[科普时报]我国科研团队利用全基因组分析法对古人类进行“人口普查”发现——93万年前人类祖先曾濒临灭绝.pdf

科普时报 我国发现新的陆相动物群 科技创新、 科技创新 、 科学普及 是实现创新发展的两翼， 科普时报讯 （记者陈杰） 9 月 6 日，记 者从中国科学院古脊椎动物与古人类研究 所获悉，我国科研人员发现了世界上侏罗 纪最晚期和地理位置最南的鸟翼类恐龙， 以及大量其它脊椎动物，并结合年代地层 和生物地层等工作，建立了距今 1.48 亿— 1.5 亿年前的陆相动物群“政和动物群”。 这项由该所王敏研究员领导的团队和福建 省地质调查调查研究院徐立明等，合作完 成的有关福建省内中生代地层和古脊椎动 物的研究成果发表在 《自然》 杂志。 王敏表示，有关鸟类的起源和演化长 期以来都是演化生物学讨论的重点，学术 界将“包括所有鸟类，但不包括恐爪龙类 的最广义类群”定义为鸟翼类，而鸟类则 指的是现代鸟类及其近亲。 “因此，侏罗 纪的鸟翼类对研究鸟类的起源、关键形态 要把科学普及放在与科技 创新同等重要的位置。 创新同等重要的位置 。没 有全民科学素质普遍提 高 ， 就难以建立起宏大的 高素质创新大军， 高素质创新大军 ， 难以实 现科技成果快速转化。 现科技成果快速转化 。 ——习近平 科普全媒体平台 中国科普网 www.kepu.gov.cn 和生物学特征的演化至关重要。 ” 2021 年 10 月，王敏和徐立明分别带 领的野外团队在多个晚中生代盆地开展 大规模野外发掘，发现上百件包括鱼 类、两栖类、龟鳖类等脊椎动物化石， 但却未见恐龙和鸟类的踪影。2022 年 10 月 23 日，团队在福建省政和县晚侏罗世 地层发现了一件保存近乎完整的恐龙化 石。经过长达一年的修复和分析研究， 研究团队认为新物种属于鸟翼类，并将 其命名为奇异福建龙，这也是福建省内 首次发现恐龙化石。 王敏表示，奇异福建龙的发现弥补 了鸟类起源在时间和空间上的部分空 白。研究显示，奇异福建龙与近鸟龙类 构成单系类群，是鸟翼类最早分异的一 支。 “奇异福建龙是一类善于奔跑的，或 者生活在水边的小型兽脚类恐龙，完全 区别于学界关于鸟类起源伊始生态习性 演化的认识，这一发现增加了原始鸟翼 类的生态多样性。 ” 除了奇异福建龙外，联合考察团队还 发现了大量保存完好的爬行动物，包括水 生/半水生的龟鳖类、离龙类。徐立明带 领的福建省地质调查研究团队对上述化石 所在区域进行了系统的地质调查和高精度 年代地层学的研究，确定了这些生物的生 存年代为距今 1.48 亿—1.5 亿年。 基于如此高的化石丰度和多样性，研 究团队将其命名为“政和动物群” ，这也 是目前全球已知侏罗纪最晚期，地理位置 最南的保存有鸟翼类的动物群。 “虽然政 和的野外考察刚起步，但是已经显示出与 燕辽生物群的差异。 ”王敏说。 投 稿 邮 箱 ： kepushibao@kepu.gov.cn 点亮科学梦想 科普时报讯 （记者陈杰） 9 月 6 日，“点亮科 学”主题活动在中国科技馆启动。活动面向全国青 少年征集科学梦想，邀请了众多科学家和科技工作 者对青少年的“科学之问”进行解答，并通过科学 智慧森林实践场景，搭载青少年的科学之梦，开启 青少年的科学实践探索之路。 活动现场，中国工程院院士刘合结合自身经历 跟青少年分享了自己的心得体会，并寄语“青年是 国家的未来，是科技进步的希望。 ” “科学不光是在书本里、在课堂上，它存在于 我们生活中的每一个角落。 ”中国农业大学科技小 院的学生代表刘莲莲表示，青少年应不断探索科学 奥秘、感受科学魅力、点亮科学火花、弘扬科学家 精神。 2023年9月8日 星期五 第 301 期 今日 8 版 科技日报社主管主办 科普时报社出版 国内统一连续出版物号 CN 11-0303 代号1-178 社 左图为青少年在活动现场互动体验，上图为观 众在现场参观。 （中国科技馆供图） 长 尹传红 □ 科普时报记者 毛梦囡 王 飞 “知识不像苹果，给了别人你就 没有了。知识是共享的，你给别人知 识，对自己也是一种促进，大家都会 获益。”9 月 2 日，在“科学与中国” 20 周 年 大 会 暨 “ 千 名 院 士·千 场 科 普”行动启动仪式后，中国工程院院 士金涌的这句话道出了科普的真谛。 当天，众多院士专家和科研工作者汇 聚活动现场，为科学普及而身体 力行。 千名院士参与千场科普活动 院士做科普是大材小用？ 院士参与科普是不是大材小用？ 针对这个疑问，中国科学院院士江风 益给出了答案:“院士做科普不是大材 小用，而是大材‘大’用。因为，相 对来说，院士考虑的问题更具有战略 性、全局性，可以更好地帮助公众理 解 和 把 握 科 学 的 本 质 。” 过 去 20 年 里，很多院士专家通过“科学与中 国”接触到了科普工作，用自己的亲 身实践为提高全民科学素质作贡献， 为国家的创新发展奠定人才基础。 最前沿的科学往往也是最深奥 的，那么，该如何平衡科普的科学性 与通俗性，搭起科学与公众之间的桥 梁？在活动现场，参与了一线科普工 作的众多院士逐渐摸索出了自己的方 法：江风益院士“用家里人做实 验”，先在家试讲，再改进家人听不 懂的内容，力求做到语言生动、通俗 易懂；金涌院士不满足于写书、作报 告，还把化学故事拍成短视频发到网 络平台…… 传承科学家精神 启动仪式后， “千名院士·千场科 普”首场报告会正式开启。中学生代表 等 200 余人聆听了武向平、丁奎岭、邵 峰、姚檀栋、梅宏、高德利、金涌、孙 凝晖等8位院士带来的精彩科普报告。 来自中国科学院附属实验学校高一 年级的白家岩在现场认真地做着笔记。 他说： “听了邵峰院士的讲座，明白了 细胞焦亡是人体免疫的一部分，能促进 机体产生炎症反应。如果将细胞焦亡在 激活免疫方面的能力用于癌症治疗，会 极大地造福人类。研究团队在炎症免疫 研究领域勇攀高峰、敢为人先的创新精 神值得我们学习。 ” 姚檀栋院士关于“青藏科考之路” 主题科普报告，则让中科启元学校初二 年级的刘玥含印象深刻。 “院士讲述的 科考故事让我领略到大自然的神奇，科 考队员对科学问题的钻研精神和面对困 难时的坚韧不拔也让我十分钦佩。 ”她 表示，这次院士科普讲座让她更明确了 今后报考理工科的学习目标。 我国科研团队利用全基因组分析法对古人类进行“人口普查”发现—— 93 万 年 前 人 类 祖 先 曾 濒 临 灭 绝 □ 彭思聪 科普时报记者 王 春 作为一个生活在当今社会的 人，你是否好奇这颗拥有 80 多亿人 口的蓝色星球，在约百万年前居住 着多少人类祖先呢？“距今 93 万年 前，人类祖先短期内丧失了约 98.7% 的成员个体，几乎灭绝” ，这是中国 科学院上海营养与健康研究所李海 鹏研究员及合作者给出的答案。 李海鹏研究组与华东师范大学 脑功能基因组学研究所潘逸萱研究 组领衔创建了快速极小时间溯祖 （FitCoal） 新理论方法，并发现人类 在早、中更新世过渡期由于气候环 境的急剧变化经历了一次人口锐 减。相关成果 9 月 1 日发表于国际学 术期刊 《科学》。 估算百万年内人类群体历 史可精确到“天” 追溯生命的过往，是人类自古 至今的执念。李海鹏告诉记者，史 前人口数量的变化，能综合反映该 时期气候环境的变迁。 “通过群体遗 传学的研究方法进行回溯，可以更 深入地了解现代人类的形成。 ” 然而，由于炎热条件不利于 DNA 的保存，科研人员无法从 30 万 年前非洲人类祖先化石中提取古 DNA。为准确估算百万年前人类群 体历史，研究团队创建了群体遗传 学和计算生物学新理论——FitCoal。 实际上，FitCoal 既是一种理论 框架，也是一个软件工具。在该软 件 上 输 入 任 何 生 物 的 一 段 DNA 数 据，科研人员称之为突变频谱，它 都能给出溯祖结果。 “分析结果表明 FitCoal 可以精准地估计百万年内的 人类群体历史，计算过程中所需的 中间变量，即枝长数学期望值的精 确度高达每一天，所以估计的群体 历史误差极小” ，李海鹏向记者详细 介绍了 FitCoal 的精准度。 史前虽然没有文字记载群体数 量，但有效群体大小会影响每个世 代的溯祖率即两个谱系在上一世代 来自同一祖先的概率。因此人类祖 先曾在群体基因组中留下印记，反 映当时的群体大小。群体历史越久 远，留存至今的印记信号越微弱。 为准确解读人类祖先所留下来 的印记信号，研究团队遵循 FitCoal 理论进行数学推导，获得了在任意 群体模型下各突变类型 （即突变频 谱） 对应溯祖树枝长期望值的解析 解，并获得精确的似然值，即在群 体历史条件下观察到样本突变频谱 的概率。 “因此，无需事先获得群体 历史的先验知识，FitCoal 即可自动 快速搜寻出极大似然值，从而估算 群体历史，对古人类群体进行‘人 口普查’ 。 ”李海鹏说。 从十万人锐减至千余人， 人类祖先几近灭绝 基于 FitCoal，研究团队首次发现 在距今 93 万年前，人类祖先由于早、 中更新世过渡期的气候剧烈变化，成 年个体数从近 10 万锐减至 1280，并 且这一数据维持了 11.7 万年。 研究人员采用 HGDP-CEPH 数 据集的两个南部非洲群体作了进一步 验证，虽然样本量仅为 6 个和 8 个个 体，但 FitCoal 依然检测到了远古群体 瓶颈。这一严重的远古群体瓶颈，恰 好与非洲人类祖先化石的缺失环节、 非洲直立人化石的消失、新的古人类 物种的形成、两条古人类 2 号染色体 的融合阶段相对应。 “这一远古时期 群体数量的衰减，降低了 65.85%现代 人群的遗传多样性，对人类生命和健 康产生了深远的影响，可能决定了现 代人类许多关键表型的形成。 ”李海 鹏表示。 美国南佛罗里达大学学者刘晓 明评价 FitCoal 是目前为止最为准确 的估计有效群体规模历史的方法， “这个方法是基于突变频谱的数据， 具有数据形式适应性强、计算速度 快等一系列优点，有非常广泛的应 用前景。 ” 对于成果的转化应用，李海鹏 告诉记者，将来若要了解某一动 物、植物或微生物等的历史生存状 况 ， 便 可 借 助 FitCoal 来 推 溯 。 此 外，它还有助于揭示肿瘤的演化、 脑容量快速增长的分子机制，以及 现代人群对糖尿病的整体易感性。 据介绍，合作团队已锁定了一个可 能与人类糖尿病易感性相关的基 因，后续将进一步开展深入研究。 科普时报记者 毛梦囡 □ “科学普及是实现创新发展的重要 基础性工作。 ”7 月 20 日，习近平总书 记给“科学与中国”院士专家代表回 信，对科技工作者支持和参与科普事 业提出殷切期望。 “这封重要回信，为进一步做好科 学普及和科学教育工作提供了行动指 南和根本遵循。 ”中国科学院院长、党 组书记侯建国在启动仪式上说，多年 来， “科学与中国”在推进科普事业发 展和提升公民科学素质方面发挥了引 领示范作用。 “做好院士科普工作既是落实深化 院士制度改革的光荣政治任务，也是 充分发挥院士作用应尽的社会责任。 ” 中国工程院院长、党组书记李晓红 称，中国工程院将协同推进科普工作 高质量发展，加强院士科普工作的支 撑保障，充分发挥院士群体在科普工 作中的引领带动作用。 科技部党组成员、副部长吴朝晖 表示，希望广大院士专家更加自觉地 以推动科普事业高质量发展为己任， 聚焦国家重大战略，聚焦青少年等重 点人群，聚焦社会公众关切的科学热 点，争做新时代科普事业的先行者、 推动者。 启动仪式上，“科学与中国”组 委会主任、中国科学院院士杨玉良宣 读了 《“千名院士·千场科普”倡议 书》，号召两院院士积极投身“千名 院士·千场科普”行动，每年至少参 加一次面向社会公众的科学普及活 动，把科学知识、科学方法、科学思 想、科学精神传播到广袤的祖国大 地上。 我国公民科学素质水平持续提升 院士做科普：大材“大”用，使命担当 近日，第十二次中国公民科学素质抽样调查结 果公布。2022 年我国公民具备科学素质的比例达 12.93%，比 2020 年的 10.56%提高了 2.37 个百分点。 此次抽样调查是“十四五”以来我国公民科学素质 的首次调查。 调查结果显示，2022 年我国超三分之二省份公 民科学素质水平超过 10%。珠三角、长三角和京津 冀三大区域科学素质水平呈领跑态势，其中北京、 上海、广州已接近发达国家水平。与 2020 年相比， 我国东、中、西部地区公民科学素质水平均有较大 提升，分别提升了 2.04、1.84 和 1.83 个百分点，中 西部地区公民科学素质发展不平衡情况有所缓解。 从不同人群看，农村居民在各类群体中的科学 素质增幅相对较大，城镇居民和农村居民具备科学 素质的比例分别达到 15.94%和 7.96%，城乡发展不平 衡状况进一步缓解；男性公民和女性公民具备科学 素质的比例分别达到 14.77%和 10.98%，女性科学素 质提升相对较快，性别差距进一步缩小；18—29 岁 和 30—39 岁年龄段公民的科学素质水平分别达到 24.26%和 16.77%，公民科学素质水平呈随年龄段增 加而降低的态势，并随受教育程度的提高呈陡升式 阶梯分布。 调查研究指出，我国公民对科技发展信息的感 兴趣程度较高，互联网已成为信息时代我国公民获 取科技信息的首要渠道。总体上看，我国公民崇尚 科学、理性求实、支持创新，理性思维和科学意识 进一步提升。 公民科学素质是实施创新驱动发展战略的基 础，是国家综合国力的体现，国家和民族的发展进 步离不开科学素质的提升。公民具备科学素质是指 崇尚科学精神，树立科学思想，掌握基本科学方 法，了解必要科技知识，并具有应用其分析判断事 物和解决实际问题的能力。建设创新型国家必须有 更高的公民科学素质作为基础和支撑条件，要通过 提高公民科学素质扩大人才队伍规模，培育一大批 涵盖基础研究和应用研究、覆盖多学科多领域的科 技人才。 公民科学素质调查是掌握全国公民科学素质发 展状况的重要手段，通过调查能为全民科学素质提 升工作提供重要的理论依据。据了解，第十二次中 国公民科学素质抽样调查对标国际测评标准，结合 我国实际，包括公民的科学素质状况以及对科技的 态度、获取科技信息的途径、参与科普的情况等内 容。调查采用抽样入户面访为主，与配额线上样本 推送结合的方式开展，调查对象为 18 岁至 69 岁的中 国公民。 历次中国公民科学素质抽样调查的数据显示， 新世纪以来，我国公民科学素质不断提高，从 2010 年 的 3.27% 上 升 至 2015 年 的 6.20% 、 2018 年 的 8.47%、2020 年的 10.56%以及 2022 年的 12.93%。公 民科学素质水平的持续快速提升，为我国向创新型 国家前列迈进提供了坚实的人才支撑。2021 年，国 务院发布的 《全民科学素质行动规划纲要 （2021― 2035 年） 》 提 出 ， 2025 年 我 国 公 民 具 备 科 学 素 质 的 比 例 将 超 过 15%，各地区、各人群科学素质发展不均衡明显改善。 今年初发布的 《2023 年全民科学素质行动工作要点》 提出，开 展科学素质情况监测评估，将科学素质建设纳入本地区、本部门年 度工作计划和目标管理考核。目前，第十三次中国公民科学素质抽 样调查已经在全国各地开展。 责编：陈 杰 美编：纪云丰 编 辑 部 热 线 ： 010-58884135 发 行 热 线 ： 010-58884190 印刷：新华社印务有限责任公司 印 厂 地 址 ： 北 京 市 西 城 区 宣 武 门 西 大 街 97 号 扫码订阅更方便