文科能发自然吗？北京大学考古文化研究所

来源：北京大学《自然》

出版文科顶级杂志是一种怎样的体验？

11月10日，北京大学考古文博学院宁超研究员联合马普人类历史研究所等国家科研机构，在著名学术期刊上发表了题为《Nature》的研究，指出包括日语、朝鲜语、通古斯语、蒙古语和突厥语在内的泛欧亚语系——很可能起源于约9000年前的中国，并在农业中传播和发展。

泛欧亚语系覆盖欧亚大陆北部的广大地区，东起日本、韩国和西伯利亚，西至土耳其和俄罗斯西南部。虽然这些语言有很多共同点，但关于泛欧亚语系的起源和传播历史一直存在很大争议，也是东亚史前时期研究中争议最大的问题之一。

通过结合历史语言学、古DNA研究和考古学，研究小组发现泛欧亚语系可以追溯到约9000年前中国东北辽河流域种植谷子的古代农民。这些农民后来穿越东北亚，泛欧亚语系也被带到了北部和西部的西伯利亚和草原，以及东部的韩国和日本。

010年至350002年还发现，无论是陶器时代的朝鲜遗址，还是弥生时代的日本遗址，都是中国东北文明的起源，有力地挑战了此前泛欧亚语言之间没有遗传相关性的假说，反驳了西方更早提出的“牧民传播假说”，即泛欧亚语言是在公元前2000年至公元1000年间由东向西迁徙的牧民传播的。

个人简介

宁超现任北京大学考古文博学院博士生导师、研究员。本硕和博都毕业于吉林大学。德国马普人类历史研究所考古系博士后研究员。

研究方向：分子考古学：应用遗传学方法追溯人的起源、混合、迁移和进化。例如，线粒体DNA、Y染色体DNA和全基因组信息用于对群体进行建模和分析。通过跨学科，结合考古学、语言学和遗传学的证据，我们希望对古人的史前历史有更全面的了解。

分子古病理学研究：通过宏基因组学分析，重建了古代遗迹中的细菌和病毒DNA，为病原体-宿主跨时间维度协同进化的过程和机制提供了直接的证据支持，为史前人类的非正常死亡提供了分子考古学解释。

分子法医学研究：通过亲缘关系对远古个体进行鉴定，是为了更深入地了解史前人类的社会结构、复杂社会的形成以及父系和母系社会的转变。

在北京大学考古文博学院或者其他学校读考古学博士是什么体验？前言：对于人类文明的保护，考古无疑是非常重要的。通过考古，我们可以了解各种信息，从而保护相应的文物。在北京大学考古文博学院或者其他学校读考古学博士是什么体验？

考古的经验其实北大考古文博学院等学校的考古经验都比较丰富，科研经费也比较充足。所以在这个过程中，我们总会遇到不同的考古项目，也可以提升自己的阅历和见识。而且对于每个团队项目，我都会有足够的论文产出，所以学术能力有了很大的提升。但是，在考古探索的过程中，也是辛苦的。不管是北大还是其他学校，其他学校，只要进行考古，必然会在野外环境中进行探索。而且这个过程中会遇到各种各样的问题，一定要做好相应的心理准备。除了国内考古，我也会去国外考古，有时候环境比较恶劣。但是只要你能有重大发现，你就能大大提高你的

选择大于努力。其实每个人对职业的选择都来源于高考。当时自愿选择报确实大于努力。如果选择了正确的方向，可以帮助自己取得很多的进步，并且在这个过程中，长大后可以有更多方便的地方。日常生活中也要多听多看，了解行业发展方向，选择符合自己兴趣的东西。而且能给你带来更多的薪水，所以会激励自己前进，做出好的选择，其实也是一种智慧。尤其是在专业选择的方向上，也可以多听听前辈的意见，这样才能选到自己真正喜欢的专业。

六年前发表的一项研究，被多次逆转，最终的解决方案是“只有反复实验”？作者胡

针对现代人起源的一项重要研究，中外学者在顶级杂志上展开了多次交锋。

2021年2月9日，美国公布了南京大学副教授孙雪峰的《跨学科交叉研究支持泛欧亚语系的“农业扩散”假说(Triangulation supports agricultural spread of the Transeurasian languages)》篇研究论文。该研究利用古代DNA和各种年代测定方法，确认现代人到达华南的时间不到6万年。

这一结果推翻了2015年中国科学院古人类古脊椎动物研究所(以下简称古生物所)等机构在《国家科学院院刊》年发表的研究结论，即“早在8-12万年前，华南部分地区就出现了完全现代的人类”。

如今，事件有了最新进展。5月25日，《古DNA和多种测年方式证实现代人晚到达中国南方》同期，美国公布了来自牛津大学古脊椎动物研究所、德国马普研究所等机构多位学者的三封审查信，质疑孙雪峰研究结论的可靠性。他们指出，孙雪峰的研究存在诸多缺陷，如“将鹿指向人”、14世纪碳的测定不准确、数据分析不规范等。

厦门大学人类学研究所所长王传超认为，这一争议问题的最终解决方案是古DNA和碳十四测年的反复实验。但是，这是一个技术性很强，非常依赖运气的工作，反复的实验不是任何时候都能完成的。这时候科学家可能只会选择继续等待，这也是古人类研究的一大特点。

争议开始了：阻碍非洲起源的“最后一颗钉子”被拔掉了？

现代人的起源有两种观点：一种是非洲起源，一种是很多地方起源。

前者支持现代人都是从非洲走出来的智人进化而来，他们取代了不同地区的原生古人类，成为霸主。

后者认为智人在走出非洲的过程中一直在与当地古人类进行杂交，他们共同走上了现代人类进化的道路。

这场争论的热点恰好在东亚。湖南道县傅琰东洞在解开东亚现代人起源和进化之谜中起着关键作用。

2011年9月至2013年底，古脊椎动物研究所和湖南省文物考古研究所连续三次进行考古发掘，出土了大量哺乳动物化石，其中最引人注目的是47颗古人类牙齿。

据科研人员测定，早在8 ~ 12万年前，中国南方部分地区就出现了完全现代形态的人类。2015年10月15日，《自然》发表了骨科研究所和吴的工作。

当时，对傅琰东人年龄的推测主要依靠两方面的证据。

首先，在地层中，除非有太大的扰动，年轻的视界永远在上面，老的视界在下面。如果化石层位于中间，那么它的年龄介于上下地层的年龄之间。因此，科学家对埋藏化石的上下地层进行了年代测定，结果显示距今8万年至12万年。

其次，从生物地层分析来看，具有这些人类牙齿的动物群的组成显示了晚更新世早期的特征。吴解释说，在动物群中发现了许多灭绝的物种，都是13万年前的。他们还用碳十四测定了一颗动物牙齿的年代，结果接近探测上限。

这项研究对于探索现代人在欧洲和亚洲的产生和传播具有重要意义。

在经典的非洲起源理论中，所有非洲以外的现代人都是一小群祖先的后代，他们在5万到10万年前离开了非洲。

根据现有的化石证据，最早的现代人出现在45000 ~ 50000年前的西亚和欧洲。因为古人类化石非常稀少，所以510万年前东亚地区是否存在早期现代人还没有确切的证据。

如果傅琰东人的年龄推定为真，他们出现在东亚大陆至少比到达西亚和欧洲的现代人早35000 ~ 75000年。那么傅琰东人的祖先来自哪里呢？他们是5万~ 10万年前离开非洲的一小群祖先的后代吗？还是他们早走了？他们是否与东亚早期古人类有过广泛的基因交流？问题变得复杂了。

但2021年2月9日，《国家科学院院刊》发表了南京大学孙雪峰的一篇论文，将这个问题拉回了原点。

2019年，他们在傅琰东发现了两颗新的“人类牙齿”和几块哺乳动物化石。

这一次，他们采用了一种更直接的方法，即提取并测序了“人类牙齿”的古DNA，建立了种群关系进化树，并用碳十四对“人类牙齿”和动物牙齿进行了年代测定。

根据这两个结果，他们得出结论，傅琰东人只有9000多年的历史。论文最终作者、复旦大学生命科学学院教授李辉在复旦大学官网的报道中表示，“阻碍非洲起源理论的最后一颗钉子已经拔掉了”。

同一个地方的人类化石和古脊椎动物化石分析得到的年代估算结果是一个数量级的不同。哪个更接近历史真相？

争议一：把一只鹿当人指？

如果古人类学家想要还原人类进化的路径，他们将依赖于许多不同的方法和技术，从古生物学和古人类学到考古学、地质学、墓葬、年代测定技术和古DNA技术。

其中，化石的野外发掘和功能形态鉴定可以说是古生物学和古人类研究的基础。推翻刘武研究结论的最重要证据来自孙雪峰等人2019年在傅琰东发现的两颗“人类牙齿”，编号分别为FY-1HT和FY-2HT。

但前提是这两颗牙齿必须和当年的47颗牙齿来自同一个地层，大小形态都是同一类型，这样才能在断代上进行比较。

然而，刘武等人在质疑文章中指出，这篇论文不仅展示了一张低分辨率的照片，而且没有提供“人类牙齿”的具体位置的准确信息，也没有提供这两颗牙齿的形状和大小等任何解剖信息，甚至没有指出福永洞发现的47颗牙齿是哪一种和具体的标本进行了比较。

“这种研究和论证的方式，在古生物学、古脊椎动物学、古人类学和解剖学研究中非常少见。”刘武直截了当地说。

这篇文章最大的争议来自化石的形态鉴定。

质疑文章指出，这两颗“人牙”中编号为FY-2HT的牙齿并非人牙，而是食草动物——鹿的门牙。

西班牙人类古生物学和社会进化研究所的古生物学、动物考古和墓葬专家帕尔米拉萨拉迪埃(Palmira Saladi)在接受《自然》采访时表示：“FY-2HT的牙根和牙冠的形态和磨损方式不符合人类属的识别，属于鹿科。因此，对这个标本的所有分析和解释(年代测定和古代DNA)都必须非常谨慎地进行，并予以拒绝。在我看来，鉴定是错误的，所以我们不能考虑结果。我不明白为什么DNA分析没有发现这个错误。”

孙雪峰和李辉告诉《国家科学院院刊》，澳大利亚新南威尔士大学的Darren Curnoe负责原始论文中化石的形态学鉴定。但截至记者发稿时，Darren Curnoe并未就此问题回复《中国科学报》。

在美国《中国科学报》发表的回应文章中，他只解释了FY-HT-2牙冠的牙釉质大部分磨损，不可能恢复类似鹿牙齿的磨损特征。不过，刘武表示，虽然FY-HT-2有牙冠珐琅质磨损，但这颗牙齿类似鹿牙齿的舌侧磨损特征仍然清晰可辨。

孙雪峰等人在傅琰东发现的牙齿与鹿牙齿的比较。(一)引自孙等2021；(2012年道县出土的鹿门牙；(c)附在活鹿下颌骨上的门牙和犬齿

将孙雪峰等人在福永洞发现的牙齿与人的牙齿进行对比。(一)引自孙等2021；(2012年在道县发现的人类下颌侧切牙；(2006年在黄龙洞发现的人类上颌中切牙。

争议二：“人类”线粒体古DNA从何而来？

假设编号为FY-2HT的人类牙齿实际上是鹿的牙齿，为什么可以从中提取出“人类”的线粒体古DNA？这是本研究最自相矛盾的地方。

有没有可能这颗带有人类DNA的牙齿被污染了？原论文第一作者、负责古DNA检测的复旦大学科技考古研究所副研究员文在接受《中国科学报》采访时表示，自己一直对数据负责。

王传超向《科学院院刊》解释，古代DNA两端会有碱基变化，明显不同于现代人的DNA序列。根据论文发表的数据，孙雪峰等人确实提取了古DNA，并对污染率进行了科学评估。结果污染率很低，符合古DNA的数据质量要求。

值得一提的是，随着人类DNA获取技术的提高，科学家还可以在土壤、粪便、湖芯甚至空气样本中检测到人类DNA，这种DNA通常被称为环境DNA或沉积物古DNA。

FY-2HT的“人类”线粒体古DNA从何而来，似乎仍蒙上一层阴影。

争议三：碳十四测年是否存在污染？

碳十四测年是确定化石标本年龄的利器，是最著名的放射性测年方法。但是碳14测年有一个致命的弱点，不能用于非常古老的物质的测年，因为碳14衰变后残留量会越来越小，最后小到无法精确计算。

2015年，负责傅琰东洞穴动物牙齿化石碳14年代测定的北京大学考古文博学院教授吴晓红告诉《中国科学报》，当时研究团队对其进行了39000年左右的年代测定。

孙雪峰认为，这些数据可以用来解释现代人出现在傅琰东遗址的时间，并支持他的团队的观点，即现代人到达中国南方的时间不早于6万年前。

但吴晓红解释说，这个数据已经接近北京大学加速器质谱碳十四实验室14世纪有机碳测定的上限，而傅琰东遗址的骨骼样本保存得并不好，所以这个结果并不适合用来描述绝对年龄。

相比之下，孙雪峰对“人类牙齿”和动物牙齿的碳十四测年显示，它们的年龄都在1万年以下，这与“人类”线粒体古DNA推断的年龄相吻合。吴晓红认为，这种巨大的差异可能是由污染造成的。

"样本越老，污染的风险就越高，需要非常小心."吴晓红说。

首先，样品预处理过程需要严格的控制和检查。孙雪峰的文章没有明确描述碳十四测年样品的预处理过程，极大地影响了对测年结果可靠性的判断。

其次，加速器质谱碳十四的测年材料要可靠。在孙雪峰的文章中，大部分样品都是通过骨骼或牙齿的总有机碳(TOC)来定年的。但在考古测年领域，通常不采用这种方法，而是常规提取骨骼或牙齿的原始成分——胶原蛋白或明胶蛋白进行测年，以尽可能排除外来碳的影响，从而获得可靠的碳14年数据。其中，胶原(明胶)蛋白的质量由碳氮比(C/N)决定。

在孙雪峰等人的文章中，按照国际惯例只测定了一个样品的胶原蛋白，其值(46.2)远高于牙齿和骨骼化石中有机胶原蛋白的C/N比(2.9~3.6)，适用于14世纪的碳测定。吴晓红认为应该放弃这一结果。

“事实上，本文中的大部分胶原断代样品都没有提供C/N比，所以没有证据证明本文中的所有胶原样品都排除了外来污染物的影响。”吴晓红强调说。

英国牛津大学同位素加速器中心主任汤姆海厄姆和德国马克斯普朗克研究所人类历史科学研究所卡特琳娜杜卡也在同期提出了这些问题。

在接受《中国科学报》采访时，汤姆海厄姆质疑孙雪峰等人在论文中没有使用最可靠的碳14测年方法，尤其是因为他们提取的胶原蛋白含量很低，会明显低估他们的年龄。他说，“样本的实际年龄很可能比它们的年代测定结果要老得多。”

遗憾的是，孙雪峰等人发表的回复仍然没有对原文中使用的样品预处理方法进行具体描述。

争议的最终解决方案是“重复实验”

目前，福永洞人类化石的确切年龄是多少，如何还原东亚现代人的起源和进化历史，还远没有定论。

王传超认为，解决这一争议问题的最终办法是重复实验。由于化石样本来自同一个洞穴，双方团队可以提供一些样本给第三方重复实验。

但反复实验现阶段仍难以实施。只是学术之争，任何机构都不能强行重复实验。

而且，古人类研究的反复实验是有条件的。

原论文中南京大学和复旦大学获得的古人类牙齿化石非常有限，碳14测年和根的古DNA检测都是破坏性试验，很难进行第二次实验。

因此，孙雪峰等人在回应中也指出，希望古脊椎所能对福永洞保存的人类牙齿样本进行古DNA检测和碳十四年代测定，以便比较结果。

事实上，在2015年，刘武和其他人委托专家从一颗保存最完好的人类牙齿中提取了古代DNA。但由于南方洞穴的气候条件，这一尝试并不成功，碳十四测年仅在一颗动物牙齿中完成。

可见这是一项技术要求极高同时又要看运气的工作，反复实验不是随时都能完成的。“这个时候，你只能等待。”王传超认为，这也是古人类研究的一大特点。

刘武告诉《中国科学报》，傅琰东人类牙齿的古代DNA检测将在适当的时候提上日程。毕竟五年后，古代DNA提取技术有了新的进展。

古人类研究一直是热闹的江湖。自远古DNA技术出现以来，许多此前僵持不下的争议问题得以解决，为该学科的研究打开了一个全新的局面。

但目前受人类化石数量、保存条件和技术进步的限制，还没有一种方法可以统一江湖，需要依靠各种技术方法相互验证，尽可能构建完整的证据链。

不同的研究方法有不同程度的证据，但相同的是每项研究在野外化石采集和实验室加工、研究资料收集、分析论证等方面都要严格按照学术流程和规范进行。

在这场学术争论中，还需要强调的是，研究程序的合理性和合规性是得出可靠结论的基本前提。和吴指出，合作、交流和提问可以促进科学研究和学科发展。“但在大力提倡学术规范和科研诚信的今天，一篇在样本数据收集、测试分析、论文写作等方面存在瑕疵的‘顶级发表’论文，需要国内学术界反思。”

参考资料：

https://doi.org/10.1073/pnas.2019158118

doi:10.1038/nature15696

https://doi.org/10.1073/pnas.2102961118

https://doi.org/10.1073/pnas.2103798118

https://doi.org/10.1073/pnas.2104818118