推薦序一

古DNA——聽DNA說前世今生

楊煥明 中國科學院院士，華大基因理事長

古DNA是20世紀生命科學最亮麗的進展之一。

生命的最主要特點是演化，現代生命科學的靈魂是演化論，君不聞“離開演化，生物學就成了空話”（Nothing in biology makes sense except in the light of evolution）之說。

化石的發現和研究，為演化論提供了最有說服力的依據?？墒腔芙o我們講的，還只是故事的第一段。它的發生“年份”，還只能借助發現那個化石的地質年份和物理參數（放射線的定時衰減）等非生物學的推論。那么，怎么讓化石開口給我們講更多、更動聽的真實故事呢？

關于演化的最直接且最可靠的研究，得益于20世紀生命科學經歷的兩場革命。2018年，我們慶祝了DNA雙螺旋結構發現65周年。DNA的二級結構最圓滿地解釋了遺傳物質通過“雙鏈／堿基”互補的復制，DNA的一級結構——4種基本單位A/T/C/G的排列順序貯存了所有生命的遺傳信息。2018年，我們還慶祝了國際人類基因組計劃（HGP）完成15周年，這一生命科學的“第二場革命”第一次初步分析了基因組DNA序列，并對DNA序列所蘊藏的生命奧秘進行了史無前例的全面探索。

HGP哺育了科學研究的一種新的文化——合作的文化，即我們今天所頌揚的“HGP精神”所表述的“共需、共有、共為、共享”；創立了生命科學的一個新的領域——以基因組學為領頭羊的“組學”，也使演化論進入一個新的階段——“演化組學”；催生了一項新的技術——DNA測序。一方面，DNA測序技術使我們對生命世界的多樣性進行了史無前例的比較，通過比較動物、植物、微生物基因組序列的異同，為我們提供了前所未有的生命演化的間接證據；另一方面，這一技術催生了痕量的納克（nanogram）以至于皮克（picogram，納克的千分之一）的DNA的測序。新老技術的密切結合，使得古DNA成為現代科學中最亮麗的一顆明珠。

近年來，經過全球各古DNA、基因組學中心的共同努力，針對各種材料的DNA提取與純化技術獲得了重大改進，使得經典定義的化石與擬化石生物殘骸等古代生物材料，如人類的骨骼牙髓，還有近幾年新發現的發絲、發根和耳骨等，盡管嚴重降解，盡管只是痕量，都能用于DNA的序列分析。古DNA的現代污染和異種污染的處理，所有組學大數據的比較和智能分析，特別是基因組變異發生年代的估計和蛋白質的分析等諸多方面已有了很大的改進。化石終于開口，開始給我們慢慢講解它的前世今生。完全可以這樣說，近年來古DNA（應稱為考古組學，paliaomics）給我們提供的信息，特別是這幾年的研究成果，可能大于幾百年演化研究的總和。這些成果包括人類的最后一次“走出非洲”，人類向世界各地的遷移，尼安德特人和丹尼索瓦人與現代人類的親緣關系的直接證據，以及迄今最為久遠（可能距今70萬～60萬年）的始祖馬的DNA等。

本書的作者大衛·賴克是一位全球著名的遺傳學家，以研究古代人類的群體遺傳學而聞名。他是哈佛醫學院遺傳學系的教授，也是博德研究所的首席研究員（PI）。賴克教授在2015年因其對科學的貢獻而成為《自然》雜志的年度十大人物之一。他于2017年5月獲得全球著名的丹·大衛獎。在過去10年中，賴克團隊有著多項重大研究成果，尼安德特人與非洲以外的所有現代人類的祖先雜交這一驚人發現，便包含了他的突出貢獻。當然，他所做的不止這些，其研究所揭示的人類演化路徑更為復雜和令人興奮：人群分離和重新形成，人群在選擇壓力下發生變化，人群的移動和交換等。

要向廣大公眾講述演化這個故事，而不僅僅是寫一篇供科學家閱讀的專業文獻，這是一個巨大的挑戰。賴克很好地完成了這個挑戰。正如考古學家和遺傳學家圖里·金（Turi King）在《自然》雜志上所寫：賴克團隊利用計算機開發了一些最復雜的統計和生物信息學技術，他們從古代個體的DNA碎片中精心重建基因組信息，然后深入研究這些信息并貢獻了對人類歷史的新認識。

感謝此書的作者大衛·賴克，他用深厚的科學素養為其講述專業領域發展和研究的故事注入了靈魂；感謝此書的譯者，他們用精湛的文字將此精彩的作品作了精美的詮釋。語言清新流暢，讓讀者得以飽覽。

推薦大家細心品讀！