圖源：Pixabay
翻譯｜李璐
編輯｜李珊珊
12月9日和12日，《自然》、《科學》兩大雜誌分別釋出了自己的2024年年度“十大人物”和“十大科學突破”。
在《自然》雜誌的十大人物中，有研究核鐘的物理學家、研究宇宙膨脹的天文學家、研究猴痘的病毒獵手、AI天氣預報員、與貧困作鬥爭的經濟學家，也有學術打假人、氣候鬥士、為加拿大研究生爭取到漲薪的公平薪酬鬥士，以及，最讓國人關注的兩位中國科學家：主導了嫦娥六號月背樣品研究工作的“月岩守護人”李春來，及將革命性的細胞療法應用於治療自身免疫性疾病的勇敢的中國醫生徐滬濟。
《科學》雜誌的十大科學突破中，一次注射可以發揮6個月保護作用的艾滋病接觸前預防藥物萊納卡帕韋（Lenacapavir）列在了榜首。在這份榜單的亞軍位置，則再次出現了中國醫生徐滬濟的那項為自身免疫性疾病重症患者帶來了顯著改善的療法。之後，列在這份榜單上的還包括：太空望遠鏡探測到的宇宙黎明、RNA農藥、海洋藻類中的新細胞器、新型磁性材料、來自中國的微小藻類化石提示多細胞生物出現時間提前、關於地幔的新研究，星艦“筷子夾火箭”式的成功著陸，以及古代DNA揭示的家庭關係。
相較而言，《自然》雜誌的“十大人物”，更看重的是這些人物們對科學界的影響，而《科學》雜誌的“十大科學突破”則更看重對人類科學邊界的挑戰，令人吃驚的是，一位中國醫生成了這兩份榜單唯一的交集。
這位醫生是上海的中國人民解放軍海軍軍醫大學的風溼病專家徐滬濟，利用由捐贈者細胞製造的CAR-T療法，這位醫生成功使3位罹患嚴重自身免疫性疾病的患者病情得以緩解。
數日前，遠赴瑞士尋求安樂死的上海女孩沙白讓很多人認識到了以紅斑狼瘡為代表的一大類自身免疫性疾病。這類疾病多以“難治”為特徵，許多自身免疫疾病患者最終會復發，有時甚至會發展出可能危及生命的併發症，往往被稱作“不死的癌症”。流行病學資料顯示，自身免疫性疾病影響大約8%的人口。
在徐滬濟的臨床試驗入組了3名患者，一位是以肌纖維壞死和進行性無力為特徵的免疫介導壞死性肌病患者，兩位是以疼痛和逐漸硬化的皮膚為特徵的系統性硬化症，後者最終可影響到內臟器官，導致心血管器官廣泛且不可逆的纖維化。
在自身免疫性疾病中，B 細胞在常常是透過釋放攻擊關節、肺、腎等部位的毒性自身抗體發揮作用。因而，徐滬濟選取了一種可以定向尋找並摧毀B細胞的療法——CAR-T療法來應對些些疾病。在傳統的CAR-T 療法中，醫生會從患者的白細胞中分離出T細胞（免疫系統的哨兵）。然後對這些細胞進行基因改造，使它們可以尋找並摧毀B細胞，然後，將其送回患者體內。
15年前，CAR-T療法首次作為血癌療法出現，該療法還曾被《科學》雜誌評為2013年的年度重大突破。本次用於自身免疫性疾病的CAR-T療法的一大特徵則是，這些T細胞並非源自患者，而是來自捐獻者。研究者們利用來自捐獻者的T細胞，經過基因編輯（CRISPR-Cas9），使得這些CAR-T細胞可以定向得殺滅患者體內“倒戈”攻擊自己身體的B細胞，從而治癒疾病。這不僅是利用CAR-T來治療自身免疫性疾病的重大嘗試，更是將CAR-T做成一種現成產品（off-the-shelf）的一次大膽嘗試。
這次嘗試的結果“超出了我們的想象”，參與了這次臨床試驗的華東師範大學教授杜冰曾向《自然》雜誌這樣描述。三位患者中，一位免疫介導壞死性肌病患者病情得到了完全的緩解，另兩位的病情也發生了明顯改善——包括疤痕組織形成的癒合，以及自身抗體水平的下降。試驗中，幾位患者都沒有出現與CAR-T療法相關的危險副作用。
對於這項只入組了3名患者的臨床試驗上榜兩大雜誌年度”十大“的原因，《科學》雜誌提到：“這可能開啟了自身免疫性疾病治療的新篇章”。而《自然》雜誌則認為：如果成功，利用捐贈者細胞生產 CAR-T 細胞，則可以實現CAR-T的大規模生產，從而降低成本並擴大其覆蓋範圍。
下文為今年的《科學》雜誌十大年度科學突破：
01
by Jon Cohen
幾十年來艾滋病防治工作取得了進展，但每年仍有超過100萬人感染艾滋病毒，而疫苗仍難以企及。但今年，人類世界看到了可能成為下一個最佳選擇的東西：一種注射藥物，每注射一次可以保護人們6個月。
今年6月，一項針對非洲青春期女孩和年輕女性的大規模療效試驗報告顯示，這些注射藥物將HIV感染率降至零——有效率竟高達100%。3個月後，一項橫跨四大洲進行的類似試驗報告稱，這一藥物對與男性發生性行為的性別多元化人群的療效達到99.9%，這一實驗結果消除了人們對前者的所有懷疑。
許多相關研究人員現在對這款名為Lenacapavir的藥物寄予厚望，認為將它用作暴露前預防（PrEP）的手段將大幅降低全球感染率。“如果我們能正確使用，即大規模推廣並讓更多人使用，它就會有潛力。”開普敦大學的傳染病專家 Linda-Gail Bekker表示，她曾領導這款藥物製造商Gilead Sciences開展兩項療效試驗之一。
然而，這並不是《科學》雜誌將Lenacapavir評為2024年度突破性成果的唯一原因。該藥物作為PrEP的巨大成功源於一項基礎研究的突破：對HIV衣殼蛋白結構和功能的新認識，該蛋白正是Lenacapavir的靶點，許多其他病毒也有自己的衣殼蛋白，這些蛋白圍繞其遺傳物質形成外殼，因此該藥物的成功激起了類似的衣殼抑制劑可以對抗其他病毒性疾病的令人興奮的期望。
與可怕的缺醫少藥的時代相比，目前的艾滋病治療已經取得了巨大進展。在那個時期，感染意味著可怕的消瘦、免疫系統崩潰導致的其他感染氾濫並早逝。1996年，研究人員發現強效的藥物組合可以完全抑制艾滋病毒並阻止艾滋病的發展，《科學》雜誌在那一年將其評為突破性成果。如今的抗病毒藥物更好，可以使數百萬人在患有慢性但可控的疾病的情況下過上正常的生活。接受了治療且病毒得到了很好地抑制的患者幾乎不會傳染給他人，這一發現使《科學》雜誌曾將“治療即預防”評為2011年的年度突破。隨著全球範圍內越來越多的人獲得藥物治療，全球新感染人數從2011年的210萬降至去年的130萬。
02
by Jennifer Couzin-Frankel
一隻嵌合抗原受體T細胞（CAR-T，粉紅色）正在靠近並消滅一隻B細胞。今年，CAR-T療法在治療紅斑狼瘡等自身免疫疾病方面取得了重大進展。圖源：Burgess/Science
紅斑狼瘡、硬皮病、多發性硬化症及其他自身免疫疾病的罪魁禍首都是“叛變”的免疫系統，它會攻擊人體自身的健康組織。現有的治療手段（如免疫抑制藥物）可以提供一定的幫助，但並不是每次都可以阻止疾病的發展，且可能導致嚴重的副作用。今年，一種新方法——嵌合抗原受體T細胞（CAR-T）療法，在重症患者中取得了顯著療效，這可能開啟了自身免疫疾病治療的新篇章。
CAR-T療法最初在近15年前作為血癌的治療手段問世（併成為《科學》雜誌2013年的年度突破之一）。它是一種全新的疾病治療方式：醫生從患者的白細胞中提取出T細胞（免疫系統的哨兵），然後對這些細胞進行基因改造（通常使其用於尋找並摧毀免疫系統的另一組成部分B細胞），再將這些改造後的細胞送回患者體內。某些白血病和淋巴瘤源於癌變的B細胞，所以可以用CAR-T療法清除這些細胞。
B細胞在自身免疫性疾病中也發揮了一定作用，尤其是透過釋放有毒的自身抗體攻擊關節、肺、腎臟等部位。今年的一系列新的臨床試驗顯示了CAR-T療法在自身免疫疾病中對抗B細胞的能力。今年2月，德國研究人員報告了15名紅斑狼瘡、硬皮病或肌肉損傷性疾病肌炎患者使用該療法的情況。患者在4至29個月前接受了CAR-T的治療，8名紅斑狼瘡患者均處於無藥緩解期；其他一些患者雖然仍有症狀，但都已不需使用免疫抑制劑了。其他已發表的成功案例還包括（利用該療法）治療重症肌無力和僵人綜合徵（一種痛苦且致殘的神經系統疾病）。迄今為止已有30多名患者被治癒。研究人員還在理解為何被改造的T細胞如此有效的方面取得了進展——比如，他們發現CAR-T療法可以深度清除其他療法難以觸及的組織（如患者的淋巴結）中的B細胞。
對於CAR-T治療自身免疫性疾病難過，我們仍然有許多工作要完成，科學家們仍在努力研究免疫系統過度反應等嚴重副作用發生的頻率，以及完全緩解疾病的可能性和持續時間。
03
by Adam Mann
因距離顯得泛紅的早期星系擠滿了畫面，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）的首批影像之一。NASA；ESA；CSA；STScI
在黎明時分，這些耀眼的星系在做什麼？自從美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡於2022年2月睜開它巨大的觀測之眼以來，這架太空望遠鏡發現的宇宙最早期明亮星系的數量已遠遠超過了理論學家的預期。今年，對這些星系古老光芒的詳細研究，已經開始解釋可能發生的事件。
JWST是有史以來建造的最大、最強大的太空望遠鏡，與以往儀器相比，它可以捕捉更多的微弱紅光。它曾被《科學》雜誌評為2022年度突破，專門設計用於研究宇宙誕生後約10億年的歷史。在最初幾個月的觀測中，該望遠鏡觀測到的宇宙黎明時的星系候選者數量可能比預期多1000倍。基於這些星系異常的亮度，研究人員推測其中一些星系可能與銀河系一樣龐大，而根據當前的星系演化理論，它們應該不能在如此短暫的時間內這樣迅速地成長。
一種可能性是，這些星系實際上並沒有推測得那麼大，只是非常明亮。例如，如果早期宇宙會偏向形成質量比太陽大幾十倍甚至幾百倍的恆星，那麼容納這些恆星的星系可能顯得異常明亮。另一種假設是，早期宇宙中充滿了黑洞，它們吞噬星際物質，產生明亮的能量爆發，進而解釋瞭望遠鏡的觀測結果。
當前JWST的觀測結果表明，這兩種過程可能都在起作用。光譜學研究將古老的光分解為其組成波長進行分析，表明早期星系中包含大量的氣體和塵埃，包括碳和氧等重元素。這些元素只能在更早期的大質量恆星內部形成，這些恆星壽命短暫，爆炸成超新星並將這些物質廣泛散播。研究表明，時間黎明時期的環境使巨大的恆星快速高效地成長。
其他光譜學研究指出，巨大且活躍的黑洞可能是早期宇宙光輝的來源。然而，沒有人可以確定這些“野獸”是如何如此迅速出現的：在現代宇宙中，黑洞被認為是一顆大質量恆星耗盡其生命後坍縮形成的。但一些理論提出，在非常早期的宇宙中，巨大的物質團塊而非恆星，可能在自身引力作用下快速坍縮，形成產生這些巨大黑洞的“種子”。
04
by Erik Stokstad
殺蟲劑通常是一種廣譜性武器，會在殺滅害蟲的同時也殺死一些無辜的物種。今年，美國環境保護署（EPA）批准了一種可能的解決方案：一種針對目標害蟲中特定基因的RNA殺蟲劑噴霧，支持者認為，這種新型精準方法比現有化學殺蟲劑更安全，並且可以作用於許多害蟲。第一種RNA殺蟲劑產品針對的是科羅拉多馬鈴薯甲蟲，這種害蟲對現有化學藥劑已經進化出了抗性，每年在世界各地造成5億美元的農作物損失。
Calantha殺蟲劑由GreenLight Biosciences公司研發，它可以干擾科羅拉多馬鈴薯甲蟲特有的基因。當甲蟲幼蟲咀嚼噴灑了該殺蟲劑的葉片時，RNA會阻斷一種關鍵蛋白的表達，使其在數天內死亡。這一機制即RNA干擾（RNAi），是大多數細胞用來調控基因表達並防禦病毒的自然過程。
自2007年研究人員發現雙鏈RNA可以穿過昆蟲的腸道內壁並有效殺死它們以來，研究人員就嘗試將RNAi轉化為對抗樹皮甲蟲、蚊子和其他昆蟲的武器。2023年，一種經過基因改造的玉米品種上市，它能夠自主產生殺死玉米根蟲的RNA。GreenLight公司目前正在開發另一種殺蟲劑，以殺死蜂巢中臭名昭著的害蟲瓦蟎。
研究人員現在希望將RNAi用於殺死飛蛾及其他所謂的鱗翅目昆蟲，其中包括一些最具破壞性的農作物害蟲，如小菜蛾和秋粘蟲。然而，與甲蟲不同，鱗翅目昆蟲的腸道酶能夠在RNA傷害它們之前將其輕易地分解。一個潛在的解決方案是將RNA包裝在一個微小的保護外殼中，這已成為一個熱門的研究領域。
昆蟲和其他害蟲因其可以迅速進化出對毒素的抗性而臭名昭著，研究人員已經開始擔憂自然選擇需要多長時間可以使RNA殺蟲劑失效。實驗室測試顯示，如果暴露在足夠高的劑量下，科羅拉多馬鈴薯甲蟲和玉米根蟲都能進化出對RNA的抗性。與所有試圖對抗大自然的發明一樣，RNA殺蟲劑必須得到負責任地使用才能保持其優勢。
05
by Elizabeth Pennisi
透射電鏡下，貝氏布拉藻中的硝質體。圖源：維基圖片
有一些細菌可以固氮，但直到今年，還沒有發現真核生物（如植物和動物等具有複雜細胞的生物）能夠從大氣中“固定”氮並將其轉化為氨，供植物製造蛋白質和其他必需分子使用。這一狀況隨著細胞器“nitroplast”（硝質體）的發現被改變，這是一種存在於海洋藻類細胞中的獨特的固氮“神器”。該發現不僅證明了我們對細胞複雜性進化仍所知甚少之外，這一發現和相關工作還暗示著未來可能培育出具備硝質體的作物，使它們能夠自行提供肥料。
DNA研究顯示，這種新發現的細胞器起源於約1億年前海洋藻類與固氮藍細菌之間的共生關係。藻類細胞吸收了這些細菌，而這些細菌逐漸失去了足夠的基因和生化功能，導致它們依賴藻類才能生存，現在要依照藻類的時間表進行繁殖。這使它們成為已知的少數內共生細胞器（它們起源於曾經獨立的微生物）之一，而後被整合到另一個生物體的細胞中。葉綠體（使植物將陽光轉化為能量的）和線粒體（為所有真核細胞提供能量的內部能量源）也有類似的起源故事。
研究人員起初透過研究矽藻（一種二氧化矽包裹的微小藻類）中的固氮結構，揭示nitroplast前體是如何在細胞中安家的。矽藻化石表明，它們大約在3500萬年前才開始寄生在固氮藍細菌中。這些細菌還未將自己的任何基因轉移到宿主細胞中，表明它們處於硝質體進化的早期階段，還未被整合為細胞器。
利用這些知識改善農業並非易事。目前，農作物獲取氮肥的來源是化肥，或者是生活在豆類和其他豆科植物根部的共生固氮細菌。今年的另一項發現可能為賦予更多農作物自身氮源提供線索：一種含有固氮細菌的矽藻與豆科植物根部活躍的固氮細菌有遠親關係。研究這種共生關係如何發揮作用或許能為將硝質體引入作農作物指明方向。
06
by Adrian Cho
在交錯磁體中，相鄰電子沿相反方向（顏色）旋轉，但位於具有不同方向（形狀）的原子級結構中。圖源：Libor Šmejkal and Anna Birk Hellenes
98年來，物理學家只知道兩種永磁材料。現在，他們發現了第三種。在熟悉的鐵磁體（如鐵）中，相鄰原子上的未配對電子沿相同方向旋轉，使材料磁化，例如能夠吸附在冰箱上。鉻等反鐵磁體整體上磁性為零，但它們具有原子級的磁性模式，相鄰電子沿相反方向旋轉。五年前假設的新型的交錯磁體同時具備兩者的某些方面。相鄰電子以相反的方式旋轉，確保淨磁性為零，但在更深層次上，這些材料也類似於鐵磁體。今年多個研究小組證實了這一“分裂特性”。
理論物理學家透過想象時間倒流會發生什麼來區分這兩種較早的磁性。他們設想，晶體材料中能量最高的電子佔據抽象空間的一個三維“費米麵”，該空間的軸是電子動量的分量。在反鐵磁體中，旋轉電子（比如向上）的費米麵恰好與旋轉“向下”的電子的費米麵相同。時間倒流會翻轉自旋，但重合的費米麵看起來仍然相同，保持了所謂的時間反轉對稱性。
在鐵磁體中，向上的電子數量多於向下的電子，並且有一個更大的費米麵包圍著較小的向下電子的費米麵。時間和自旋反轉，費米麵互換位置，時間反轉對稱性會“破缺”，而這種對稱性曾是鐵磁體的標誌。
交錯磁體具有數量相等的向上和向下的電子，但材料自身的結構特性導致上下電子的費米麵更復雜，從而也破壞了對稱性。想象兩個相同的橢圓以90度相交。由於橢圓大小相同，所以材料沒有淨磁性。但如果時間和自旋反轉，橢圓交換方向，這是可檢測到的差異。當然，實驗物理學家無法逆轉時間，但今年多個小組測量了費米麵，在碲化錳和銻化鉻等材料中發現了明顯的分裂。交錯磁體可能很多，也許可以用於製造電子產品中的超快磁性開關。
07
by Elizabeth Pennisi
微觀化石表明，單細胞真核生物的出現時間比我們之前認為的要早。圖源：Lanyun Miao et al./Chinese Academy of Sciences’s Nanjing Institute of Geology and Palaeontology
年初報道的來自中國的微小藻類化石以其極高的年代性震驚了進化生物學家，這些標本可以追溯到16億年前，它們表明：複雜生命的一項標誌性特徵——多細胞性——的出現遠早於之前的認知。
研究人員曾經認為，真核生物（DNA被包裹在細胞核中的生物，包括所有植物、動物和真菌）最初以單細胞形式存在了10億年，然後才聯結成了細胞鏈。一旦發生這種情況，就為更復雜的生物體的出現鋪平了道路，這些生物約在5.5億年前開始大量繁衍。該項新發現則表明，簡單的多細胞真核生物在更復雜的體型出現前的10億年就已經出現了，其中包括無法直接接觸外部環境的細胞。
幾十年前，中國北部的串嶺溝組地層中也發現了類似的化石，該地層也有16億年的歷史。發現者將其命名為“壯麗青山藻”（Qingshania magnifica）。但該發現發表在一個鮮為人知的期刊上，未能引發太多關注。2015年，中國古生物學家重返該地區，在接下來的幾年中發現並仔細分析了278個壯麗青山藻標本。
1月份，研究團隊發表在《科學進展》的報告中指出，在顯微鏡下，這些化石由多達20個圓柱形細胞串聯組成，相鄰的細胞壁與植物細胞壁類似。一些化石中含有類似孢子的小球體，表明這些多細胞絲狀體具有專門的生殖結構。化學測試排除了這些鏈狀結構是藍藻化石的可能性——藍藻是非真核微生物，在30多億年前就開始形成簡單的鏈條。相反，研究人員得出結論，壯麗青山藻很可能是一種絲狀綠藻，類似於現存的一些綠藻。
結合近期在印度、加拿大和澳大利亞發現的類似年齡的簡單多細胞真核生物，這些化石表明真核生物向多細胞性邁出了很早的一步，但通向我們今天在水母、紅木樹乃至我們自身所見的複雜性之路卻要慢得多。
08
by Paul Voosen
當板塊構造力撕裂大陸時，這一過程極其劇烈，卻又緩慢展開。過去，人們認為這一過程非常區域性性：來自熾熱上升的地幔岩石的岩漿沿著裂谷帶形成火山，而遠離裂谷的大陸寒冷內部則保持完整。然而今年的研究顛覆了這一觀點，表明這種區域性的劇烈活動會在地幔中產生膨脹波，從而塑造整個大陸的表面。
在8月發表在《自然》雜誌上的一篇論文中，研究人員對板塊構造理論做出了有力補充。他們認為，當裂谷發生時，上升的地幔與寒冷的大陸板塊相互摩擦，形成旋渦狀的岩石對流。這些渦流以蝸牛般緩慢的速度沿著大陸的“龍骨”流動，就像船下的湍流一樣。當它們翻滾時，它們便在上方造成各種混亂。
研究人員指出，這種地幔波可以解釋為什麼許多高原位於古老、寒冷大陸的內部，例如里約熱內盧西北部的巴西高地或印度的西高止山脈。當地幔波經過時，它們會剝離龍骨上較重的岩石，留下浮力更大的岩石，然後這些岩石上升1至2公里，形成高原。
去年，在另一篇《自然》論文中，幾位同一團隊的成員提出，地幔波還有其他作用。透過攪動地幔，它們可以產生合適的岩漿混合物，從而引發特殊的爆炸性噴發，即金伯利岩，這種噴發可以將鑽石帶到地球表面。地幔波引發的上升還可以解釋侵蝕加劇和隨之而來的海洋滅絕時期，它們也可能是板塊中心本應安靜的地區發生地震的未曾被認知到的驅動因素。這一切都表明，大陸和地幔之間的動態關係比地球科學家想象的要複雜得多。
09
by Eric Hand
SpaceX的巨型星艦火箭從德克薩斯州發射。SpaceX via UPI/Alamy
今年，世界上體積最大、動力最強的火箭（高達120米的不鏽鋼火箭）四次在33臺發動機的點火中沖天而起。然而，最終銘刻在集體記憶中的是10月13日星艦助推器的著陸。助推器以超音速的速度從空中墜落，重新點燃部分發動機，幾乎減速至懸停，然後被髮射塔的鉗爪抓住，而它僅僅7分鐘前剛剛從這裡發射。這一非凡的技術壯舉標誌著經濟可負擔的重型火箭新時代的到來，而這，將大幅降低太空科學研究的成本。
回收並快速重複使用助推器是（這項技術的）關鍵所在。由埃隆·馬斯克創辦並運營的火箭公司SpaceX已經透過部分可重複使用的獵鷹9號和獵鷹重型火箭將貨物送入軌道的成本降低了約10倍。完全可重複使用的星艦將使得該成本再降低一個數量級。屆時，馬斯克將人類送上火星的願景將不再如此遙不可及。
科學家們也會受益於此。過去，進入太空的機會極其寶貴，不能冒失敗的風險，這也是為什麼NASA的任務往往昂貴且繁瑣，要經過無數次測試。但隨著星艦的定期飛行，科學家們將可以使用廉價的現有零件製造儀器並頻繁發射。科學家們設想的火星探測器將不僅是一輛，而是一群，或者是一組編隊飛行的自組裝艦隊，攜帶的鏡面可以自行組裝成一個比哈勃太空望遠鏡大很多倍的儀器。獵鷹9號已經引發了太空地球科學的變革，使得像Planet和ICEYE這樣的公司能夠發射大量廉價衛星，以代替過去那些一次性的，價值數十億美元的龐然大物的功能。
儘管許多科學家對馬斯克的右翼政治立場和他與美國總統唐納德·特朗普的聯盟感到不安，但他們可能會為他的火箭將給NASA帶來的變革而歡呼。首先，這可能意味著太空發射系統（SLS）的終結，那是一種極其昂貴的火箭，它原計劃是在本世紀末將宇航員送回月球。而這套新的系統將能幫助NASA科學家更大膽地前進——比過去更快、更好、更便宜。
10
by Andrew Curry
公元7世紀，匈牙利一名男子被埋在一匹馬旁邊，如今他有了家族史。圖源：Institute of Archaeological Sciences/Eötvös Loránd University Museum
從古代骨骼和牙齒中提取的DNA為我們瞭解古代的人口遷徙、傳染病演化和史前飲食提供線索。如今這些DNA也揭示了古代家族的秘密。今年，一系列研究建立了類似古代家譜的資料，為數千年前去世的人重建了家譜。
這些研究反映了提取古人類DNA技術的進步和分析成本的降低。過去，對於古人類DNA的研究集中在時間和空間上廣泛分佈的個體，以瞭解人口發展和流動的趨勢。但隨著古人類基因組數量的指數型增長，研究人員已經能夠提出新的問題。
透過研究不同人共享的相同遺傳密碼片段，即血統相同的片段，研究人員可以估計兩個人之間的親緣關係有多密切，最遠可達六度親屬關係。研究人員透過將這一技術應用於包含數千個古代基因組的資料庫，發現了遠古時期的遠距離（親緣關係）連線，例如在5000年前，一對五度親屬被埋在相距1500公里的歐亞草原上。新專案還在深入研究單獨的遺址，以及，對來自一個墓地的數百人進行測序。
遺傳資訊只能揭示有限的資訊——例如，二度親屬可能是祖母和孫女、姑姑和侄女，或是第一代表兄弟姐妹。但透過增加考古資訊，例如骨齡、他們被埋葬在墓地的位置或埋葬在附近的親屬的遺傳關係，遺傳學家和考古學家共同合作，重建了長達八代的家族樹。
瞭解遺傳親緣關係可以揭示一些僅憑考古學無法提供的關於過去社會的資訊。例如，將德國南部的凱爾特酋長的DNA資料與他們墓地的詳細資訊結合，可以揭示出2500年前該地區最有權勢的男性透過母親繼承了權力——這是一種被稱為母系的社會組織形式。與此同時，對石器時代歐洲農民的親屬關係分析則表明，男性血脈是重點。於本週發表的一項研究發現，4萬多年前，生活在歐洲的第一批現代人中的兩名女性，儘管她們去世時相隔數百公里，卻屬於同一家族。
隨著研究人員對更多個體的抽樣，這些瞭解將變得更為廣泛和深入，遠古時期人類間的聯絡將能展現得更為清晰。
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