2011年，燕園，一臺全球頂尖的DNA測序儀運達。彼時，新一代基因測序技術正推動全球基因組學邁入新階段。北京大學直面生命科學潮頭，創(chuàng)先成立生物動態(tài)光學成像中心（BIOPIC）。建設剛剛起步，中心的實驗員們正在調(diào)試這臺設備。

千里之外，河南鄧州八里崗，北大考古專業(yè)師生剛剛結(jié)束在湍河南岸旁的二級臺地探方里的發(fā)掘。自1991年起，北大考古人在這里開展田野實習二十年，透物見人，從新石器時代的遺存中讀取文明脈絡。

一邊是探索生命最小單元的生物學前沿，一邊是尋蹤文明宏大敘事的考古學田野，兩個平行的科研世界，即將因一次偶然的對話交匯，并在十四年后催生出世界級重要發(fā)現(xiàn)——2025年，3篇關于DNA考古的重要成果先后發(fā)表，首次分子級實證我國新石器時期母系社會的存在，以及父系社會結(jié)構與人群演變等。更重要的是，探索積累的古基因組學方法，使得更多重要考古遺址的“精準解碼”值得期待。

北大跨學科團隊的學術合作，發(fā)揮扎實考古學術框架的學理優(yōu)勢，有機融入分子生物學等多項前沿技術，實現(xiàn)方法創(chuàng)新與范式探索。多個強勢學科緊密的結(jié)合，學者之間坦誠的協(xié)力合作，為中華文明探源工程開拓了新視點。

部分作者在八里崗遺址合影（左起：張?zhí)烀?、龐玉宏、楊婷玉、黃巖誼、王勁成；攝影：張海）

十四年的“副業(yè)”課題

這場跨越時空的對話，始于燕園食堂里的一次午餐。

“你們引進的那臺最新DNA測序儀聽起來太棒了，除了研究生物細胞，還能不能做點別的？”

那是個尋常的中午，北大食堂擠滿了剛下課的師生。BIOPIC中心黃巖誼教授剛放下餐盤，地球與空間科學學院吳朝東教授坐在了他對面，吳朝東研究地質(zhì)儲層地質(zhì)學、沉積學與古地理學等，喜愛野外勘探考察。兩位教授如往常一般，開始天南海北地閑談著科學趣聞。“比如能用來測上古DNA嗎？有很多考古遺址出土動植物遺存，如果能有分子層級的實證，那太有意思了。”

談話間，“八里崗”這處考古遺址尤其讓黃巖誼這位理學博士起了興趣，此處地層堆積年代跨度大，聚落布局清晰，還出現(xiàn)了多人二次埋葬的罕見狀況。吳朝東繼續(xù)科普：埋藏年代、地質(zhì)情況、研究價值……其中重要的一條線索是：北大考古和它的緣分。

兩位教授的科學閑談像一粒偶然飄落的種子，落在了北大這片深厚獨特的學術土壤。

2011年，黃巖誼帶著一個大膽的想法，尋找北大同事“合作求解”。很快，在考古文博學院的小會議室里，新石器時代考古方向?qū)＜?strong>趙輝、科技考古方向?qū)＜?strong>吳小紅等熱情地接待了他們，為這些理科背景的生物學學者講解八里崗基地多年的出土發(fā)現(xiàn)；研究體質(zhì)人類考古的何嘉寧則帶著他們鉆進庫房，在眾多出土骨骼樣品中尋找合適的研究樣本。

取回樣本后，黃巖誼團隊開始學習從這些年代久遠的骨骼中獲取DNA數(shù)據(jù)。這條路，比想象中更難走。由于溫度濕度等因素，東亞的古代人骨樣本內(nèi)源DNA污染嚴重，含量極低。

八里崗古DNA論文第一稿成于2014年，與學界交流時，國際同行們積極肯定了題目的意義，但提出了論證邏輯方面的關鍵問題。課題組不斷修改論文，反復優(yōu)化從DNA提取、建庫到分析解讀的每一個實操環(huán)節(jié)。這一磨，就是六年。

使用噴砂機對人骨樣本做前處理

在此期間，黃巖誼課題組的“主業(yè)”研究方向取得重要成果——在DNA測序技術中首次引入冗余編碼概念，大幅提升高通量測序精準度；并在隨后自主研發(fā)出國產(chǎn)高效測序儀。

“我們實現(xiàn)了從‘拿別人鍋炒菜’到‘自己捏瓦罐煲湯’的轉(zhuǎn)變。”黃巖誼生動形容。

至于古DNA分析這個新方向課題，課題組在實驗技術和生物信息學分析兩個方向上不懈探索，尋找穿越模糊霧團的抓手。2017年，國際研究發(fā)現(xiàn)顳骨巖部和聽小骨是獲取高質(zhì)量古DNA最理想的人骨部位，黃巖誼課題組第一時間開展測試并獨立掌握了此技術，隨后又自主開發(fā)一套全基因組探針富集策略，能從內(nèi)源含量極低的古DNA中獲取足夠分析的數(shù)據(jù)。對于古代社會結(jié)構研究中的樣本稀疏、二次合葬墓中個體親緣關系網(wǎng)絡難以構建等普遍問題，他們開發(fā)了基于IBD共享模式和家系模擬的模糊推斷方法，能從稀疏樣本中提取親緣結(jié)構信息，估計社群的社會結(jié)構和總?cè)藬?shù)范圍，為這類研究提供了新的分析路徑。

研究終于初現(xiàn)眉目。但又一次學科對談，為破題方向帶來了重大轉(zhuǎn)機。

2020年，黃巖誼和團隊成員在討論文獻時，注意到北大考古張弛教授一篇考察八里崗葬俗的文章相當精彩。他立刻出發(fā)去找張弛請教考古研究背景。張弛的反應出人意料：“你們怎么只做了M13這一個墓？八里崗這地方出土前后幾千年的遺存和人骨啊，聯(lián)系起來，反而更有利于問題的演繹?！睆埑阪告傅纴?，仔細梳理了八里崗種類豐富的考古地層和農(nóng)業(yè)遺存。

這一關鍵性的背景提點，讓團隊豁然開朗。他們決定拓寬視野，跳出解決小問題的目標。團隊迅速補充了從東周到更早時期、跨越約四千年的多個人骨樣本，在更完整的人群演變圖譜視域下分析基因測序結(jié)果的意義。此后，課題組開啟了更加緊密的跨學科合作，來自不同學科背景的研究者共同優(yōu)化論證框架。

龐玉宏與博士后楊婷玉（論文共一作者）在討論修改論文

2025年國慶節(jié)前夕，研究終于在《自然 通訊》（Nature Communications）在線發(fā)表。黃巖誼、龐玉宏團隊與考古文博學院張弛、吳小紅團隊聯(lián)合云南大學、中央民族大學等單位發(fā)表論文，基于對長江流域北緣的八里崗遺址58例古代個體（年代跨度為新石器時代中期至青銅時代晚期）的全基因組分析，系統(tǒng)揭示了八里崗區(qū)域人群遺傳結(jié)構在四千年間的精細變化，探索了基因交流史與長江、黃河流域文化互動、環(huán)境變遷及農(nóng)業(yè)發(fā)展之間的復雜關聯(lián)，首次從遺傳學角度證實了中國新石器時代晚期已存在父系社會組織結(jié)構。

回顧這項從興趣緣起算來已過了十四年的課題，黃巖誼形容：“你不能因為第七個包子讓你吃飽，就忘了前六個的功勞?！?/strong>他強調(diào)，沒有前六年試錯的積累，就不可能有后來的突破。課題組研究員龐玉宏則清楚地記得第一次成功從顳骨中測到高質(zhì)量基因組數(shù)據(jù)的難忘瞬間：“那一刻我終于確認多年的堅持值得，也堅定了繼續(xù)走下去的決心?！?/strong>每一步的經(jīng)驗與認知積累，共同造就了“我和我的祖先”這部屬于他們的2025年國慶檔大片。

聚焦——在中華文明探源問題框架下

2022年，瑞典遺傳學家斯萬特·帕博因破譯尼安德特人等的基因組而榮膺諾貝爾獎。古基因組學的魅力，正源于人類對“我從何處來”這一根本命題的叩問。

中華文明源流不斷。史前時期，黃河及長江流域文明搖籃如何孕育出古老社會？在古老的華夏大地，人群如何遷徙交融、社會結(jié)構如何演變、文化如何傳承發(fā)展？

八里崗遺址DNA研究，正是將問題視野放在考古學、人類學的核心議題中，才揭示出5000年前長江流域父系家族結(jié)構及其人群南北交融互動的文明軌跡。

八里崗人群的遺傳結(jié)構與祖源成分的動態(tài)變化

“考古文博學院在很早就有開展古DNA研究的想法。那時全世界連古DNA的提取技術都還不成熟?！焙渭螌幓貞?。直到黃巖誼主動跨界，研究推進。后續(xù)考古文博學院引進了專門從事古DNA研究的寧超研究員，更形成直接對接橋梁。

以北大優(yōu)勢學科交融合作為引擎，八里崗研究成為了“緣起”，古DNA研究合作組的突破遠不止此。

2025年6月，《自然》（Nature）發(fā)表了黃巖誼和寧超、張海團隊等關于山東傅家遺址的研究，在全球范圍內(nèi)首次為史前母系社會存在提供了分子遺傳學證據(jù)。這是一項世界級的發(fā)現(xiàn)。在歷史唯物主義的理論框架中，母系社會階段被視為人類文明演進的重要一環(huán)，然而其是否真實存在，長期以來缺乏直接證據(jù)，懸而未決。北大關于傅家遺址的研究成果，通過高分辨率古DNA親緣關系鑒定，證實于4800年前的大汶口文化晚期，存在由兩個母系氏族構成的聚落組織。此前，全球有關母系社會的遺傳學線索僅可追溯至歐洲的鐵器時代，約公元前1000年。

發(fā)表截圖

龐玉宏介紹道：

“最開始我們只獲得了南區(qū)墓地的古人全基因組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)線粒體DNA序列完全一致，而男性Y染色體單倍型相對多樣化，這已經(jīng)說明可能是母系社會，但還不能排除近親結(jié)婚或單一家系的可能。”

獲取北區(qū)墓地的個體數(shù)據(jù)后，謎題徹底解開。

“南區(qū)和北區(qū)的個體不論男女，都按各自的母系血緣埋葬，有些個體死后埋在別處，后人也會按母系血緣二次遷葬回來。這種葬俗充分證明了這一文明的母系認同?！?/p>

同月19日，《交叉科學》（iScience）發(fā)表了黃巖誼團隊、何嘉寧與北京市考古研究院張子晗等合作關于北京明清時期前葦溝墓地家族譜系及葬俗的研究。古DNA的解讀最終打破了初始的考古推測，為理解近古民間社會葬俗實踐提供了新的典型案例。

傳統(tǒng)考古學常依據(jù)墓地形態(tài)、葬俗特征、器物組合等證據(jù)，結(jié)合歷史文獻，綜合判斷和推測遺址的年代及人群結(jié)構等?，F(xiàn)在，古基因組學則引入另一重視角——生物學遺傳信息。最初邁入這一領域時，黃巖誼就閱讀了摩爾根的《古代社會》。在組里討論基因提取與建庫技術之前，他們想解決的問題很具象：“我們想知道，他們究竟是誰，彼此之間又是什么關系?！?/strong>

經(jīng)過多年的積累，黃巖誼團隊已經(jīng)探索出一套較為成熟的古DNA測序?qū)嶒灱胺治龇椒?，但在黃巖誼看來，保持世界前沿的技術固然重要，但更關鍵的是未來用它去研究哪些問題：

“北大的考古專家們圍繞中華文明探源重要問題積累了相當豐厚的認識。如果說我們和別的做古基因組學的團隊有什么不同的話，那就是格外注重把古DNA分析放在中國考古學認識框架下去思考問題?！?/strong>

勾摹中華文明更清晰的演進圖景，牽動著不同學者的好奇與努力，也始終錨定著團隊探索的方向。

黃巖誼實驗室學生在超凈間內(nèi)進行古DNA建庫實驗

學科交叉的“奇點”時刻

在北京大學這片學術沃土上，百余門學科如萬木成林，枝葉相觸時便激蕩出新聲。學科交叉的真諦不在于刻意跨越學科壁壘，而在于追索問題時，匯聚不同學科的智慧形成合力。

黃巖誼就深有體會，校園內(nèi)研究者們的聯(lián)結(jié)自然而緊密——新想法常源自偶遇，新問題總能找到相應領域的專業(yè)同事探討。他所在的北京大學生物醫(yī)學前沿創(chuàng)新中心（BIOPIC）就致力于以技術驅(qū)動為核心，打造多學科交叉的國際一流生物醫(yī)學研究。

“跨學科合作不是你說幾句，我說幾句，簡單拼接就能完成。”黃巖誼說，“正是學術共同體內(nèi)積極、坦誠、客觀、批判性的交流，才能減少學術上犯錯的可能。”

這種跨越需要勇氣與耐心，不同學科術語體系存在著差異。“理科重邏輯實證，文科重推演演繹，這個就需要加以區(qū)分。再例如，生物學中簡單明確的詞匯，在考古學、人類學中常有豐富涵義，需要更審慎地使用?！秉S巖誼、龐玉宏回憶，和合作者們交流初期，雙方往往需要時間磨合才能理解彼此的學科語境。一旦突破理解屏障，不同學科便能各展所長，融合后更全面解決問題。

BIOPIC中心同考古學院師生前往考古遺址現(xiàn)場取樣

在何嘉寧看來，跨學科是考古進行研究“必不可少的一環(huán)”，這門學問天然就帶著綜合視角。

“戰(zhàn)術上是多學科，戰(zhàn)略上要解決的是考古學問題。”

他本科專業(yè)為口腔醫(yī)學，憑借骨骼學、解剖學背景結(jié)緣考古，從此開始深耕體質(zhì)考古學研究，“古DNA分析和體質(zhì)考古學也可以各展其長，比如骨頭混亂時的分類、個體的年齡疾病判斷，這些DNA測不出來的地方，也可以由體質(zhì)考古學來補充。”

北大的綜合雄厚學科優(yōu)勢為跨學科研究合作提供了天然土壤。

“比如我們舊石器考古方向特別需要關于第四紀時期的知識，學生一般要去城市與環(huán)境學院選修‘第四紀地質(zhì)地貌學’。我們做田野發(fā)掘時也常邀請地質(zhì)學、氣候?qū)W專家來遺址現(xiàn)場解讀環(huán)境背景?！焙渭螌幷f。

在古基因組學領域，除由出土骨骼中提取DNA信息外，土壤沉積物中沉睡千年的DNA信息，也能為解讀早期人類活動提供全新材料與視野，而這也需要環(huán)境學、生態(tài)學等專業(yè)的支持。

面向未來人才培養(yǎng)，北大跨院系平臺課程、跨學科培養(yǎng)項目、雙學位、跨學科專業(yè)、前沿工程博士專業(yè)學位等，層層構筑起多元復合型人才培養(yǎng)網(wǎng)絡。

黃巖誼的博士生、傅家遺址研究論文作者之一張?zhí)烀?/strong>便是一個典型例子，他本科就讀于元培學院整合科學實驗班——北大特色跨學科專業(yè)之一，融合了數(shù)、理、化、生、信科等傳統(tǒng)理科和工學，還原自然科學天生自然的完整性，培養(yǎng)以更全面更多維度的學科視野去攻克學術問題的新一代人才。“最享受與指導老師們、同學們經(jīng)常的智力上的交流，往往能開拓視野，提供新想法?！?/strong>張?zhí)烀鲗v史也懷有濃厚興趣，在朋友圈分享照片時流露的“蛛絲馬跡”，被導師黃巖誼敏銳捕捉到，邀請他加入古DNA方向課題的研究。由此，跨越文理的個人興趣與千年的歷史時空交匯，并與重要科學問題關聯(lián)。

在北大這片學術沃土，文理醫(yī)工農(nóng)學科深度交融正在不斷書寫新的可能。解決重要問題的探索之路上，沒有任何一門學科是孤島。最精微的基因技術與最宏闊的歷史視野彼此照亮，抵達最久遠的文明之源。

可以期待的是，將有更多考古遺址在多元學科的共同叩問中，開口應答“何以中國”的文明敘事。

來源 |北京大學融媒體中心、北京大學科學研究部、北京大學生物醫(yī)學前沿創(chuàng)新中心、北京大學考古文博學院

采訪&文字 |王鈺琳、陳語諾、楊宇熙

排版 |顧馨月

責編 |郭雅頌