80后付巧妹：東亞人演化研究的拓荒者，也是三個孩子的媽媽
付巧妹，2022年諾貝爾生理醫(yī)學獎得主斯萬特·帕博“最出色的學生之一”。1983年12月生于江西，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所古DNA實驗室主任、博士生導師。
我第一次知道付巧妹，是在2016年6月。當時，她入選國際知名學術期刊《自然》雜志評選的“中國十大科學之星”，理由是：幫助重寫了歐洲最早的現(xiàn)代人類的歷史，并希望用古人類遺骸的DNA改寫亞洲的史前史。
此后幾年，有關她的新聞不斷進入我的視野：
2016年年底，她領銜完成的一項研究成果入選“2016年度中國古生物學十大進展”。
2017年5月，她與劉穎等7名中國青年科學家一起，入選第二屆美國霍華德·休斯醫(yī)學研究所（英文簡稱HHMI）“國際青年科學家獎”。第一屆入選的7名中國科學家中，還有顏寧、邵峰、張宏、王曉晨等青年學術明星。
付巧妹是典型的江西妹子，身材纖巧，長發(fā)披肩，酒窩帶笑，語調(diào)溫柔，散發(fā)著南方女孩的清純、靈秀；腳上那雙又厚又硬的運動鞋和手里捧的超大號塑料水杯，透露出同齡女性少有的爽利、大氣。
付巧妹做的科研工作，是用古DNA技術揭示現(xiàn)代人類特別是東亞人的演化謎團，古老、神秘而又現(xiàn)代；作為三個孩子的母親，她在工作與家庭、研究與休閑之間的平衡術，令人佩服；而她一波三折、步步驚心的求學經(jīng)歷，更讓人感佩。
作為科學界公認的權威學術期刊，《自然》雜志每年都會評選當年的“年度十大科學事件”。在該雜志評選的“2014年度十大科學事件”中，付巧妹領銜的關于“古DNA解密現(xiàn)代人起源”的研究榜上有名，并被視為“有理由慶賀”的學術成果之一。
迄今為止，中國入選《自然》雜志“年度十大科學事件”的科研成果屈指可數(shù)。付巧妹獲得這一殊榮時，剛到而立之年，而她牽頭開展這項研究時，還不滿29歲。
2013年2月，付巧妹順利取得德國馬克斯·普朗克進化人類學研究所（以下簡稱“馬普進化人類學研究所”）的生物學博士學位。剛做博士不久，她就被導師斯萬特·帕博（Svante Pbo）委任為負責人，牽頭攻關一個充滿挑戰(zhàn)的重點課題——研究一根4.5萬年前的西伯利亞人類股骨。通常，如此重要的項目只會讓年資很深的實驗室主任主持。
這根被命名為“Ust’-Ishim”的人類股骨，是科學價值難以估量的奇珍異寶。不知道它在西伯利亞河的岸邊沉睡了多久，后來它被一個尋找象牙的藝術家偶然發(fā)現(xiàn)之后，就一直被當作藝術品收藏。后經(jīng)科學家測定，這是一根生活在距今大約4.5萬年前的早期現(xiàn)代人的股骨，這根股骨的主人是在非洲和中亞之外所發(fā)現(xiàn)的最早有直接測年的早期現(xiàn)代人。
在平常人眼里，這不過是一根平淡無奇、毫無用處的朽骨,但在充滿好奇心的付巧妹看來，這可是求之不得的寶貝，一定隱藏著許多不為人知的秘密！
“有意思！”付巧妹兩眼放光，全身的細胞都為之激動。
興奮之后是冷靜。在此之前，付巧妹主要關注已經(jīng)滅絕的古人類，而現(xiàn)在要研究第一個全基因組的早期現(xiàn)代人，其思路和方法都大不相同。初生牛犢不怕虎，付巧妹首先通過估算劃定所需的數(shù)據(jù)，提出要研究的關鍵問題，制定相應的解決方法；然后，她帶領大家一步步深入挖掘……經(jīng)過十幾個月的不懈努力，團隊終于得到了這個個體的線粒體、Y染色體及核DNA，并在現(xiàn)代人研究領域的兩大關鍵問題上取得了重要突破。
這項工作在國際學術界引發(fā)極大關注，付巧妹也因此一戰(zhàn)成名。
2014年2月，在馬普進化人類學研究所演化遺傳系做完博士后研究，付巧妹又轉到美國哈佛大學醫(yī)學院，研究人類遺傳學。
2015年年底，她從美國哈佛大學醫(yī)學院回國，成為中科院古脊椎動物與古人類研究所新成立的古DNA實驗室主任。當時，她剛剛32歲，是該研究所最年輕的實驗室掌門之一。
其實，這個古DNA實驗室的成立可謂“蓄謀已久”。付巧妹在國外留學時，就利用回國探親的機會，幫忙籌劃這個實驗室。說起回國的原因，她覺得非常簡單，自己就沒想待在國外。
已在利用古DNA技術研究歐洲古人類與早期現(xiàn)代人演化方面頗有建樹的付巧妹，開始把研究的視野轉向亞洲。在這個領域，亞洲人特別是東亞人的研究幾乎還是一片空白。這位年輕的掌門雄心勃勃，希望在東亞的土地上，還原亞洲人特別是東亞人的演化歷史，進而填補人類演化史上的學術空白。
什么是古DNA技術？付巧妹解釋說，在這一技術出現(xiàn)之前，人類演化研究的方法主要有兩種：一是體質(zhì)人類學方法，即運用CT掃描技術、3D激光掃描技術、幾何形態(tài)測量技術等高科技手段，對古代人類頭骨、牙齒等進行信息采集與分析，研究人類群體的體質(zhì)特征和形態(tài)結構的演變與發(fā)展；二是利用現(xiàn)代人的DNA反推古代人類的演化。
“這兩種方法都有一定的局限性?！彼赋?，第一種方法的觀察測量對人骨樣本的完整性要求很高，且停留在形態(tài)學層面；第二種方法，由于在人類演化的過程中，許多群體消失了，他們的DNA沒能遺傳延續(xù)下來，因此用現(xiàn)代人的DNA信息就無法捕捉消失的群體的信息。
20世紀80年代，古DNA技術在國外應運而生。所謂古DNA技術，就是通過現(xiàn)代分子生物學的手段，提取和分析保存在古代人類和動植物遺骸中的古DNA分子，用來研究人類起源與遷徙路線、人類遺骸的性別鑒定等內(nèi)容。該技術解決了許多傳統(tǒng)手段無法解決的科學問題，被譽為打開古代生命奧秘的鑰匙。
得益于新一代基因測序和大數(shù)據(jù)分析等技術的快速發(fā)展，古DNA技術從20世紀90年代開始大放異彩。它不僅能分析個體的DNA信息，還可以研究全球許多群體的演化；除了能研究年代更為久遠的古人類，也可以研究十幾萬年以來的現(xiàn)代人的演化。
不過在國內(nèi)，用古DNA技術研究人類演化還是名副其實的新興學科，許多人聞所未聞。此外，它也是名副其實的交叉學科，離不開考古、生物信息、群體遺傳、數(shù)據(jù)挖掘等多方面技術的協(xié)同。既新且雜，無疑為搭建實驗室、開展研究增添了許多困難。國內(nèi)高校沒有這個本科專業(yè)，招的研究生都要從零開始，由于涉及的學科多，各方人手既要分工明確又要相互合作。此外，除了經(jīng)常與國內(nèi)考古學、人類學、醫(yī)學等領域的團隊打交道，古DNA實驗室還與馬普進化人類學研究所、哈佛大學醫(yī)學院等國際團隊保持密切聯(lián)系。對于年輕的付巧妹來說，這不能不說是一個巨大的挑戰(zhàn)。
付巧妹最不怕的就是挑戰(zhàn)。回國以后，她一邊組建團隊、培養(yǎng)學生，一邊潛心耕耘、開疆拓土。從2016年開始，她帶領的團隊幾乎每年都會在《自然》《科學》《美國院士學報》《當代生物學》等國際知名學術期刊上發(fā)表重要文章，不斷刷新人們對自身歷史的認知，研究的觸角也從人類延伸到狗、大熊貓等動物身上。
2016年，付巧妹團隊與馬普進化人類學研究所合作，首次將亞洲人群納入人類起源和演化歷史的研究版圖。他們通過有效提取短DNA片段技術和大量DNA實驗，分析研究了51個末次冰期距今7萬年至4.5萬年歐亞人類個體的基因組數(shù)據(jù)，翔實繪制出冰河時代歐亞人群的遺傳譜圖。在《自然》雜志發(fā)表的這一成果，因“首次在時空大框架下展示出舊石器時代晚期的人群動態(tài)遺傳歷史”，被評為“2016年度中國古生物學十大進展”之一。
2017年，研究團隊對田園洞人個體進行DNA測序，完成了中國地區(qū)乃至整個東亞最古老人類的第一個全基因組測序。研究結果表明，田園洞人屬古東亞人，且與比利時的一種西歐亞古人類存在遺傳聯(lián)系，為東亞史前人群的多樣性研究提供了線索。該研究成果在《當代生物學》發(fā)表，《科學新聞》認為該基因組填補了東亞在地理和時間尺度上的空白。
2018年，付巧妹團隊從2.2萬年前的大熊貓化石中提取、捕獲了一個完整的線粒體，并對其基因組進行了測序。這是迄今為止進行基因組測序的最古老的大熊貓，為科學家準確還原大熊貓的進化歷史提供了重要的科學依據(jù)。
2020年1月，他們與中科院昆明動物研究所等國內(nèi)機構合作，獲得了中國古代家犬的線粒體全基因組。進一步的研究顯示，這種A2單倍型家犬可能曾廣泛分布于長江、黃河流域并占據(jù)主導地位，后期擴散到中國南方、東南亞、新幾內(nèi)亞、澳大利亞及太平洋的島嶼上。
同年3月，付巧妹團隊通過大規(guī)模提取、分析新石器時代以來67例青藏高原不同海拔區(qū)域人群的線粒體基因組，發(fā)現(xiàn)5200年前青藏高原人群和現(xiàn)今西藏人群之間有較近的母系遺傳聯(lián)系，并揭示出青銅器時代自低海拔至高海拔區(qū)域的人群流動。
同年5月，付巧妹團隊在《科學》發(fā)表論文，首次正式發(fā)表東亞，尤其是中國南、北方人群規(guī)模性、系統(tǒng)性的史前基因組研究。該工作證明了中國史前人群的南北分化格局、內(nèi)部融合過程、遷徙擴散模式及人群的主體連續(xù)性，并展示了南島語系人群的中國南方起源及遷徙流動在亞洲沿海人群史前史中所起的重要作用。
這項歷時8年之久的工作，填補了東方尤其是中國史前人類遺傳、演化、適應方面的重要信息，為解答中國人“我是誰？”“我從哪里來？”等問題提供了有趣的答案。諸如，早在9500年前，我國的南、北方人群就已經(jīng)分化；至少在8000年前，南北人群融合與文化交流的進程就已開始，4800年前出現(xiàn)強化趨勢；最早的南島語系人群源于與我國南方的福建及其毗鄰地區(qū)的相關人群，并且這一時間可以明確追溯到8400年前……
因此，審稿專家對這項研究給予高度評價：研究提供了非常珍貴的基因組數(shù)據(jù)，其代表的時間和區(qū)域，是前所未有而又必不可少的。
2020年5月14日，在中科院和國家文物局聯(lián)合舉行的重大科學發(fā)現(xiàn)與研究成果發(fā)布會上，時任中科院院長白春禮專門發(fā)來賀信：這項成果對于“探索中國史前人群的遷徙歷史、遺傳格局及內(nèi)部融合過程，對于明確現(xiàn)今主要生活在中國臺灣及太平洋島嶼等地的南島語系人群的祖先來源，具有重大的科學價值和社會意義”。
至此，以東亞人演化為主干、伴生動物演化為旁支的亞洲遺傳圖譜變得逐漸清晰。在全球人類的演化拼圖上，亞洲特別是東亞板塊日益鮮亮。
這支成立4年多的團隊，平均年齡僅33歲左右，堪稱人類演化研究國際賽道上后來居上的中國“夢之隊”。在現(xiàn)代人起源與演化研究領域，中國也因為這支快速崛起的“夢之隊”，從跟跑者、并行者，大步跨入領跑者的方陣。
“過鬼門關”
付巧妹并不是一直順風順水，她也經(jīng)歷過至暗時刻。研二的時候，付巧妹得到了一個去馬普進化人類學研究所考察的機會。
馬普進化人類學研究所在德國的東部城市萊比錫。冬去春來，付巧妹第一次走出國門，來到異國考察。確切地說，是接受考察，“過鬼門關”。
“過鬼門關”的說法，是她到所后從師哥、師姐那里聽到的。在她之前和之后，都有被淘汰、遣返的學生，中國的、韓國的、德國的都有。有的學生在那里苦熬了一年，結果還是被刷掉了。
對馬普進化人類學研究所有了更多了解之后，付巧妹明白了，他們?nèi)绱藲埧岬厮⑷耍共皇且驗闅埲?，這里的學術思維跟國內(nèi)不太一樣，他們的想法是：如果你不適合這個工作或領域，就應該及早抽身，大家都不要浪費時間。
最大的挑戰(zhàn)是專業(yè)。去德國之前，付巧妹認為古DNA應該還是和骨骼打交道，去了以后才知道，遠不是那么回事。這個技術在國際上是新興的頂尖科學，是從殘存的考古遺跡提取出DNA，分析、研究人類的演化歷史。它純粹屬于人類遺傳學，與她之前的專業(yè)差了十萬八千里。
“我當時覺得自己特別差！”那段時間，稱得上是付巧妹人生的至暗時刻：“實驗室每周五開組會，研討項目，交流進展，碰撞思想，他們講的我根本聽不懂。剛去的那兩個月，每周五的組會我都會感到崩潰?！?/span>
好在付巧妹不僅抗壓能力超強，而且自學能力也超強。星期五的組會聽不懂，周末她就一個人在辦公室“過電影”。白天的活兒做不完，到晚上接著干。而且，讓付巧妹竊喜的是，她在大學期間學的計算機、高數(shù)知識，現(xiàn)在都派上用場了！
原來，用古DNA技術研究人類演化是典型的交叉學科，既需要古人類學知識，更離不開基因測序等新興技術。于是，付巧妹一邊惡補人類演化知識的短板，一邊偷偷地鼓搗起基因測序等生物信息技術。
“你為什么要做這些老師沒有提到的事？”一次，當直接帶她的師兄、導師斯萬特·帕博的博士后偶然發(fā)現(xiàn)付巧妹在電腦上做生物信息分析時，忍不住問她。
“是我做錯了嗎？”付巧妹怯生生地說。
“不是你做錯了，是我很好奇，你不是學考古的嗎，怎么還會計算機編程？”師兄問道。
“我大學學的是文理交叉學科文物保護技術專業(yè)，學過一些這方面的內(nèi)容，而且很感興趣?！备肚擅眠@才松了口氣。
這里不能不提她的導師斯萬特·帕博。導師給付巧妹留下的突出印象有兩點：一是學術嚴謹，另一個就是對學生要求高?！耙_到他的要求是不容易的。”付巧妹告訴我，他不是簡簡單單地教你怎么做，而是要你自己動腦、動手，做到他所希望的。
直到現(xiàn)在，付巧妹都記得后來成為馬普進化人類學研究所所長的師兄對她說的一句話：“只要能在斯萬特·帕博的實驗室得到他的認可，以后做任何東西都沒有問題。”
“這個學生很聰明，而且自學能力超強，思考的問題也很深！” 到第四個月的時候，導師和師兄就已經(jīng)很認可她了。
付巧妹順利過了考察關，留下讀博士。跟她同時進去的另外兩個來自其他國家的同學，則遠沒有她順利。
在馬普進化人類學研究所的經(jīng)歷，不僅為付巧妹確立了此后的研究方向，更培養(yǎng)了她嚴謹細致的工作作風和正確的科學理念。
在馬普進化人類學研究所攻讀博士和做博士后期間，付巧妹不僅和他人合作做了幾個已經(jīng)滅絕的古人類的研究項目，還牽頭完成了4.5萬年前西伯利亞早期現(xiàn)代人個體的研究，一下子聲名鵲起。
導師斯萬特·帕博這樣評價自己的愛徒：付巧妹是我們招收過的最出色的學生之一。
看到這里，許多人會以為，付巧妹肯定是個一心撲在工作上、顧不上家庭和生活的“女漢子”。事實并非如此，她有三個孩子。在她成為實驗室主任前后，三個可愛的孩子相繼出生。
一邊帶團隊，一邊帶孩子，許多人都覺得不可思議。付巧妹講了一個小插曲：某個周末，她和她朋友一起帶著孩子去游樂園玩，朋友的老公開車送她們，兩個人便閑聊起來。他也是中科院系統(tǒng)的，得知付巧妹是中科院古脊椎動物與古人類研究所的，就問她，你認識你們所的付巧妹嗎？
付巧妹笑了：“我就是啊。”
那位爸爸瞪大了眼睛，滿臉驚訝：“付巧妹也帶孩子啊！”
講完這個小插曲，付巧妹很是感激：“多虧有家里的老人，他們都非常支持我的工作，幫著看孩子?！?/span>
但是，老人畢竟不能代替媽媽，特別是已上幼兒園的大女兒，更需要媽媽的陪伴。
當然，付巧妹是人不是神，一天的時間也只有24小時，如何在搞好科研的同時照顧好孩子？
她自有妙招。比如，早起晚睡。她一般6點起床，晚上哄孩子睡覺后繼續(xù)工作，一般要干到十一二點。再比如，隨時隨地辦公。不管是火車上、飛機上，還是開會的間隙，付巧妹打開筆記本電腦就會進入工作狀態(tài)。對她而言，哪兒都是辦公室。
在付巧妹看來，家庭和工作非但不矛盾，還能與孩子一起成長?！氨M管孩子還小，但經(jīng)常會問一些很有邏輯的問題，而且有些問題會讓你覺得，這還不簡簡單單是好奇心的問題，他們探究世界時的很多問題和角度，足以引發(fā)大人去思考?！痹谒磥恚囵B(yǎng)孩子的過程，也是自己思考的過程。
“你現(xiàn)在都是博士后了，怎么還這么累？”在快結束美國哈佛大學醫(yī)學院博士后工作的時候，她媽媽專程從江西老家趕到那里，照顧即將生孩子的女兒?？吹礁肚擅弥苣┮膊恍菹ⅲ铝税噙€要自己做飯、收拾，媽媽又是心疼又是埋怨：“早知道這樣，還不如當年直接當老師算了，工作不忙，生活也挺舒服！”
更讓媽媽不解的是，女兒回國當了實驗室主任，反而比以前更忙、更累了。盡管認為女兒的工作最重要，自己愿意全力支持，但當媽媽的有時候還是忍不住嘮叨：“人家都是先苦后甜，你怎么越上一個臺階越辛苦呢！”
是啊，科學研究是一個非常特殊的工種，其中的苦與樂，不光上了年紀的父母覺得不可思議，恐怕許多同齡人也很難理解。
“人生每個階段的困難都不一樣，到現(xiàn)在也是一樣。之所以愿意這樣努力，這樣專注，是因為對做的事情感興趣。如果是做感興趣的事情就很容易專注，不感興趣可能就不那樣了。”付巧妹說，“做科研最吸引我的，就是探索未知。在這個過程中做一些事，包括計算什么的，都讓我感覺很快樂。當然，在得不到答案的時候也很痛苦?？傮w來說，我還是享受這種過程的?！?/span>
她坦陳，做科研是挺苦的，但自己沒覺得苦?！拔覀兪窍脒€原人類演化的過程，搞清楚這個過程中發(fā)生了什么，也就是我們的祖先一路是怎么走過來，走到到今天的?！闭f到這里，付巧妹又激動起來，“我的工作跟任何其他科學一樣，有太多的未知。人類演化的這個過程并不是我們此前想象或認為的那樣，有很多事是我們想不到的。這些事情就發(fā)生在過去的人身上，是人類祖先的故事，而我們作為他們的后代，弄清這些事情就能知道我們自己是怎么來的，想想這個過程就很讓人興奮?！?/span>
當然，要想還原人類祖先的演化、變遷歷史，絕非易事。付巧妹說，人類的基因一代一代演化下來，并不像我們每個人的家譜，那么連續(xù)、清晰、一脈相承，因為這涉及氣候、環(huán)境、生存、文化等各方面的壓力，這些壓力迫使祖先們必須找到能生存下去的環(huán)境，這就需要不停地遷徙。這個過程中的每一天、每一年甚至每幾十年，乃至幾百、幾千年，都會有很多變化，可能有某個人群消失，或者是某個人群被大換血，等等。其中，有太多的未知數(shù)。
“有一些人會覺得不理解，你做的這些東西這么難，為何還要費這么大功夫去做？它跟國民經(jīng)濟、民生福利有啥關系啊？”說到這里，付巧妹有些無奈：“其實人不光有吃、喝、拉、撒的物質(zhì)需求，很多情況下還有對自身的追尋，這是精神上的追求?！?/span>
她舉了一個例子：大家都知道歐洲人是白皮膚、藍眼睛，但實際上歐洲人并不是大家通常所認為的那樣一開始就是白皮膚、藍眼睛。他們團隊在2016年的研究工作中發(fā)現(xiàn)，1.4萬年以后的歐洲人才出現(xiàn)藍色的眼睛，之前他們的眼睛是深色的?！?.4萬年之后，雖然他們已擁有藍色的眼睛，但皮膚依然是深色的，淡色皮膚出現(xiàn)的時間比藍眼睛還要晚?！?/span>
“當然，你不知道這些也不會對你的生活有多大影響。但是，當你第一次知道真相時，是不是會覺得很驚訝、很神奇？這種精神上的愉悅，是不是也是一種幸福？”
有句名言幾乎婦孺皆知：性格決定命運。對此，付巧妹有自己的理解——性格決定的不是命運，而是選擇。
說到選擇，這位“80后”真沒少折騰：師范畢業(yè)分配工作后重讀高中，高三轉學，高考選填志愿，放棄保研，考碩士換專業(yè)，上了碩士又換專業(yè)……
回顧自己的求學之路，付巧妹得出這樣的結論：其實每一種選擇都意味著有兩種可能性，可能成功，也可能失敗，并不是說哪個方向一定就會成功。但只要遵從自己的內(nèi)心去做出選擇，全力以赴了就不會后悔。
“其實事情沒有絕對的對與錯?！备肚擅谜f，好多事情不要想那么多、算那么多?！八隳敲炊?、想那么多也沒用，把最壞的情況想好，做好想做的事情，就行了?！?/span>
“可能有的朋友為了保險起見，去選一條最穩(wěn)的路，但是這個所謂的’穩(wěn)’，最后也不見得是讓自己開心的事情?！?/span>
她特別喜歡的座右銘是：天行健，君子以自強不息。
在付巧妹看來，這句話最能體現(xiàn)一個人努力去做自己想做的事情，同時愿意承受這個過程中的艱辛?！昂芏鄷r候不要太在意別人的看法，或者認為當下哪個是最值得的。不要讓這種想法限制住自己，要自強不息，去做自己喜歡的事。”
“當然，也不能盲目追求?！备肚擅玫挠^點是，“要自己喜歡，還能讓自己愉悅。就像我們見面之前，我在電腦上做一些自己感興趣的事情，哪怕這個東西很難、很瑣碎。在我這個階段，我還是愿意花很多時間去接受比較難攻克的挑戰(zhàn)。”
注：本文摘自《人民日報》高級記者趙永新新作《與女科學家面對面：成為你自己》，有刪節(jié)。
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