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科技日报记者 张盖伦
“报告,我们取得了重要发现!”
相声演员阎鹤祥穿着有些鼓鼓囊囊的防护服,走出移动考古车的实验室,举起双臂,喊了一嗓子。
周围的人都笑了起来。
当然,这是一种“节目效果”。
阎鹤祥和青年歌手韩小九是灿星文化制作的考古类真人秀节目《丝路考古大探秘》克拉玛依站的嘉宾。就在刚才,他们进入全球首创的可移动实验室考古车,由复旦大学分子考古实验室团队指导,在动物骨头上体验了简单的样本前处理工作。
分子考古,顾名思义就是通过分子生物学方法对历史进行追溯。复旦大学科技考古研究院分子考古实验室负责人文少卿希望,以考古车为载体,运用多种传播手段,将分子考古的故事讲出去,也将各民族间你中有我、我中有你的血脉联系如何形成的故事讲出去。
在新疆克拉玛依白杨河大峡谷,科研人员和综艺节目制作团队携手,开启了一次兼具科普性和人文性的尝试。

考古学从“透物见人”到“以人为本”
文少卿告诉科技日报记者,分子考古学为考古学提供了一种全新的研究视角。比如,通过对人骨DNA的分析,考古学从“透物见人”的传统叙事方式,转变为“以人为本”的直接叙事,深化了我们对古代人类历史的理解。
全基因组测序的出现,让在更大的遗传背景下理解人类的演化历史和迁徙模式成为可能。
“人类基因组包含大约30亿个碱基对。这些遗传物质来自父母双方,且在基因传递过程中会经历重组,每个基因组都会包含几乎所有祖先的遗传信息。”文少卿介绍,通过比较不同个体的全基因组数据,研究者能够追溯数千年的家族历史,揭示基因流动、混血事件以及社会结构的演变。
将时间拉回到公元578年。那年,年仅36岁的北周武帝在亲征突厥途中突发恶疾,英年早逝。
北周是南北朝时期由鲜卑人建立的朝代之一,北周武帝宇文邕是第三位皇帝。其在位期间,大举实行军政改革,统一中国北方,促进民族融合,为隋唐的大一统奠定了基础。
1500年后,一群人围绕他的遗骨展开了分析——北周武帝究竟何许人也;36岁薨逝,他身体怎么了?
不过,想要解读古DNA,就像读一本被雨水浸泡、被后人涂抹、被尘土掩埋多时的书,难度很高。古生物的骨骼、牙齿和毛发,能勉强锁住一些DNA,但大多数已经断裂成无数小段,土壤里的细菌DNA、后世接触过样本的人的DNA,甚至实验室里的DNA都是污染。污染DNA数量,会远远超过样本本身的古DNA数量。
文少卿团队和陕西省考古研究院合作,从已被土壤微生物DNA包裹的遗骨中,提取出了人的DNA;再持续改进技术,对高度降解的样本优化出了一套全新技术方案,终于获得可用的100多万个基因位点。
原来,武帝黑头发、黄皮肤,是典型的东北亚、东亚人长相;他和古代契丹人、黑水靺鞨人以及现代达斡尔人、蒙古人存在最近的遗传关系;他还有约三分之一古代黄河流域血统,极可能是鲜卑与汉族长期通婚的结果。
团队还对武帝遗骸股骨样本中33种微量元素进行了分析,发现其体内砷的含量显著高于同时期古代平民和贵族的平均水平。再结合历史和文献研究推断,砷的长期积累,很可能是因为他长期服用以雄黄、礬石为主要成分的丹药。
史料记载,武帝数次发病,生病时“疠气内蒸,身疮外发”“身生癞疮,恶疾而死”——这也符合慢性砷中毒的表现。
1500年后,武帝之死终于有了答案。
这是分子考古发挥作用的一个典型案例。
如今,在广义视角下,分子考古学的研究范围已经远远超出了古DNA领域,涵盖了古RNA、古蛋白质、古脂肪酸以及各种化学分子物质的分析,分子考古学由此进入新篇章。
“这些扩展为考古学提供了更全面的视角,让我们能够从多个分子层次理解古代人类的生理、病理和所处环境。”文少卿想回答的问题是宏大的——通过检测不同时期、区域考古遗址的出土骨骼,系统梳理古代人群的谱系源流,实现对中华民族血脉融合动态过程的追溯。

把移动实验室开上丝绸之路
近些年,文少卿团队和古代北方民族的古DNA打了许多交道,课题涉及匈奴、突厥、鲜卑、吐谷浑和粟特人……他们先后破译北周武帝突厥皇后阿史那古基因组,揭开北周武帝宇文邕血统之谜,并成功重建两千年河西走廊人群史以及六千年黄河下游山东人群史。
怎么让分子考古的故事被更多人了解?
文少卿讲起了上海一个孩子的提问。在一次面向中学生的分子考古讲座之后,有孩子问道:“文老师,我们对分子考古学很感兴趣,能不能展示给我们看看,DNA究竟怎么提取出来的,人的样貌究竟怎么复原的?”
文少卿回答:“会的,我会想办法给你们展示。”
在他看来,这句话是一个承诺。他想找机会兑现这个承诺。
“我这几年一直在想,做科研不能是圈子里自嗨。拿了科研经费,不能只发几篇只有圈内人了解的论文就完了,也该让公众知道我们做了什么,有什么意义。”文少卿说。
机会很快就来了。
2023年,复旦大学与克拉玛依市人民政府酝酿开展校地合作,共同推进“文化润疆”。但复旦大学和克拉玛依相距遥远,校地合作的抓手是什么?文少卿被学校派去新疆考察多次,他决定从自己熟悉的科技考古入手。
从学校和地方的实际需求来看,如果是按传统模式做成果转化,难度较大;如果只是单纯建研究院,合作又流于浅表。从学科需求来看,科技考古和田野考古常被诟病为“两张皮”,考古队掌握材料,科技考古人需要材料,两者常常“对不上”。
能不能把考古实验室装到车里,以移动的方式做原汁原味的研究?这种合作,满足国家战略需求,满足地方诉求,也满足了学科发展需求。

2024年8月,复旦大学和克拉玛依签署合作框架协议,双方合作推动设立民办非企业机构——克拉玛依市丝路数字经济与产业融合创新研究中心(以下简称“研究中心”)。
根据规划,研究中心在第一阶段将以数字文旅方向为先行领域,深度结合对新疆地区人类历史演变过程的科学研究与数字经济,开发和推广特色文化旅游项目,从而提升区域文旅产业的创新能力与市场竞争力。
“古丝绸之路”科技考古与文化传播项目也正式确立。它以新疆为第一季起点,计划用3到5年时间将项目扩展至国际,覆盖从古长安至古罗马的古丝绸之路全段。
考古车队将沿阿勒泰—天山北路一线行驶,通过古DNA检测、CT扫描等技术,复原遗址的墓主特征,揭示丝绸之路多元文明交融的历史。
在克拉玛依,可移动实验室考古车迎来实战首秀。
“我们考古车相当于将学校的分子考古实验室做了一个微缩版,麻雀虽小,五脏俱全。”研究中心青年研究员杜盼新介绍。他打开车门,搭好梯子,麻利地爬上车,进行设备调试工作。
记者看到,分子考古车内有前处理区、提取区、建库区和捕获测序区;CT考古车内有一整套体质人类学测量设备、手持三维扫描仪和医用CT设备。同时配套的还有一辆电力保障车,在人迹罕至的野外,这辆车能为考古车提供48小时电力支持。
“我们的考古车开到哪里,研究中心就把科技考古研究工作做到哪里,和克拉玛依的合作就拓展到哪里。丝绸之路上的广阔天地,都是我们的施展空间。”文少卿说。
把统一的多民族国家故事讲出去
文少卿又想到了那位孩子的问题——能不能有方法来记录和传播这趟旅程?
于是,综艺节目制作团队和电影制作团队来了。综艺节目对内,吸引年轻人;电影对外,实现国际传播。
九月下旬,《丝路考古大探秘》先导片的录制在克拉玛依开始了。
节目定位是文化类考古真人秀。节目总导演、灿星文化副总裁陆伟告诉科技日报记者,节目承载两大重要任务——科普和纪实。
像文少卿所设想的,节目要展示分子考古的门道和魅力。“我们把分子考古的很多知识,拆解成和观众具有贴近性的话题去展示。比如,哪段DNA决定了头发的曲直和肤色?古人迷信炼丹,试图延年益寿,他们炼的是什么丹,真的能够让人更健康吗?”陆伟说。

同时,节目也记录科考车在古丝绸之路上的探索之旅。车辆途经的不是公众所熟知的名人、大墓,但它串联起的是古丝绸之路上各个国家的经济、文化交流和民族融合的故事。“未知,可能是这档节目录制面临的最大挑战,但也令人充满期待。”陆伟感叹。
在克拉玛依,节目组在盐湖艾里克湖采集湖底沉积物样品。拍摄的那天,湖面平静,白云摇曳,一片纯净的蓝,美得令人心醉。一筒湖底的泥沙,竟藏着波澜壮阔的生命史。
在克拉玛依著名的魔鬼城,中国石油大学(北京)的教授用实验方式重现了雅丹地貌的形成过程。实验进行时,魔鬼城的风就从大家耳边呼啸而过,人们仿佛站在时光的隧道里,直观感受到了岁月变迁。
陆伟希望,节目有人文情怀,兼具诗意、浪漫和美。
他们设置了“星空夜话”的环节——在深夜,大家聚在野外,摆几把椅子,在亘古星空的注视下,交流考古的感受。
在克拉玛依的石滩上,常能捡到一种叫金丝玉的石头。文少卿说,金丝玉已经存在了亿万年,也许今天你捡起的石头,千年前也曾被旅人把玩过,被小动物驻足过。阎鹤祥也感慨,考古能让人知道更多细节,历史变得具体了,就像一本小说出现了各种角色,上演着人的生老病死和悲欢离合。
“我们想在节目里留下这些让人回味悠长的东西。”陆伟说。
除了拍综艺节目和电影,文少卿还计划在克拉玛依打造短剧影视基地,探索用更接地气的方式,持续推进“文化润疆”。
听起来,这些似乎已经超出了一位科技考古学者的常规研究范畴。文少卿坦言,确实给自己多找了许多事。他听到过质疑声,说他“炒作”“想出风头”。面对这些声音,文少卿内心坦然:“我想说,如果能把这件事做好,我可以没有名字。我就想把新疆的故事、中国的故事讲出去。”
记者手记丨当文科生拿起移液枪
张盖伦
在克拉玛依采访的几天,我和复旦大学科技考古研究院博士生常欣住在一起,成了临时室友。
来克拉玛依的三位女生,都是考古学出身。在我看来,他们属于“纯血”文科生。但现在,她们照样穿上防护服,拿起移液枪,开始了泡实验室的生活。
我觉得这种跨界难度颇大,但常欣平静地告诉我,其实就是多学习,先看别人做,熟悉流程了再自己上手做,需要注意的是得精准地按照标准流程操作。“在实验技巧之外,更重要的是能不能发现有意思的问题。”常欣说。
在克拉玛依时,住在我们隔壁房间的直博生胡南其实今年本科刚毕业,但她也已经“身经百战”。胡南研究的是我此前知之甚少的古环境DNA。
凡事发生过必留下痕迹,生物体的DNA可以通过残留在土壤、水中的微小的骨骼、皮肤细胞、毛发、排泄物等获取。这些DNA可能保留在细胞内,也可能从细胞中释放出来,与土壤中的矿物质或其他微小成分结合,形成游离的分子。它们通常与其他动植物和微生物的DNA混杂在一起,也就是环境DNA。
从本科起,胡南就投入了一个庞大的科研项目——长江口二号古沉船研究。在从沉船上打捞出的一只双耳瓷瓶中,胡南所在的团队用小勺和无菌袋分层剥离出了瓶子中的泥土,在里面发现了蚊子、稻壳和竹子的DNA。
复旦大学科技考古研究院访问学者马晓琳表示,有蚊子,暗示了沉船末次航行时间;有稻壳,是因为大瓶子里还放了许多小杯子,它们被用来防震;查阅文献又能得知,竹子是那个年代的一种打包材料。团队还对水稻进行了叶绿体基因组分析,经数据库比对发现,它和产自江西的水稻亲缘最为接近。
所以,这艘沉船的瓷器应该是在江西打包,它在夏秋季节出发,很有可能遇上了一场台风,在长江口沉没。
“分子考古的魅力在于它能对模糊有争议的问题给出客观证据和确定性解释,而古环境DNA更是能让我们通过一杯尘土,就能重建多方面信息。”胡南说。
文少卿对实验室的文科生和理科生,有不同的角色定位。
假如分子考古是一辆汽车的话,他希望把有理科背景的人培养成造车的人,会维修、会改装。对文科生,文少卿的要求是成为会开车的人,要能找到有价值的方向,还会把车开过去。
重要的依然是提出好问题。科技考古人应不止于当田野考古的辅助和外援,也要真正成为考古学科的“自己人”。
文少卿还在复旦大学开了一门AI考古课。他发现,文理科背景学生各有优势。理科生喜欢优化代码,使用新工具,但研究思路不开阔;文科生想法很浪漫,思维更灵活,但是动手能力比较差。“我的课上配了4个助教,针对学生的不同特点,给他们提供一些帮助。”文少卿说。
这是一门通识课。文少卿判断,AI考古是科技考古的下一个“主战场”,“越早接触AI对学生越好”。他希望,学生能全方位感受AI考古的不同应用场景,拓展AI技术的应用思维。“新时代的考古学,急需文理兼修的跨学科复合型人才。”文少卿强调。
(科技日报记者 张盖伦 摄)

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