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北大校友Cell发文追溯先民航路,自己也跨洋回到祖国!

来源:北大人 时间:2026-04-03

“我研究的问题就是——人从哪里来,到哪里去。”

这是哲学课堂上的经典叩问,但说这句话的人,是一位生命科学专业出身的古DNA研究者。

2026年3月10日,北京大学生命科学学院2013级校友刘悦晨以第一作者兼共同通讯作者的身份在Cell发表了一项重要研究成果:通过对西太平洋帕劳群岛四处考古遗址出土的21例古人类个体进行全基因组分析,首次揭示帕劳先民体内的东亚与巴布亚祖先成分,早在他们登上岛屿之前就已完成融合。2900年的遗传连续性,使帕劳成为目前已知远大洋洲地区群体遗传连续性最长的案例,也对学界长期接受的南岛人群“快车模型”提出了关键修正。

追溯先民的航路,是他的研究;而从北大到哈佛,再从哈佛归来加入中科院,他自己的路,也是一场远航与归来。

草原、猫和老虎:一个生科人的“非典型”起点

刘悦晨这一代最初大概都听过那句“二十一世纪是生命科学的世纪”。坦白说,他多少也是被这句话“忽悠”进来的。但真正让他在高考志愿表上填下“生命科学”的,其实更源于高中时感性的认识:解剖标本、观察微观世界、亲手做实验,那种看到不一样世界的感觉,让他觉得很有意思。

本科在南京大学期间,当大部分同学选了生化、医学等热门方向,他却因为“有点强迫症,做实验总会怀疑自己试剂到底加没加”选了常跑野外的大生态方向——去草原上跑来跑去、追着阳光做研究的那种。第一次上高原,当天他兴奋得跑了一大圈,直接高反倒下。

本科快毕业时,他开始寻找一个能兼顾生态学兴趣、又不需要频繁跑野外的研究方向,了解到“分子生态学”这个概念,觉得正合适。

与罗述金老师聊过后,发现罗老师的方向与他的期待最为契合。于是,他加入了罗老师的实验室。后来他才发现,罗述金老师的研究方向叫“保护遗传学”——通过分子遗传学方法研究野生动物保护,是分子生态学的一个分支。

入学后第一个研究对象是猫的毛色基因,他协助团队对一个有详细谱系记录的猫群进行全基因组关联分析(GWAS),寻找控制尾巴长度和毛色变异的基因。那时,实验室有一道独特的风景线:最多的时候养了40多只猫。“我们所有人都当过铲屎官,”刘悦晨回忆,“实验室的男生都爱带着女生来撸猫。”

猫之外,实验室的旗舰物种是老虎。2013年前后,基因组测序技术逐渐普及,罗述金敏锐地判断群体基因组学是未来方向,就带着博士一年级的刘悦晨一起撰写国家自然科学基金申请书。基金顺利获批,老虎群体基因组学项目随之启动,也成了他博士论文的核心。

刘悦晨的博士毕业论文获评优秀(左为刘悦晨,右为导师罗述金)

2018年,这项研究以封面文章的形式发表在Current Biology上。通过对全球现存六个虎亚种的32份标准样本的全基因组重测序分析,他们厘清了虎亚种的系统发育关系、演化历史和适应性分化,为虎的保护分类提供了基因组层面的关键证据《纽约时报》《卫报》等国际媒体都对此进行了报道。

Current Biology 第28卷第23期封面

博士快毕业时,导师跟他说:“现存的老虎做了,那些已经灭绝的老虎,我们看看怎么样?”

为此,他们开始接触博物馆收藏的老虎标本——那些保存了上百年的皮毛和骨骼。从古老样本中提取分析DNA,正是古DNA研究的基本方法。一扇通往人类演化史的大门,就这样在燕园悄然打开。

地图上的空白

2019年博士毕业后,刘悦晨同时拿到了德国马克斯·普朗克人类历史科学研究所和哈佛大学的博士后offer。他选择了哈佛大学人类演化生物学系David Reich教授的实验室——这是全球古DNA研究最顶尖的团队之一。

David Reich实验室成员合照

加入David Reich的实验室,是他职业生涯的巨大跳跃。从老虎到人类,研究对象变了,追问的核心问题却惊人地相似——“我们从哪里来?经历了什么过程变成现在这个样子?在这个过程中发生了什么样的适应性变化?”这几乎成了他研究工作的“灵魂三问”。当然,研究对象的不同也带来了新的挑战。老虎的演化时间尺度在近十万年以内,美洲原住民的祖先大约在1.5万至2万年前进入美洲大陆,而太平洋岛屿(尤其是远大洋洲)的大规模人类定居则只有三千年左右的历史。时间尺度的差异意味着研究者需要面对完全不同的演化问题。

David Reich的实验室有一个传统:所有数据对内部成员公开。他在世界地图上查看古DNA数据的分布,“欧洲那边已经有一堆数据点了,有一群人在做。但是大洋洲和南美洲,数据点非常少。”

“大洋洲这么大的地方,就这么几个点,我就想,是不是可以做点什么?”

这个最初看似简单的想法,开启了他长达数年的太平洋古人类研究之旅。

然而,空白并非没有原因。大洋洲的研究条件极为苛刻。那里气候炎热潮湿,古DNA保存难度极高,能从当地古人骨骼中提取到高质量DNA,本身就非常不易。他后来能做出成果,很大程度上得益于那些珍贵的样本恰好保存完好。

“做着做着就发现,原来不同岛屿上的人群流动,要比我们想象的丰富得多。”让他尤为感慨的是这些先民的迁徙方式——三千多年前,他们靠着paddling(类似龙舟的划桨方式),在太平洋岛屿之间穿梭、定居。刘悦晨在波士顿跟着北大校友会一起划龙舟,某天突然反应过来:“我研究的这些人,原来也是这么划船的。先做的研究,后划的龙舟——挺奇妙的一种缘分。”

刘悦晨与校友在龙舟赛中

2022年,他以第一作者兼共同通讯作者的身份在Science发表论文,报道了密克罗尼西亚地区至少五条独立的人群迁徙路径,并首次揭示了早期太平洋航海者的母系居住制——简单来说就是“从妻居”,夫妻婚后双方居住在女方家庭或女方亲属所在社区的一种居住模式。

也正是在这项研究中,他注意到了帕劳——这个位于密克罗尼西亚最西南端的群岛。分析显示,现代帕劳人约60%的基因来自东亚(南岛语族),40%来自巴布亚人群。但一个关键问题悬而未决:最早登上帕劳的人,究竟带着哪种遗传成分?两种血统的融合,是在岛上发生的,还是在到达之前就已经完成了?

要回答这个问题,只有一条路——获取并分析古代帕劳人的DNA。

原来没有人看到过这样的事情“

帕劳地处热带,常年高温高湿,这样的环境对DNA保存极为不利。能从这里的古人类骨骼中提取到质量合格的基因组数据,本身就是一件需要运气的事。

研究团队从帕劳四处考古遗址出土的37例骨骼样本中,成功提取了21个个体的古基因组数据,时间跨度从距今2900年到500年。然而,第一轮分析结果让人有些失望。

“古代帕劳人跟现代帕劳人一样,大概60%东亚、40%巴布亚,”刘悦晨坦言,“当时觉得,好像没什么有意思的新东西。”故事到这里似乎就结束了——古代人和现代人遗传构成一样。

但他没有止步。既然遗传构成相似,那就换一个角度:不看“是什么”,看“什么时候”。具体来说,就是用群体遗传学的方法,去推算这两种祖先成分——东亚的和巴布亚的究竟是在什么时间发生融合的。结果出来的那一刻,数据告诉他一个不同的故事:帕劳先民体内东亚与巴布亚成分的混合时间,比他们登上帕劳岛的时间还要早——早了几百年,甚至更久。那一刻,他有些兴奋了。他推测,巴布亚成分很可能在帕劳先民登岛之前就已融入其基因库。

但导师David Reich的反应更为审慎。他很快指出了一个关键的方法论隐患:帕劳是海岛,岛民长期以鱼类、贝类等海洋食物为主。而在碳-14测年中,存在一个被称为“海洋碳库效应”的问题——海洋中碳-14的更新速度与大气不同,以海洋食物为主的人群,其年代测定结果会系统性地偏老。换句话说,那些看起来很古老的样本,实际年代可能没有那么久远。如果样本没那么老,混合时间早于登岛时间的结论就可能站不住脚。

“我觉得有道理。”刘悦晨说。这是他在采访中反复出现的一个表述——面对质疑,他的第一反应不是辩护,而是验证。

于是团队做了大量数值模拟,假设古代帕劳人饮食中海洋食物的占比从15%到50%不等,逐一计算不同情境下的混合时间估算。结果表明,在所有合理的参数范围内,结论都稳健成立——帕劳先民祖先的基因混合,确实发生在登岛之前。

科学上的论证站住了,但发表之路并不平坦。文章辗转投了几家期刊,经历了拒稿和反复修改,他作为第一作者的联合研究成果“Papuan admixture predated the settlement of Palau”被Cell接收,于2026年3月10日在线发表。

刘悦晨作为第一作者在Cell发表的论文

这一研究结果,意味着传统的“快车模型”需要修正。长期以来,学界普遍接受的“快车模型”认为,南岛语族在向远大洋洲扩散的早期阶段,以较为直接和迅速的路径推进,并未与沿途近大洋洲地区的巴布亚人群发生大规模混合。这个模型隐含着一个假设:早期的迁徙是“干净”的,人群是相对“纯粹”的,大规模的基因交融要等到定居之后才逐渐发生。

而刘悦晨的发现打破了这一图景。帕劳先民在踏上岛屿之前,体内就已经同时流淌着南岛语族和巴布亚人群的血脉。

三千年前那场横跨太平洋的伟大航行,比我们此前理解的更加复杂——不同人群在迁徙途中相遇、交融,带着混合的基因记忆,共同驶向未知的岛屿。

跨洋归来:在祖国的土地上扎根

在哈佛的五年,刘悦晨发了Science,拿到了哈佛华人生命科学杰出研究奖,与全球顶尖的考古学家、语言学家、遗传学家合作,为《牛津考古学与语言手册》撰写了南岛语系的遗传学章节……但这五年里,他同样经历了很多科研之外的东西。

签证问题卡了他将近五年,无法回国探亲。他目睹身边的朋友和同事在美国科技行业的裁员潮中遭遇重击——有人夫妻双双被裁,家庭收入一夜归零,孩子刚刚出生,却要面对何去何从的抉择。“那几年确实看到很多好朋友,非常非常难。”

不过,波士顿也给了他另一种深刻的体验。北大和清华的校友会是当地最活跃的两个华人校友组织,刘悦晨是其中的活跃参与者——划龙舟、组织活动、在异国他乡和一群北大人一起生活、讨论工作。他看到校友们在各自领域突破了华人在美国职场中那层无形的“天花板”;更看到他们作为华人社区的领头人,带领大家争取应有的权益。“那时虽然人在国外,但心还是跟母校、跟国内的家人在一起。”

北京大学新英格兰校友会航拍合影

2025年,刘悦晨做出回国的决定。他想把新的方法和研究思路带回来,依托国内前沿的资源和平台,做一些自己想做的事情。对于一个海外归国的人来说,他希望找到的是一种归属感

而感到归属的重要前提是学术上的契合。付巧妹研究员团队在古DNA领域已经建立起国际一流的平台,是该领域公认的顶尖力量。刘悦晨加入后,两人的方向形成了天然互补——付巧妹团队侧重国内方向的古DNA研究,而他在哈佛五年积累的恰好是东南亚、大洋洲、南美洲等国际方向的研究基础。“付老师回来得比我早,这边已经有一个非常成熟的实验室。我回来可以把新的方法和研究思路带回来。”

他用了一个很接地气的说法来形容这种关系:“背靠大树好乘凉。”但他紧接着补了一句——不是依附,而是有一个坚实的平台和愿意支持你的前辈,可以踏踏实实做研究。付巧妹老师会定期抽出时间帮他解答疑惑,从基金申请到科研整合的工作方式,“毕竟在国外待了很多年,对国内的环境不太熟悉,有这么一个人,包括所里其他老师帮忙,对我挺重要的。”

离开哈佛前,实验室的共同主管Nick Patterson和刘悦晨说:“我相信中国有非常好的样本,只是没有人去发现。”这句话让刘悦晨记到了现在。不久前,付巧妹团队发表了关于哈尔滨“龙人”的古蛋白研究——不仅开辟了古DNA之外的新技术路径,还最终证实了备受争议的哈尔滨“龙人”头骨化石属于丹尼索瓦人,弥补了丹尼索瓦人第三支系化石样本的缺失状态。“也许将来,我们真的可以在祖国的土地上挖掘和发现更多这样有价值的样本,”他说。

2025年12月,刘悦晨正式开启独立科研生涯。他为自己规划的方向,是利用古DNA和群体基因组学方法研究不同地域人群的适应性演化——不只是追溯“从哪里来”,更要回答一个新的问题:到达一片新的土地之后,如何适应那里的环境?

这个问题迷人,但也很难。“大部分研究人类适应性演化的方法都是针对现代人群的,要么数据质量很好,要么样本量很大——古DNA这两个条件都不太满足。”他说得很坦率,“如何开发适用于古DNA数据的新方法,是接下来要攻克的事情。”

你平时怎么向朋友介绍自己的研究?

他的回答,就是本文开头那句话。

研究老虎的时候,他说自己在研究老虎从哪儿来、为什么长得不一样。后来转向人类演化,他就借用了那个古老的哲学命题——“人从哪里来,到哪里去。”只不过他的回答工具不是思辨,而是从骨骼碎片中提取出的DNA。

太平洋上的旅程,似乎总与“跨越”二字相连。数千年前,南岛语族的先民们驾着独木舟,在浩瀚无垠的海面上劈波斩浪,他们不知道前方等待自己的是什么,却依然选择出发。刘悦晨的路,某种意义上也是一段迁徙史。从南京到北京,从燕园到波士顿,再从大洋彼岸回到中国。每一次迁徙都重塑了他,就像每一次人群的流动都重塑了岛屿上的基因库。

而“回来”这件事,对他来说不需要太多解释,就像河水终究会找到自己的河道。

在古脊椎所那间还在慢慢布置起来的办公室里,他准备继续追问那个贯穿了他整个学术生涯的问题。

人从哪里来,到哪里去?

只不过现在,他要多问一层:登陆之后,该如何在那片土地上扎根?