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复旦学者用Y染色体侦破人类起源,还用茶来捕捉经络

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第一财经资讯 2021-04-17 10:16

三星堆遗址发现6处新祭祀坑后,三星堆文明来自古埃及、古巴比伦,甚至外星人的说法又在网上流传开来。

“三星堆遗址并不神秘。”很快,分子人类学家李辉就写了篇文章反驳,“向前追溯夏商历史甚至是史前历史,就能看出三星堆的来龙去脉。”

李辉是复旦大学生命科学院教授,主要科研方向,是用DNA技术来探索人类起源与文明肇始,尤其关注东亚人群的起源。通过分析古代人类遗骸全基因组,他复原了东亚现代人的起源过程,填补东亚早期历史研究空白。他的“出圈”,则始于2010年,用DNA技术揭开了曹操身世之谜。国际顶尖的《科学》杂志还做了一期报道,介绍他在“历史人类学”这个新领域的开拓性贡献。

然而,不管社交媒体上还是畅销书中,谣言跑得总比真相更快。“科学是生硬的,不以个人的喜好为转移。‘伪科学’是从个人喜好出发来选证据,往往说到人心里去了,能不受欢迎吗?”他喝了口茶,淡定地说。

4月初一个烟雨蒙蒙的上午,李辉接受了第一财经专访。初春的复旦大学江湾校区被洒上大片大片的嫩绿,穿过生命科学院六楼一条安静的、两旁都张贴着生物安全警告标志或是“实验重地、非请勿入”字样的长长走廊,就是李辉的办公室。与外面的郑重和严肃相比,里面可谓“别有洞天”。首先跃入眼帘的是花瓶里怒放的鲜花,还沾着新鲜的露珠。四周书柜里都放满了茶,茶具也很讲究。墙上还挂着一顶宽大的斗笠。

在这间小小的办公室兼茶室里,李辉一边研究分子人类学,一边研究茶和经络,把看似完全不沾边的领域融合在了一起。同时,他还致力于参加各种形式的科普,介绍分子人类学最前沿的研究成果,《人类起源和迁徙之谜》就是他最新出版的一本科普读物。

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从曹操身世到“白银案”

轰动一时的“白银案”告破后,李辉在朋友圈转发新闻并点评:“分子人类学的伟大胜利。”

作为这一领域国际顶级的专家之一,甘肃警方请他参与了相关数据分析。李辉说,破案的核心技术是以Y-DNA染色体鉴定为基础的男性检测,也就是大众熟知的亲子鉴定技术。通过Y-DNA染色体,警方初步锁定嫌犯家族姓氏以及地域分布,极大缩小了侦查范围。最后,经过指纹比对和DNA进一步比对,隐匿闹市28年之久的高承勇终于落网。

2020年2月,江苏警方也使用同样的技术手段,将28年前南医大奸杀案的嫌犯抓获。

Y-DNA染色体不仅可以屡破陈年旧案,还能澄清不少历史公案。2009年底,河南安阳发现曹操墓后,曹操身世之谜再次成为焦点。巧的是,在那之前,从耶鲁大学归国的李辉与复旦大学历史系教授韩昇等人一起,开辟了一个新的研究领域——“历史人类学”,目的是从遗传学的角度,去寻求很多考古、历史问题的突破。

曹操身世之谜成为这个新团队解决的首个难题。当时,他们在全国70多个曹姓中,根据家谱和文献记载,筛选出9家“曹操后代”。逐一做了基因检测后发现,有8家Y染色体都一样,是O2-F1462型,而该类型Y染色体非常罕见,仅有不到1%的人群才有。初步断定,这8家人有共同的祖先。

随即,李辉和韩昇奔赴安徽亳州曹操老家,那里有曹操父亲和祖父等长辈的家族墓地。在亳州考古所库房里,一位当年的考古队成员找出一个存放了30多年的旧信封,里面有两颗曹操爷爷和弟弟的牙齿。“我一看,还是亮晶晶的。”李辉回忆。大家都非常激动,拿回上海一检测,发现Y染色体果然是O2-F1462型。这样,曹操的真正后人得以确定,曹氏家族过去和现在的血缘联结也找到了。

曹操的爷爷曹腾是宦官。《三国演义》里说,曹操原姓夏侯,父亲过继给曹腾当养子后就改了姓。但李辉团队做了夏侯家的Y染色体检测,发现他们是O1型,两者相差甚远。“这说明,曹操后代和曹操爷爷辈是一样的,曹操父亲也不是外面‘捡’回来的,而是曹氏家族的人。”

被颠覆的人类进化观点

为什么Y染色体能有这么大的作用?李辉解释,主要是根据一个遗传学规律。人类有23对染色体,包括22对常染色体和一对性染色体。女性性染色体为XX,男性性染色体为XY。X染色体来自母亲,Y染色体来自父亲。Y-DNA染色体有个特别之处,即在传代过程中,与X染色体相应区段发生重组时,95%的主干部分为非重组区域,不与任何染色体发生重组。所以,子代能完整地继承父代的Y染色体主干而不受混血影响,从而保证了Y染色体主干严格的父系遗传。

“也就是说,有共同姓氏的男性可能有相同或相近的Y染色体类型。”李辉说,由此可以构建出一个个基因家谱。顺着基因家谱,小可以对一个家族进行溯源,大能研究种群演化,乃至人类进化,在历史和考古之外,为研究人类的前世今生提供新的突破口。

20世纪80年代以来,随着分子人类学的快速发展,以往很多人类进化阶段的观点都被颠覆了。比如1974年在埃塞俄比亚发现的阿法南方古猿“露西”非常有名,一度被认为是“人类老祖母”。但实际上,在两三百万年前的非洲同时生活着好几种人类近亲,除了南方古猿,还有傍人、真人中的能人和卢道夫人。“‘露西’顶多就是‘人类大姨妈’。”李辉开玩笑说。

最近十多年,人类DNA研究取得的重要成果之一,就是破译了现代人(即现代人类的直系祖先)的基因组,现代人起源问题得以明晰——所有现代人都是20万年内起源于非洲。“以前每个国家都觉得本国人民是本地起源的,比谁挖到的化石古老,就是从谁那边起源的。”李辉说,实际上各地发现的古人类化石并不都是各地现代人类的祖先,而是前两次“走出非洲”的古人类,他们在进化之路上被现代人所取代,没有留下直系后裔。

大约7.4万年前开始,现代人又再次“走出非洲”。但这个过程也并非如尤瓦尔·赫拉利在其畅销书《人类简史》中说的那么戏剧。按赫拉利的说法,因为发生了所谓“认知革命”,现代人智商“升级”,最终击败了尼安德特人。

而李辉的看法是,真正的原因很简单,印尼苏门答腊岛上的多峇火山大爆发,其当量接近1000座维苏威火山爆发,给全球生物带来了巨大灾难,欧亚大陆的智人(即尼安德特人和丹尼索瓦人)也因此濒临灭绝。而在遥远的非洲,当时气候比较好,幸存的现代人有条件快速繁衍,才为人类最后一次“走出非洲”扫清了道路。

“三皇五帝”可能不是传说

然而,很多人并不愿接受科学界公认的“非洲起源说”。两年前,北京某馆曾邀请李辉做中国人起源方面的讲座,一段时间后,他们打来电话,说馆里的专家顾问审核了讲座内容后没通过,认为“中国人非洲起源说”有问题,不适合讲。

这不是李辉第一次遭遇某些专家的“拒绝”。他说,有些历史学家和考古学家很欢迎跨学科研究,但有人却认为遗传学的介入是“领域被侵犯”,“饭碗被抢掉”,对他们很警惕。有时,相关的实验样本,还得靠和考古队的私交才能拿到。

除了《人类简史》中存在知识硬伤,一些关于中国历史起源的畅销书,明显也和科学研究结论不一致。比如几年前有本《跨越三千年的因缘:揭示华夏文明起源的惊天秘密》比较热,作者是一位民间历史爱好者,通过对古埃及的研究,“大胆地”进行了“令人耳目一新的论证”,得出“夏朝就是古埃及”的结论。

正因为类似观点存在一定的市场,也有一群支持者,所以李辉一直受到部分网友攻击。“有人还说我支持‘父权制’!我干吗支持?!”他有些哭笑不得。

李辉说话直率,快人快语。除了分子人类学,他最感兴趣的可能就是茶了。提到茶,他就滔滔不绝,还专门写过一本《茶道经》。他的办公室里有个高约50厘米的自制细脚铜滴壶,注入开水后,水从底部细孔流出,滴入绿茶,据说这样可以最大限度保存绿茶中的酚类。采访时,他一杯接一杯地喝着热茶,“经络都打开了”。

茶也好,经络也罢,这些看似和分子人类学无关的东西,其实最后都指向李辉正在做的中华文明起源研究。他分析中国男性的Y染色体,根据序列差异程度画成一棵进化树后发现,上面有三个节点,各有很多分叉,“这说明节点上这三个男人生了很多男孩”。他还注意到,中国不管什么民族,大约一半人都是这些人的后代。

再根据计算出来的后代序列差异,李辉进一步发现,这三个人分别生活在距今6800年前后、6500年前后、5400年前后。而这三个时间点,正好对应考古发现的中华文化三个扩张时期:高庙文化、仰韶文化和红山文化。李辉大胆猜测,这三个人很有可能就是“三皇五帝”中的人物。如果把这些问题都研究清楚,“三皇五帝”就不再是神话传说了。

在漫长的进化和迁徙过程中,人类可以通过一代代人的努力和牺牲,翻越一座座险峰,渡过一条条大河。对李辉来说,个人生命太有限了,中华文明起源这个问题非常令他着迷,但又是如此宏大;可以有阶段性成果,很难有终结之时。“比如说羌族和藏族怎么形成的,现在已经搞清楚了。但是彝族呢?纳西族呢?有那么多民族,什么时候能都搞清楚?”

“如果中华民族的人类学研究是一个美梦,我愿长梦不醒。”这是他在《人类起源和迁徙之谜》中写下的最后一句话。

《人类起源和迁徙之谜》

李辉 金雯俐 著

上海科学教育出版社 2020

对话李辉:母系社会是个假说,是否普遍存在还证据不足

《人类简史》中的错误

第一财经:你在新书中指出,《人类简史》的作者赫拉利对现代人走出非洲的原因解释错了,当时并没有发生所谓的“认知革命”。那人类进化史上,真正的认知革命发生在什么时候?

李辉:人群认知的整体提升不会凭空而来,不可能“顿悟”。身体、智商各方面都要有内在的提升,基因突变肯定也会配上。但现在问题是,没有找到人类在7万年前左右出现了与认知相关的基因突变。所以《人类简史》中说当时现代人出现“认知革命”,最终打败尼安德特人走出了非洲,可能是“伪科学”。

而在那之前和之后,都有科学依据表明,人类出现了“认知革命”。一次是20万年前,现代人产生了大量基因突变,其中就包括认知方面的突变,因此现代人跟祖先罗得西亚人智商差距很大。罗得西亚人已经灭绝了,我判断他们的智商大概就60左右,而中国人的平均智商接近110。尼安德特人智商估计大概在80左右。

另一次“认知革命”出现在约1万年前,人类进入农业社会。大部分人从猎人变成了农人,聚集在一起后社区变大,社会结构也变了。这时,人类的智商和认知又进行了一次大的选择,很多新的突变也随之产生,在此基础上形成不同的文明。

第一财经:之后人类认知一直就处于比较稳定的状态吗?

李辉:也不稳定,人类智商随着人群的聚集和社会的复杂性在不断提升。奇怪的是,从有记录开始,英国人的智商从维多利亚时代以后反而下降了3个点。具体原因当然非常复杂,我分析,其中一个原因是当时英国社会结构发生了很大变化,一夫一妻制产生,而之前是没有的。这可能对人类进化选择以及淘汰,都有很大影响,也就是生育权平等后产生的影响。

长期以来,人类社会男性生育权是不平等的。比如黄世仁有权有势,可以娶很多妾,生很多儿子,他的基因就有很多拷贝。杨白劳穷得不得了,好不容易娶个老婆,但只生了个女儿,他的Y染色体就留不下来,所以他们的基因传播率也不平等。父系社会这种现象很普遍,这也是父系基因多样性特别低的原因,造成人群之间差异很大。

种族之间没有进化差异

第一财经:说到人群之间的差异,就会想到种族问题。现在一些国家和地区种族矛盾激化,极端种族主义思想抬头。从分子人类学角度,你觉得不同种族之间有差异吗?某些种族确实就“高人一等”?

李辉:现在美国和欧洲种族问题都很突出,美国还专门组织过一大堆科学家——包括我在耶鲁大学的导师也参与了,从遗传学方面写了很多文章“论证”种族不存在,种族之间没有生物学差异。

但是你想想看,科学家这么说,良心上过得去吗?所谓的政治正确,有时是政治不正确。毫无疑问,种族主义肯定是不对的。但问题是,种族真的不存在吗?黑人和白人之间没有生物学差异?这明显不符合常识。所以我们要消除种族主义思想,一定要认识到种族到底是怎么形成的,种族之间的差异体现在哪里,才能去真正反对。

种族主义的错误在于,认为种族有高低贵贱之分,由此导致人类历史上多次种族灭绝惨剧。比如有人说,种族之间有智商和进化程度差异。实际上人类各种族,都是20万年前从同一个“根”上发展出来的,都起源于非洲,大家的经历、历史都同样长,没什么谁进化、谁退化的,我们是一个“人类命运共同体”。

第一财经:只是后来被人为增加了很多政治因素。

李辉:对。这里还要澄清一下,种族主义和种族是完全不同的概念。人类的种族是个生物学概念,根据肤色、身高等特征分成不同地理种。不同种族为了适应不同气候,肯定会在某些性状上产生一些优势,某些性状上产生一些劣势。但这些劣势和优势只是针对不同气候,或者在特定范围内相对而言,很难评价谁好谁坏。

比如东非的人擅长长跑,西非的人擅长短跑,这是种族差异。因为东非人更多是布须曼人的后代,布须曼人长期在草原上追逐猎物,就是擅长长跑。而西非那么多森林,长跑用来干吗呢?所以西非人爆发力强,擅长短跑。又如中非热带雨林里面的俾格米人,身高就1米3左右。对我们来说这么矮是个劣势,但他们在丛林里可以生活得很好,我们就活不了。

所以,我们现在提“人类命运共同体”,目标就在这里,大家的生态环境、地理环境、历史背景、文化积累都是不一样的,必然也会选择不同的生活方式,不同的文明形态。而不同文化、不同文明都在自己的生存土壤里面生长,并不存在某个文明形态好,某个不好,要来改造你,这是不对的。所以认可多样性,互相尊重、互相平等、和平共处,这才是共同体的概念。

母系社会是个假说

第一财经:这两年女性意识崛起,女性话题也比较热。人类出现过母系社会也是个流传得很广的说法,但你在书里说母系社会阶段只是一个假说。

李辉:母系社会这个提法,分子人类学上不支持,也没法支持。从现代人的谱系研究可以发现,男性的谱系不断在简化,比如说父系社会里,一个村子里全都是一个爷爷生下来的,女人都是嫁进来的,这样男人的基因类型就变得越来越简单,多样性在下降。而女性的基因多样性不变,因为女人是嫁来嫁去的,所以一个村子一旦消失了以后,女性多样性不会下降,但男性的多样性就明显下降。这种情况在人类历史上不断重复,所以从人类演化谱系上,我们确实看到,男性的基因多样性很低,女性的基因多样性高,那就说明父系社会时间很长,很普遍,很广泛。

考古上也没有发现过普遍的母系社会,基本都是男性基因一样,女性基因不一样。有没有女性基因一样,男性不一样的呢?也有,比如在山东莱芜附近出土的新石器时代早期墓葬里,确实看到了女性基因一样,男性基因稍微有点差别。但差别也不大,分不出到底是母系社会还是父系社会。所以,目前为止没有足够证据表明,人类社会存在一个普遍的母系社会阶段。

第一财经:那母系DNA在人类遗传和进化中有研究价值吗?

李辉:线粒体DNA是母系遗传的。线粒体是人体能量制造工厂,我们的思考、运动、代谢,所有能量都是由它提供的。而能量代谢和提供的效率,跟环境有很大关系。冷的地方线粒体不能太平静,一定要经常活跃,热的地方又不能太活跃。所以在不同气候、环境里,线粒体会有极大差异,而且线粒体是独立进化,独立受选择的。

线粒体DNA的这些活动规律,就可以用来看人类进化中如何适应不同的气候,以及当时的地理区域性特点。比如不管什么民族,迁到岭南后,线粒体DNA都变成B型;而不管什么民族,迁到长城以北,线粒体DNA中完全没有B型。但有古人类学家检测了4万年前,北京周口店附近生活的古人类“田园洞人”后,发现他们的线粒体也是B型。

这说明什么?说明当时周口店气候温暖,因为B型线粒体DNA能适应南方生活,适应热带生活。所以线粒体的价值就在这里,不能简单地把它认为是民族迁徙的标志,更多是在小范围里、在比较近的时间里发生的选择变化,是气候适应的地理性标志,能解决很多适应性的问题。

经络中的基因秘密

第一财经:除了人类起源和迁徙,听说你现在还在做经络研究,用实验捕捉经脉的流动信号?

李辉:经络研究很多人听了就觉得不靠谱,其实这是有问题的。经络一点都不玄,一定要用科学的思想去研究,不能没搞清楚就直接否定。

以前通过解剖学分析,肉眼是看不到经络的。后来复旦大学的费伦、丁光宏教授通过物理、化学方式,发现经络确实存在。经络是一种胶原蛋白组成的特殊光纤结构,有特定红外波段。光纤空隙中间大量的有机大分子、离子流动时形成电流,会发热,人就出现发热、酥麻的感觉,古人描述成“气”。

以前有人试过用针灸来捕捉经络,但是没能捕捉到整条经络。我就想,既然经络会产生热量和电流,那就可以用“药物归经”的原理去实验。结果在实验了几百种药物、食物后,发现归经效果都比不上好茶。喝了好茶,人体的不同部位会迅速发热,甚至大量流汗。而且茶分六大类,正好对应人体六个正脉;每一大类茶里面又分两个小类,可以对应每个脉里的两根经。

所以我的实验是这样:实验者喝最好的茶,每喝完一道好茶后,马上用高清红外扫描身体,最后拍出了12种图像,发现跟传统中医上画的经络走向完全符合。

这个影像实验最先是从我自己开始的,我夫人来帮我拍摄影像。当时,我每天就喝各种茶,观察红外辐射发生的时间和方式。我们俩研究了国内还有从印度、斯里兰卡、日本、新西兰等地收集来的茶,一共有512种。

中医认为,每到一个时辰,一条对应的经络就会打开。这里面其实涉及蛋白通道分子结构问题,深入研究这些机理,实际上对以后的制药,尤其是靶向用药,可能是个非常大的改革和突破,这也将是中医和中华文化对整个世界的极大贡献。

第一财经:可能有人会问,经络研究和人类学有什么关系?

李辉:人类学本身就是跨度很大的学科,原来有4个分支,分为文化人类学、生物人类学、考古人类学和语言人类学。我们这里的现代人类学是把4个分支完全融合在一起了。生物人类学研究人的表型形态和基因型结构,经络就是一种表型。

我做经络研究的目标是,想知道基因怎么控制人体形成,基因怎么造成人和人之间这么大的差异。现在,人类表型组的研究比较欠缺,包括人体的各种形态、反应、行为,怎么受基因控制的,都不是很清楚。而经络研究就是人类表型组里中医表型的一部分,所以我才花很多精力去研究。一旦缺乏跨学科的综合视角,就得不到有价值的结论。

可能还有人会好奇,中华文化形成背后有生物学、遗传学基础吗?当然有啊。为什么东方人的经络密度比西方人高?就和基因有关系,跟人类进化过程中气候环境的选择有关。所以,我首先得搞清楚经络这个现象,再去看基因是怎么控制经络的,进而看基因怎么受到自然选择。然后,再从民族演化、形成的过程中,看中医文化什么时候产生,同时还要在考古发现中找到中华文化起源的证据,这些都是很有意思的。

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