2022年11月23日上午,中国细胞生物学学会继续教育工作委员会、北京市细胞生物学会和北京大学附属中学联合举办科普讲座,邀请北京大学生命科学学院研究员遇赫老师在线解读2022年诺贝尔生理学奖,全校约500名师生聆听本次报告。
讲座开始前,马玉国校长致辞。马校长谈到:生命科学是研究自然界及生产实践中各种生命现象,贴近人类生活,这个学科天然具有吸引人的魅力。希望老师们能够在教学中设计更多引发学生兴趣的实践活动,希望同学们能够在真实情境中解决问题,体会真实科学研究的过程,为学生将来选择大学专业乃至人生职业奠定基础。
遇赫老师老师讲座的题目是《我从哪里来——古代DNA与人类演化》。遇赫老师从同学们熟悉的几个问题引入,“人从哪里来?”、“如何证明人类演化过程?”“关于人类演化的理论有哪些?”。遇老师着重介绍了2022年诺贝尔医学或生理学奖获得者Svante Pääbo的工作,她指出古代DNA是时间胶囊里的遗传信息,对于演化的研究非常重要。Svante Pääbo利用PCR技术对尼安德特人的DNA进行测序,发现尼安德特人曾广泛分布于欧亚大陆,且尼安德特人与现代人的DNA存在差异,否定了欧洲人祖先是尼安德特人,同时也支持了走出非洲理论。对尼安德特人的基因组测序后与现代人基因组比较结果发现尼安德特人与现代人的分化时间大约在82.5万年前,但除撒哈拉沙漠以南非洲人外,其他现代人都携带约2%的尼安德特人基因,表明尼安德特人与非洲以外的现代人存在基因交流,基因交流对于生物适应环境、免疫应答、神经系统发育等方面具有重要影响。基于上述研究,现代智人起源可以用“渐渗模型”来解释。
近些年,古代基因组的研究进展迅速,截止到2022年10月,全世界已经测定出8000多个古人类基因组,其中300多个来自中国。相信随着科学技术的发展进步,人类一定会发现更多的智人起源的奥秘。
报告最后,遇赫老师向同学们推荐了Svante Pääbo撰写的《尼安德特人》,这是一本古DNA研究领域的第一手行业记录,也交织着一位科研工作者,面对困惑、失败、质疑、成功与未知的心路历程。希望同学们能够从其中了解科学研究的过程,了解科学家这份职业。
在答疑讨论环节,同学们提出自己的疑惑,积极与遇老师交流。这次讲座不仅让同学们收获满满,也让一线教师们很受启发。
马校长提出北大附中应成为科普的基地。今后会充分利用大学资源,组织更多精彩的科学讲座!
【附录】:
提问环节优秀问题节选:
古代人类肠道微生物的DNA是怎么检测到的?研究者怎么知道哪些是肠道DNA 哪些是杂菌的啊?
老师,如果收集到DNA的样本是破碎成好几个片段的,片段内的顺序是确定的,但是片段之间的顺序是怎么确定?
如何从DNA测序中比较得到分化时间?
可不可以用破碎的古DNA片段让灭绝的动物复活?
尼安德特人的消失问题有两种意见:一种说法认为尼安德特人受到气候恶化的因素和进入其居住地区的现代人拥有人口数量、社会整体性、文明程度的优势,使现代人在族群纷争中取胜,代替了此前更加原始的文明。另外一种说法认为,尼安德特人被毁灭于快速的气候变化,哪种更有科学依据?
为什么丹尼索瓦人和尼安德特人对于大洋彼岸的大洋洲的基因都有或多或少的影响?为什么影响范围会这么广?为什么最终是智人的DNA对现代人的占比最多?同样分布广,智人的最大优势究竟在哪里?仅仅是一个神经元有关的基因吗?
弘毅书院高一年级卫若衡同学的学习感受:
达尔文的自然选择理论与埃塞俄比亚的古猿人露西化石让我了解了DNA与人类演化的奇妙。这次讲座的讲解让我对智人,猿人等以及他们与人类的关系有了具体的了解。我最初觉得这种技术是没有太大必要或者作用很小的。但是看到科学家们研究灭绝斑驴,到研究古代埃及木乃伊,我觉得这个是了解地球自然与人类历史的重要方式。当然基因与每个个体也是息息相关,体现在我们的环境适应,患病几率等等。同时介绍的研究过程,我发现对于一个实验的进行要考虑很多的问题。从不断的细化,探究最好的试验方法。最后得出的结果还需要进行结果的分析(是否真实,会导致结果错误的因素...)。当然大胆而贴切的猜测也是必不可少的。而例如丹尼索瓦人的发现,更需要的是研究的细致。联系化石与现代人的基因,像是对人类历史的一种标记追踪。同时这些基因序列分化以及化石分布,或许可以成为研究这些人种活动与历史事件(自然)的依据。这些让我对生物与化学课的实验有所启发,我感觉我们的实验在现有条件下还有很多可以完善的地方。其实类似的实验都是需要很多代人很多科学家的努力,才能获得不断的突破与成功。对我学习,我觉得驱动科学家们探索的动力是他们对于未知的好奇与求知欲,这个是我常常缺少的,也是让我最敬佩他们的一点。但有疑惑就是怎么从化石中提取DNA与线粒体,或者这些是如何能保存下来的。
弘毅书院高二年级魏子晨的笔记:
同学们听报告过程中积极互动: