全球首次！付巧妹团队从40万年前直立人牙齿中提取谱系蛋白，重写了人类40万年的演化史

一、一个持续了几十年的分子空白

在人类演化的历史长河中，直立人（Homo erectus）占据着无可替代的位置。他们通常被认为代表了最早一批明确走出非洲的人属成员之一，足迹从非洲延伸至西亚、欧洲、东亚乃至东南亚，在地球上存活了将近200万年。中国境内直立人相关记录可早至约210万至160万年前，晚至约40万至30万年前左右，是重建东亚人类演化历史最核心的实物材料。

然而，与尼安德特人、丹尼索瓦人相比，直立人在遗传学层面长期处于近乎完全沉默的状态。

这一困境的形成，有两个相互叠加的原因。其一，直立人化石年代过于久远，保存条件复杂，DNA和蛋白都极难留存；其二，这些古人类化石极其珍贵且不可再生，传统破坏性取样方式需要消耗大量牙釉质，对化石形态影响较大，难以被批准实施。

此前全球范围内唯一获得过直立人蛋白质数据的尝试，来自格鲁吉亚德马尼西遗址一颗177万年前的牙齿。研究者从中提取到了一些蛋白质肽段，却没有发现任何能够区分直立人与其他人类谱系的氨基酸变异。这次尝试在技术上是成功的，但在演化信息上几乎是空白的。

一个问题因此悬而未决了几十年：直立人的遗传面貌，我们究竟能知道吗？他们与后来的古人类，与今天的我们，是否存在任何遗传层面的关联？

二、破局：当DNA失效，蛋白质接棒

要理解这篇论文的意义，首先需要理解一个基本事实：在中国大部分地区的气候条件下，40万年前的古人类化石中，DNA早已降解殆尽，无从提取。

但蛋白质不同。牙釉质是人体中最坚硬的组织，其封闭的晶体结构能将蛋白质"封存"其中，保存时限远超DNA，理论上可达数百万年。通过质谱分析从化石牙釉质中提取并鉴定古代蛋白质序列，再通过氨基酸的单点变异推断物种间的遗传关系——这就是古蛋白组学（Palaeoproteomics）的核心逻辑。

但化石依然不能轻易损坏。

付巧妹团队为此摸索了一套近乎"无损"的评估与取样方案。第一步，他们并不直接对人类化石动手，而是先用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS），对三个遗址的动物化石进行预筛——通过检测同层位动物牙齿中的蛋白质保存情况，在完全不损伤人类化石的前提下，评估该地层古蛋白的保存可行性。

预筛结果令人振奋：三个遗址的动物牙釉质均检测出蛋白质信号，证明从同层位人类牙齿中提取古蛋白具有高度可行性。

第二步，团队采用了一种酸蚀刻微损取样方案，仅将牙釉质表面极小区域短时间接触盐酸，在尽量不影响化石整体形态的前提下获取蛋白。提取到的蛋白样本随后分送至首都医科大学和复旦大学两个独立实验室，分别进行液相色谱-串联质谱分析，结果交叉验证。

数据解析环节，团队同时运用PEAKS Online、MaxQuant和pFind（中国科学院计算技术研究所开发）三套搜库软件对原始谱图进行独立鉴定——只有被三套软件共同确认的氨基酸变异位点，才被纳入后续分析。每一个候选变异位点，还须经过实测谱图与理论预测谱图的逐一对比，以最终确认其真实性。

这套从取样到数据验证的严密质控体系，为后续的演化分析提供了可靠的基础。

三、研究对象：三个遗址，六颗牙齿，一段跨越40万年的对话

本研究共涉及中国三个中更新世遗址的6颗直立人牙齿化石，年代均约为40万年前。

周口店（北京），最著名的"北京猿人"遗址。1927至1937年间大规模发掘的原始化石在二战期间全部神秘失踪，至今下落不明。本研究使用的是1949至1951年间重新发掘的一颗牙齿（PA69），来自第8-9地层，距今约42万年。

和县（安徽），距今约41万年。和县直立人在颅骨和牙齿形态上与周口店存在明显差异，反而与印度尼西亚爪哇直立人更为接近，并与被认为属于丹尼索瓦人的台湾澎湖人下颌骨存在某些相似之处。正是这种形态上的异质性，使和县直立人的身份归属长期存在争议——他们究竟是直立人支系内部的地方变体，还是与丹尼索瓦人存在更近的亲缘关系？

孙家洞（河南栾川），距今约40万年，形态上与周口店较为接近。

6个个体，南北跨越数千公里，年代基本同期，5男1女。值得一提的是，研究团队同步开发了一种基于牙釉质蛋白的性别鉴定新方法protSexInferer，通过计算Y染色体特异性蛋白AMELY与AMELX的肽段比值来判断性别，并用16个古代人、4个现代人，以及若干已知性别的古人类和旁人属样本进行校准和验证，同步发表于Journal of Genetics and Genomics期刊。

四、核心发现一：直立人的专属"身份证"

研究者在所有6个直立人样品中，发现了一个在目前可比较的现生和古人类数据中从未出现过的氨基酸变异：成釉蛋白AMBN第253位点的A253G突变。

在有数据覆盖该位置的比较样本中——包括德马尼西直立人、阿塔普埃尔卡先驱人、所有已知的尼安德特人、丹尼索瓦人以及现代人——没有发现这一变异。这意味着，AMBN(A253G)是目前已知仅见于这批东亚中更新世直立人的分子标记。

基于这个变异，研究者构建了系统发育树。结果清晰而有力：6个来自周口店、和县、孙家洞的直立人个体，以100%的后验概率聚为一个独立的单系群，与丹尼索瓦人、尼安德特人和现代人明确分离。

这一发现同时为和县直立人的身份争议提供了分子层面的判断依据。形态相似不一定意味着亲缘最近；这一次，蛋白质证据给出了不同于单纯形态比较的结论：和县人同样携带AMBN(A253G)，在遗传上与周口店、孙家洞的直立人高度一致，属于同一演化人群，而非丹尼索瓦人。

五、核心发现二：丹尼索瓦人基因里藏着直立人的影子

如果说第一个发现是给直立人颁发了一张"分子身份证"，那么第二个发现则揭示了一段此前完全未知的基因传递故事。

在所有6个直立人样本中，研究者还发现了另一个共同的氨基酸变异：AMBN第273位点的M273V突变。

要理解这个发现的意义，需要先知道一个背景：这个变异此前已在丹尼索瓦人体内发现，而且科学家知道，今天部分现代人之所以携带它，正是因为他们的祖先曾与丹尼索瓦人发生过混血。这一变异在菲律宾人群中的携带频率高达21%，在印度约1.17%、巴布亚新几内亚约0.71%，而在多数其他现代人群中几乎缺失。

现在问题来了：这个变异，丹尼索瓦人是从哪里得到的？

新的蛋白质数据提供了一个重要线索。研究者注意到一个耐人寻味的时间规律：较早的丹尼索瓦个体——哈尔滨（约15万年前，可能更早）和丹尼索瓦25号（约20万年前）——在该位点呈杂合状态，也就是说只有一半的等位基因携带这个变异；而较晚的丹尼索瓦3号和澎湖1号，这个变异已经更为固定。而本研究6个约40万年前的中国直立人，蛋白数据均检测到了这一变异。

这个时间顺序意味着什么？一个自然的推论是：M273V并非丹尼索瓦人自己演化出来的，而是从外部获得的。 而40万年前就携带这一变异的中国直立人，恰好是最具说服力的候选来源。

研究团队随后对这一变异对应的DNA区域进行了进一步分析，结果显示该区域在丹尼索瓦人与现代人之间的序列差异，远大于尼安德特人与现代人之间的差异——这与基因组学研究中已知的"超古老基因渗入"特征高度吻合，进一步支持了上述推论。

需要说明的是，这并不意味着"现代人直接继承了大量中国直立人的基因"，也不是说直立人就是丹尼索瓦人的祖先。论文提出的是一个可能的演化框架：与这些中更新世直立人相关的群体，可能曾在东亚某处与早期丹尼索瓦人发生接触，将这一古老变异带入丹尼索瓦人的基因库，再由丹尼索瓦人传递给了今天部分现代人。

一个变异，串起了三段相隔数十万年的历史：40万年前中国土地上生活的直立人，随后在东亚与他们发生过接触的丹尼索瓦人，以及今天菲律宾、印度、巴布亚新几内亚等地仍携带着这一古老痕迹的现代人。

如果这一模型成立，直立人并没有在演化史上彻底"断线"。他们留下的某些分子痕迹，经由丹尼索瓦人这座桥梁，悄悄延续到了今天。

在此之前，直立人在遗传学上是沉默的。这篇论文打破了这种沉默。至于沉默背后藏着多少故事，还需要更多遗址、更多化石、更多蛋白质数据来慢慢解答。

写在最后

这是人类历史上第一次真正在分子层面读懂直立人的遗传信息。《Nature》在同期评述中指出，来自约40万年前中国境内六颗直立人牙齿的牙釉质蛋白，为古老遗传物质如何最终进入现代人群提供了新的见解。

当然，这篇论文解开了一些谜，也留下了更多的谜。

与这些中更新世直立人相关群体和丹尼索瓦人之间基因交流的具体时间、地点和规模，仍有待厘清。中国境内其他时期、其他地点的直立人，是否也携带同样的分子标记？直立人作为一个分类单元的边界，究竟应该如何划定？这些问题，都需要更多来自不同遗址和时期的古蛋白数据来回答。

但有一件事已经确定：酸蚀刻微损取样技术的成功，意味着此前因"不可破坏"而束之高阁的大量珍贵古人类化石，正在重新向分子研究打开大门。古蛋白组学，正从一种辅助工具，跃升为能够独立推导并验证演化假说的核心研究手段。

40万年前，他们在中国的土地上生活，留下了几颗牙齿。

2026年，我们终于第一次，从中读出了一些答案。