最好的評價來自於美國威斯康辛大學麥迪遜分校的霍克斯(John Hawks)。霍克斯出於沃波夫門下,是多地區起源理論的建構者之一。他撰寫部落格,討論許多人類學的新論文與想法,充滿了反省與創見,在人類學界中深具影響力。他在部落格上寫道:「這是科學家給全人類的一個大禮。尼安德塔人的基因組讓我們能夠從外到內看清自己。我們現在可以瞭解並且知道,讓人類之所以成為人類的重要遺傳變化,以及我們能夠遍布全球的原因⋯⋯人類學就應該做這樣的研究。」我們團隊當然很高興,只有格林保持冷冷的距離,他給整個聯盟的電子郵件中寫道:「來人啊!給霍克斯一些氧氣吧!」

只有一個完全負面的反應引起我的注意,這個反應來自著名的古生物學家崔考斯。我知道他一向不認為遺傳學研究真能對人類學有所貢獻,因此我在論文發表前幾天把論文寄給了他,好讓記者在詢問他的意見之前,讓他有時間先研讀內容。我希望他讀了論文之後會相信我們做得不錯,我們甚至還交換了兩封電子郵件,我覺得他對我們的論文內容有一些誤解,試著在信中向他解釋。雖然我事前努力向崔考斯說明,但後來還是失望了。一個巴黎的記者寫電子郵件給我,問我對一段摘錄的文字有什麼看法,想必崔考斯對我們的論文有許多評論,這些文字就是從中引錄出來的:

「長話短說,我們已經有很豐富的化石結構證據,指出尼安德塔人和早期現代人類之間有基因交流,而這樣的結果最可能的是,尼安德塔人族群被擴張中的早期現代人類族群所吸收了,事情大約發生在四萬年前;換句話說,新的DNA資料和分析幾乎沒有什麼新鮮事值得討論⋯⋯這篇論文作者對於這些文獻幾乎一無所知,也不理解化石資料、現存人類的多樣性,或是在行為學與人類學的範疇中,人類演化上的改變⋯⋯總而言之,這篇論文花了很多錢,其中的分析技術非常複雜,但是對於現代人類起源以及尼安德塔人的研究幾乎沒有幫助,有些地方甚至在扯後腿。」

崔考斯真的認為有了尼安德塔人基因組序列之後,學界知道的事情要比以前少?這的確讓我感到驚訝。最後我寫道:「我很遺憾崔考斯博士認為這篇論文幾乎沒有增加我們對於尼安德塔人的知識。」雖然他有這樣的反應,但是我有信心其他人會發現遺傳學與古生物學能夠彼此互補。

許多人對尼安德塔人的基因組感到興趣,其中有些是美國的基本教義派基督徒,這可能是最讓人驚訝的事了。我們的論文發表之後幾個月,我和美國加州大學柏克萊分校理論演化基因組學的博士候選人馬茲克(Nicholas J. Matzke)見面。我和其他作者都不知道,我們的論文顯然在創造論者當中引發了一陣不小的討論。馬茲克解釋說,創造論者有兩種。第一種是「年輕地球創造論者」(young-earth creationists),他們相信地球、天體和萬物是在一萬到5,700年前之間的某個時刻,由上帝直接創造的,他們傾向認為尼安德塔人「根本就是人類」。在巴別塔崩落的時候,人類四散,尼安德塔人是其中一個種族,只是已經「滅絕」罷了。就結果來說,年輕地球創造論者對於我們的發現:尼安德塔人和人類混血,完全沒有疑問。

第二種是「古老地球創造論者」(old-earth creationists),他們接受地球很古老的觀念,卻反對演化是由自然之力而非神之手所推動。有個重要的古老地球創造論者教會叫作「理性信仰」(Reasons to Believe),其中的領導者是羅斯(HughRoss)。他相信現代人類是在五萬年前被特別創造出來的,尼安德塔人並非人類,而是動物。羅斯和其他古老地球創造論者,不喜歡尼安德塔人和現代人類曾經混血的這個發現。馬克茲寄了他上廣播的謄本給我,他在廣播中評論我們的工作說,這樣的混血是在預期之中,「因為創世紀的內容有早期人類開始異常邪惡行為的故事。」因此上帝可能必須「強制人類散播到地球表面各處」,以阻止這種混血,他把這種行為比喻為「動物的獸性」。

很明顯地,讀我們論文的人比我們之前想像的範圍還要廣。不過大部分的人知道自己的祖先曾與尼安德塔人混血,還是覺得震驚。事實上,許多人覺得這個想法很有趣。就和過去一樣,有些人自願接受檢查,看看自己是否有尼安德塔人的基因。9月初,我開始注意到一個現象:寫信給我的大部分是男性。我回頭整理這些電子郵件,發現有四十七個人寫信來說自己是尼安德塔人,其中四十六位是男性。我把這件事情告訴學生,他們認為可能是因為男性比女性對基因組研究更有興趣,但我不這麼認為,因為還有十二位女性寫信給我,她們並不認為自己是尼安德塔人,但是覺得自己的配偶是尼安德塔人。有趣的是,沒有一位男性寫信來說自己的妻子是尼安德塔人(不過之後有位男性真的寫信來這樣說了)。我開玩笑說,這是某種有趣的遺傳模式發揮了作用,我們應當好好研究一番。

不過,我們觀察到的是在文化上人們對於尼安德塔人的看法。在常人的觀念中,尼安德塔人高大健壯,渾身肌肉,有些粗野,也可能有點單純。對於男性來說,其中一些特點是可接受,甚至是正面的,但是一般認為有魅力的女性身上並沒有這些特質。我是在《花花公子》雜誌打電話給我約專訪時有這個念頭的。想到這可能是我唯一一次出現在《花花公子》的機會,我接受了採訪。專訪的結果是四頁的報導,標題是〈尼安德塔人之愛:你願意和她同眠嗎?〉,還附有一張圖片:一個結實骯髒的女人在白雪覆蓋的山脊上揮舞長矛,這個畫面絕對缺乏性吸引力,這或許可以解釋,為何幾乎沒有男性想與尼安德塔人共結連理。

另一個引起許多注意的問題是「非洲以外的人類都帶有些尼安德塔人的基因」的意義,這又和尼安德塔人的惡名聲有關。在非洲有個涵蓋政治與文化新聞的週刊叫做《年輕非洲》(Jeune Afrique),在非洲的法語區發行。這本雜誌報導了我們的研究,最後用下面這句話為報導定調:「不過有件事是確定的:由於尼安德塔人的外貌比較接近猿類,可見得那些認為撒哈拉以南的非洲人不如白人進步的人,什麼都不懂。」

一般來說,我發現人們對我們研究的反應,大多指出了他們自己的世界觀,而非我們可能知道四萬到三萬年前發生了哪些事情。例如許多人問,對於離開非洲的人類,尼安德塔人的DNA片段可能帶來哪些益處。雖然這並非不相干的問題,但是我卻有所警覺,因為這似乎意味著,由於這些DNA片段存在於歐洲人或亞洲人中(他們通常認為自己比其他種族優秀),這些片段應該有些好處。

我對研究的「無關係假設」(null hypothesis,開始研究某個科學議題時首先假設的基本概念),一直都是「一項遺傳改變不會產生有功能的結果」。接下來,我才會試著推翻這個假設。而在這個研究中依靠的方法,就是研究人類如何產生變化的模式,到目前為止,我們都還沒有發現能指出功能上有所不同的任何蛛絲馬跡,因此我對這些問題的答案是:我們還無法推翻無關係假設。或許我們所看見的,是遙遠的過去當中,跨族群往來極自然互動所留下的痕跡。我得承認,我們還沒有努力研究這點,但在論文發表的頭一年中,其他人的確發現了一些事情。

帕蘭(Peter Parham)是世界上頂尖的主要組織相容性複合體(major histocompatibility complex,MHC)專家。在人類的基因組中,MHC是最複雜的遺傳系統,我許多年前在烏普沙拉大學念博士班的時候,就是研究MHC。MHC所編碼的是移植抗原(這類蛋白質與組織移植時發生的排斥作用有關),身體內幾乎所有的細胞都有這類蛋白質。MHC的功能是抓住病毒或其他入侵體內微生物蛋白質的片段,將之傳送到細胞表面,而免疫細胞會來辨認這些片段。免疫細胞會殺死受感染的細胞以控制感染,避免傳播到全身。

我們會發現MHC,不只是因為它們能對抗感染的正常功能,同時因為它們的功能也包括了引發免疫系統對於移植體(皮膚、腎臟、心臟等)的強烈排斥反應。對於移植組織的排斥反應,可能是因為由MHC基因所編碼的移植抗原蛋白非常多樣,有幾十種或數百種變化,因此當某人從沒有親緣關係的人那裡移植過來一個器官時,捐贈者可能帶有不同的移植抗原,以至於接受移植者的免疫系統,會把移植物認為是外來物而加以攻擊。接受移植者終身要服用免疫抑制劑來對抗這種反應,即使移植物來自親戚而遺傳上差異不大,也是如此。如果移植體來自遺傳組成相同的同卵雙胞胎,兩者具有相同的MHC基因而有相同的移植抗原,就不會發生免疫所造成的併發症。移植抗原如此多變的原因還沒有完全釐清,可能是每個個體都有這樣多的變化,免疫系統才比較容易區別受感染的細胞與健康的細胞。

帕蘭檢查尼安德塔人DNA片段中被繪製到屬於MHC基因(編碼移植抗原)的部分。格林這時已經成為加州大學聖克魯茲分校的教員,他協助帕蘭找到更多這樣的片段,因為當初我們沒有把這些基因異常的多變性考慮進來。在我們的論文發表一年後,他們在一次會議上報告說,有一種特殊的MHC基因,在現在的歐洲人和亞洲人身上有、但非洲人沒有,出現在我們的尼安德塔人基因組中。事實上他們宣稱,歐洲人約有一半、中國人中有72%帶有的這個基因,是來自於尼安德塔人的。由於這些人的基因組中最多只有6%來自尼安德塔人,MHC基因的變化型在族群中出現的頻率大幅增加,可能對於新來的取代群多少有些幫助。

帕蘭指出,由於尼安德塔人在第一次接觸到現代人類之前,已經在非洲以外的地區生活了20萬年,他們的MHC基因變化型或許較能對抗只有歐亞大陸才有的疾病。因此,一旦有個現代人類從尼安德塔人那裡得到這些基因,帶來的好處就能讓這個基因出現的頻率大增。2011年8月,帕蘭和同事描述這些發現的論文在《科學》上發表。

2010年12月3日,我們的論文發表了七個月後,該篇論文在《科學》的執行編輯沙恩(Laura Zahn)寫了電子郵件給我,提到這篇論文獲得了AAAS的克里夫蘭獎。

我在科學生涯中曾獲得一些獎項,全都增加了我的自信。克里夫蘭獎很特別,它設立於1923年,每年頒獎給該年度刊登在《科學》的最佳研究論文,原本的名稱是「千元美金獎」,後來獎金增加到兩萬五千元。不過最讓我高興的是該篇論文的所有作者都獲獎了,這代表《科學》認為這篇論文是我們的聯盟共同完成的。就如當天晚上琳達對我說的:「在《科學》發表論文是件大事,不過發表了《科學》的年度最佳論文?那是夢想不到的事情。」

我和論文的其他兩位主要作者賴克與格林說了這件事,我們同意在AAAS在華盛頓特區的會議上一起領獎,時間是2011年2月。我們也決定用獎金在克羅埃西亞舉辦一次會議,聯盟的成員可以在2011年的秋天來開會,商討未來分析尼安德塔人基因組的方向。我期待2009年在杜布羅夫尼克會議中的熱烈氣氛能夠再次出現,因為就在我收到沙恩的電子郵件時,我們就知道在這次會議中不只要討論尼安德塔人基因組,我們還有世界上另一個地方的另一種滅絕人類的基因組要討論。

相關書摘 ►《尋找失落的基因組》:支持「多地區起源論」的人,不喜歡我們對尼安德塔人的結論

書籍介紹

本文摘錄自《尋找失落的基因組:尼安德塔人與人類演化史的重建》,八旗文化出版

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作者:帕波(Svante Pääbo)
譯者:鄧子衿

我們對他們的好奇,源自於我們對自己的好奇

是什麼,讓我們成為真正的人類?
尼安德塔人的基因是一扇獨特的窗口,
讓我們能藉此一窺我們人族親戚的生活,
同時也可能解開一個謎團:
為何尼安德塔人滅絕,而人類活了下來?

2010年,瑞典遺傳生物學家帕波宣布完成尼安德塔人基因組定序,從此人類演化研究邁入新紀元。在《尋找失落的基因組》這本書中,帕波描述自己在二十五年漫長的研究中所進行的工作,並敘述為了找出人類和近親尼安德塔人之間遺傳差異,最終獲致的成功,以及期間所付出的極大努力。

帕波從1980年代研究埃及木乃伊開始,不斷試驗萃取絕種物種DNA的技術,排除古代DNA汙染問題,建立可靠重建DNA準則,最終使用在重建人類演化史的聖杯上,定出共有三十億個核苷酸序列的尼安德塔人基因組。

由於演化人類學及古生物學家對於現代人類起源以及與尼安德塔人的關係,一向頗多爭議,帕波的研究透過基因組的分析,打破許多人對遺傳學真能對人類學有所貢獻的疑慮,解開人類演化之謎。

更驚人的是,他發現尼安德塔人並沒有滅絕,所有現代人類體內都帶有尼安德塔人的基因,也就是說,我們都是尼安德塔人的後代。這個發現讓人不得不重新描繪人類演化的歷程。

這是一個關於深具遠見的科學家與科學研究本質的故事,對於「我們是誰」這個基本問題,提供了豐富的見解。這也是一本好看的實驗室文學,科學家在探索科學真相時理論上的思辨,不斷檢驗實驗成果,並尋求出路時的波折連連,實驗室成員的互動以及與科學競爭團隊的競合,將科學工作的第一手資料極為生動地記錄下來。

  • 本書2015年曾以《尼安德塔人:尋找失落的基因組,一場重建人類演化史的科學歷險》書名出版
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Photo Credit: 八旗文化出版

責任編輯:翁世航
核稿編輯:丁肇九

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