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《自然》杂志刊文:中国正在改写人类起源学说

2016-07-25 15:30:30

北京郊区,一座名为龙骨山的石灰岩山丘鹤然而立。山的北面,一条小径通向几处封闭的山洞。这些山洞每年吸引约莫十五万游客,从莘莘学童,到鹤发老者。1929年,正是在此处,学者们发现一近乎完整的远古头骨。该头骨有约五十万年的历史,属于北京猿人(Peking Man)——迄今发现的最早人种之一。这一发现证实了不少学者的想法:人类起源于亚洲。

但此后,北京猿人的起源地位渐渐陨落。虽然现代定年法判定该化石已有约78万年的历史,但随后在非洲发现的人类近亲遗骸更胜一筹。种种发现巩固了非洲作为人类摇篮的地位——现代人类及其先辈走向世界的起点。而亚洲在进化史上的地位一降再降。

北京猿人起源

但北京猿人的故事令数代中国学者们魂牵梦绕,不断寻找着它与现代人类之间的关系。“这个故事不会有尽头。”中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的古生物学家吴新智说道。他们不断探索着,北京猿人的后代和直立人的同类是否灭绝了,或是进化成为新的现代物种?中国的基因舞台是否因他们而增光添彩?

中国热切地渴望着能一探先辈们的究竟,在过去的十年中,在全国范围内努力追寻早期人类的踪迹。他们重新分析现存化石,每年投入数百万美元开凿发掘。国家斥资110万美元,在古脊椎所成立实验室,专门提取远古DNA并测序。

随着投入的增加,世界各地的古人类学家渐渐将关注点转移到亚洲化石上,思索其与其他早期古人类的关联,他们比大猩猩更接近现代人类。在中国和其他亚洲国家出土的化石表明,数种智人曾遍布于亚洲大陆。这也动摇着传统观念中的人类进化史。

“许多西方科学家都以非洲、欧洲为世界中心,他们带着有色眼镜看待亚洲的化石与出土器具。”吴新智说道。由于历史关系,其他大洲更早发现了古老的化石,顶尖的古人类研究机构也多位于其他大洲。相应的,其他大洲也更成为研究主流。他说,“但随着亚洲化石不断出土,传统的人类进化观将受到挑战。”

克里斯·斯特林格是伦敦自然历史博物馆的一名古人类科学家,他赞同道:“亚洲是一块遗忘的大陆,我们低估了它在人类进化史中的地位。”

人类演化的两条路线

进化历程

智人(Homo Spiens)的故事千篇一律——起源于非洲。细节上虽不尽相同,但关键点特征和事件基本一致。美名其曰:“走出非洲”。

按人类进化传统的观点,直立人(H.erectus)在两百多万年前首次出现(见“人类进化的两条道路”)而后,在约60万年前,进化为新物种:海德堡人(Homo heidelbergensis),其最早遗骸发现于埃塞俄比亚。约40万年前,部分海德堡人走出非洲,分为两支:一只向中东、欧洲进发,随后进化为尼安德特人(Neanderthals);另一只则进入东方,成为后来的丹尼索瓦人(Denisovans)——2010年首次在西伯利亚被发现的一个人种。最后留在非洲的海德堡人在约20万年前进化成我们人类——智人。这些早期的人类在6万年前扩至亚欧,与当地人种少量杂交繁衍,终取而代之。

海德堡人极有可能是尼安德特人、丹尼索瓦人与现代人共同的祖先。其一大特征是远古与现代的融合。正如一些更为古老的世系,海德堡人的眉骨高耸,没有下巴;但同时,海德堡人也像智人一样牙齿较小,脑容量更大。在大多数学者眼中,海德堡人或同类族群是直立人与智人的过渡人种。

这段时期可谓是人类的黎明时期,然而不幸的是,此时段的化石发现匮乏、模棱两可。“这是人类进化史上最为神秘的时刻”,爱荷华市的爱荷华大学的古人类学家罗素·乔昆( Russel Ciochon)表示,“但这对人类的最初起源却起到决定作用。”

近四十年来,中国化石的研究让局面更为复杂。人们开始怀疑,非洲直立人是否是现代人类直接的祖先?研究表明,在约90万到12.5万年前,某种人种遍布东亚。根据吴新智(见《古代人类遗存》),它们的特征介于直立人与智人之间。

“那些化石带来重重疑云。”乔昆说,“它们显然比直立人更为先进,但却又不属于任何已知的族群——没有人知道他们是什么。”

由于这些化石的过渡特征,像斯特林格这样的学者将其与海德堡人混为一谈。这些化石中的最古老的当属两件90多万年前的头骨,出土于湖北省勋县。因此,斯特里格甚至认为海德堡人始源于亚洲,后迁徙至其他大陆。

但包括大多中国学者在内的主流观点认为,虽然出土于中国的化石与欧洲和非洲的海德堡人明显有许多相似之处,但却不是同一物种。在陕西省大荔县曾出土一较为完整的头骨,该头骨已有25万年的历史。相比于大多数的海德堡人的化石标本,这块头骨的脑容量更大,面部较短,颧骨更扁——意味着这是更为先进的物种。

这些过渡人种在中国生活了数十万年,随后被更为先进的人种所取代,学界将其称为智人。其中,2007年由古脊椎所的刘武和他的同事们发掘约两枚牙齿和下颌骨化石堪称典型,可追溯至10万年前。这枚出土于广西省智人洞的下颌骨化石既有典型的现代人类特征,同时又保留了北京人的部分特征——更为强壮,下巴不明显。

多数中国的古人类学家以及少量热切的西方拥簇者认为,这些具过渡特征的化石表明了北京人作为现代亚洲人先祖的身份。多地起源(multiregionalism)模型,又称连续进化附带杂交说(continuity with hybridization)应运而生。吴新智说,在此模型之中,直立人进化而来的人种与来自非洲、欧洲各地的人种杂交,最终发展成现代东亚人的祖先。

中国出土的器具也证实了这一观点。在欧洲与非洲,随着时间变化,石器有明显的改变。但在中国,170万年前的简单石器与一万年前的石器并无二致。古脊椎所的人类学家高星表示,这一发现标志着当地人类进化的连续性,极少受外来人种的影响。

政治阴谋?

部分西方学者认为,中国古生物学家对多地起源模型的支持带有民族主义色彩。“中国人不认可智人起源于非洲的说法。”一名学者说道,“他们希望中国孕育一切。”

中国学者却否认这样的指控。“这与民族主义毫无关系。”吴新智说。过渡色彩的化石以及人类工具证据确凿——“直立人在中国进化成现代人类的过程一清二白。”

但遗传基因数据却与连续进化附带杂交说相悖——非洲是现代人类的源头。对中国人口的基因组分进行分析,可以得出其97.4%的基因来自非洲的先辈,剩下则来自业已灭绝的其他人种(如尼安德特人和丹尼索瓦人)。“如果来自中国的直立人在进化过程中有举足轻重的影响,现代人类的基因中必有所体现。”复旦大学人口遗传学家李辉说。吴新智反驳道,由于没能提取到中国直立人的DNA,其对于现代人类基因的影响可能尚未被发现。

中国大陆古人类遗迹

许多学者认为,就算没有连续进化附带杂交模型,出土于亚洲的化石依旧有理可依。比如,智人洞人种可能是在12万年至8万年前离开非洲的早期人类。传统观点认为,他们驻留在中东的黎凡特(Levant)地区,但他们也有可能扩散至东亚地区,来自牛津大学的人类学家迈克·彼德拉戈利亚(Michael Petraglia)表示。

还有其他证据支持这一假说。中国湖南省道县曾发掘出47件牙齿化石,它们外形极现代,可能来自现代人种。根据刘武及其同事去年的报道,这些化石可追溯至8万年甚至12万年前。“这些早期人种可能在迁徙来亚洲的途中、或是就在亚洲,与更古老的种群杂交进化。这兴许能解释智人洞人种的原始特征。”彼德拉戈利亚说。

还有另一种可能性。包括大荔头骨在内的部分出土中国的化石实属于神秘的丹尼索瓦人——该人种始于出土西伯利亚的化石,生活在约4万年前。古生物学家对丹尼索瓦人的外貌并无概念,但科学家们研究他们牙齿与骨骼中的DNA发现,这一古老人种对现代人类的基因遗传有着巨大影响,特别是对澳洲土著、巴布亚新几内亚高原人以及波利尼西亚人。这也表明,丹尼索瓦人可能曾经遍布亚洲。

伦敦大学古生物学家玛丽亚·托雷斯(María Martinón-Torres)认为,部分中国古人类是丹尼索瓦人,还有许多与她持相同观点的学者。她与来自古脊椎所的其他学者合作研究,于去年发表了一份报告分析出土于河北许家窑的化石,包括12.5万年至10万年前的部分颌骨与9颗牙齿化石。她说,这些臼齿巨大,牙根强健,牙槽错综,与丹尼索瓦人相似。

第三种猜测更为激进。玛丽亚托雷斯与其同事对来自全球各地的五千多件牙齿化石进行对比后得出,相比于欧亚标本与非洲标本的相似度,欧亚标本内部之间更相似。近期观点也表明:在很长的一段时间内,欧亚智人脱离非洲智人,独立进化。学者们认为,180万年前离开非洲的那批智人是现代人类最源头的祖先。由于中东宜人的气候,他们的后代多驻留在此。随后产生的过渡性智人则扩散至世界各地:其中一部分来到欧亚大陆的印度尼西亚,进化成尼安德特人和丹尼索瓦人;第三部分则返回非洲成为智人,后迁徙至到全球各地。在这一假说之下,现代人起源于非洲,但其直系先辈则来自中东。

但也有人有异议。“众所周知,化石分析并不可靠。”德国莱比锡马克思普朗克人类进化研究所的古遗传学家思凡特·鲍勃说。但至少,在众多观点及融合观点中,来自人类进化伊始时期的化石DNA能揭示孰是孰非。中国正朝此努力着。为完成博士学位,付巧妹曾与鲍勃一同研究。去年,她回到中国并在古脊椎所建立实验室,提取并测序古人类的DNA。她的直接目的之一是想明确部分中国化石是否来自神秘的丹尼索瓦人。她将从许家窑的臼齿化石入手。“这些臼齿的可能性最大。”她说。

疑团重重

对于中国出土的化石,各家有各家的看法。人类进化史的亚洲舞台比预想更为精彩,这一点也有目共睹。但由于亚洲参与发掘的学者数量有限,亚洲的进化图景依然不明。

但不掘则已,一掘惊人。2003年,印度尼西亚弗洛雷斯出土一小型人种化石,学者称其为弗洛雷斯人(Homo Floresiensis),亦为霍比特人(the hobbit)。该物种特征迥异,引发争议无数。究竟这是直立人的侏儒形态,抑或是从非洲来到东南亚并生活至6万年前的古老种族?上月,弗洛雷斯岛再传喜报,研究人员在约70万年前的岩石中发现霍比特人形的化石,莫约十岁。

随着越来越多的化石在亚洲出土,亚洲在人类进化史中所扮的角色将越发明晰。许多古人类学家也希望现有化石能得到更充分的利用。多数中国化石——包括许多最完整的标本,如勋县化石和大荔头骨化石——都只有少数中国古生物学家及其搭档能接触到。“利用复制品以及CT扫描技术,普通研究人员也能接触到这些化石,真是太棒了。”斯特林格说。此外,研究人员还表示,最好是能用多种测定法,更为准确地判断化石的年代。

众口皆碑,亚洲作为全球面积最大的大洲,在人类进化史中应有更高的地位。“我们的研究重心,”彼德拉戈利亚如是道,“渐行渐东。”

(青年观察者庄蕴菲译自Nature)

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简丘

简丘

科学作家

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来源:观察者网 | 责任编辑:严南
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