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一个顶流科学家的科研之道

2022-10-22 10:37阅读:
现在来读《尼安德特人》真是应景。作者斯万特帕博刚刚拿了今年的诺贝尔生理学或医学奖,因“发现了已灭绝的人类基因组和人类进化”而获奖,他研究的主项就是尼安德特人。他写的这本《尼安德特人》英文版出版于2014年,中文版出版于2018年,现在正好同步满足人们对诺奖的好奇与热情。
我对《尼安德特人》的好奇,还多了一层个人经历:当年我当记者时,曾采访过中科院古脊椎所的侯连海教授,他是著名的古鸟类专家,“孔子鸟”的发现者和命名者。记得当时我问过他一个问题:为什么当年恐龙中的翼龙,已经是满天飞了,不能进化成今天的鸟类?侯教授回答:翼龙的翅膀与今天鸟类的翅膀完全不同,它那只是骨架上蒙上一层膜。它是不会再进化成现代鸟类这种长羽毛的翅膀的,它已经特化了,就不会再退回去了。我们要理解进化论的本质:进化是有方向的,不回再退化回去。
一席话给我的感觉是醍醐灌顶。这才是科学家给我的教益。那时关于鸟类是不是从恐龙进化而来的争论也很激烈,我也曾好好地研究过一阵。后来,进入一家历史杂志,为采写关于中国人的起源问题,我又采访过复旦大学生物遗传学教授金力,现在他是复旦的校长了,关于现代人类如何走出非洲,其中的一支如何成为现代中国人的祖先,这些内容让我也分外着迷,借此狠狠地恶补了一把。
所以这回读这本《尼安德特人》,我读得非常用心,而且觉得这本书比看侦探小说的精彩程度并不差,一曲三折,峰回路转,扣人心弦。这是一个顶流科学家探索之路的精彩写照。
作为一个首席科学家,帕博除了具备超一流的学术实力,他还需要做什么?其实和一个普通的企业领导人没什么两样:找人,找钱。帕博在这一领域中非常有名,他也有机会接触到非常聪明而富于献身精神的年轻科学家,如果需要,只要有机会有可能,他会尽一切力量将他们聚拢来。而且他非常重视团队精神。在做出尼安德特人的基因图谱后,他曾有想法申请专利,他预料到会有很多人想测试自己的基因中含有多少尼安德特人的基因,会有商业公司做这个生意,他想为自己的工作室多攒一些资金。但这个想法被他的团队所否决,他们认为将这个图谱免费公布于世界,对人类更有好处。事实证明,在尼安德特人的基因图谱公布后,后续的科学家们研究出的成果源源而至,恐怕大头还在后面呢。
科学家也要找钱,特别是作为带
头人的科学家。帕博之前曾得到德国大名鼎鼎的“马普学会”的大力资金资助,但在他决定要攻克尼安德特人的基因组测序时,工作量之繁重、所需资金之庞大仍是超出想象,需要500万美元的巨资。后来,马普学会决定可以从“主席创新基金”中支付这笔钱,他高兴得甚至忘了在电话中说谢谢。但是后来他发现,他从美国打电话给说需要 “ 500的时候,意思是指美元,欧洲人理解为500万欧元。按当时的汇率,这就等于是600万美元。怎么办? “也许我可以悄悄增加预算,做平这20%的额外经费,但这不诚实……” 他尴尬地再次打电话给马普学会,说明这个情况。不想对方说,你们除了支付测序费用,是否还有额外的花销?——意思是拿去花嘛,这简直比期望得还要美好。
在此之前,他为了得到收藏于克罗地亚一个博物馆的尼安德特人骨化石,费尽心机。因为那里的骨头保存得质量特别好。但是克罗地亚方面就是不同意给他,即使自己留着骨头不研究也不给他。这里面可能是因为帕博的竞争对手做了工作,也可能是什么其他复杂的人事原因。这让专程跑了一趟萨格勒布的帕博非常沮丧。后来,他接受友人的建议,利用自己是柏林勃兰登堡科学与人文学院院士的身份,写信给柏林这个科学院的院长,请求建立该科学院与克罗地亚克罗地亚科学艺术院的合作关系,最终获得成功——他终于拿到了珍贵的化石。
谁说科学家不用搞政治呢?
看过电影《侏罗纪公园》的人,会对里面科学家用封在琥珀里一只蚊子肚子里的恐龙血提取出恐龙基因的情节印象深刻。但在现实中这是不可能的。恐龙生活在距今6000万年前,以今天的科学技术,它的基因已不可能保存到能提取的程度。今天最先进的基因提取技术,能提取到的年限只能到数万年前。
即使是数万年前的基因,提取起来也是困难重重。其中最大的障碍,是现代人类的无时不在的污染。也就是说,你提取到的,最大的可能是今天的人的基因,也许就是研究者自己的基因。帕博在书中举了一个例子:他在参观伦敦博物馆时,问一位馆员这些骨头化石是不是涂过亮光漆,该馆员随即用舌头舔了一下说没有,因为没涂过漆的舔起来不那么光滑比较涩。当时真把帕博吓了一跳。所以帕博说“当其他人在《科学》和《自然》发表荒谬的数百万年的 DNA序列时,我和我的团队一直为污染和其他方法上的问题而头疼不已”。
我觉得他在工作中至少用了三分之二的精力在克服污染。而且每次做出了成果后,接下来必然是一个无比繁琐的校验过程,他们会绞尽脑汁设计出校验的程序,请不同的独立实验室重复他们的实验,那真是耗力又耗时间的充满煎熬的过程。
作为科学带头人,帕博还要紧紧盯着技术的最新发展。他有几次,眼看完成天量的测序是不可能了,这时他决定冒险尝试用新的技术。他的团队有时也不能接受他的决定,不愿改变已经熟悉的工作流程,但最终,他们抵不过他的执拗。
所有这些过程,怎能不是一波三折呢?
记得当年采访侯连海时,侯教授是属于认为鸟类不是恐龙的后代那一派(这一派在今天绝对不是主流了),而且很坚定。他说,恐怕只能是将来,科学又发展出来一种新的技术,才能解决这个问题,就像是今天测古化石的DNA 的技术,基本解决了现代人类是从哪来的争论一样。古人类的时间有几百万年,恐龙的年代距今几千万年到一亿多年。这里时间长度不止几个几何量级的增长。不过,现在的DNA技术无法测试它们的基因,但以后呢?谁能预料以后的科学会发展出什么?
那么,科学的这种永无止境的发展,动力是什么?在《尼安德特人》的最后,帕博写下了这样一段话:
将来有一天,我们也许能够明白是什么令替代人群(指的是现代人类祖先)优于同时代的其他古代人群,以及为什么在所有的灵长类动物中,只有现代人类散播到世界的各个 角落,并有意无意地塑造全球环境。 我相信,这些问题是人类历史上最宏大的问题,而这些问题的答案,一部分就隐藏在我们已经测序的古老基因组中。
我们想知道我们自己——这就是最大的动力吧。

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