出非洲說」的復旦派,你們再次出賣了中國的老祖宗!
編者按:《三聯生活周刊》6月份刊以如此大的篇幅來探索人類、現代人和中國人的起源問題,對此我們表示敬佩。該策劃的序曲篇,提到中國已出土8萬-12萬年前的湖南道縣人,10.5萬至12.5萬年前的河北許昌人,其實去年中國還出土了17.8萬前的貴州畢節人的牙齒化石。也就是說,中國人是土生土長的,連續進化的,並沒有出現進化斷層,而且中國的現代人大致可以追溯到近20萬年。
但讓人無比驚訝而感到憤怒的是,《三聯生活周刊》的特約撰稿人袁越在和復旦大學「出非洲說」的鼓吹者金力、李輝等一番鼓搗後,最後得出這個結論:中國人相信同姓之人500年前是一家,我希望大家在讀完這個故事後,知道不同姓之人5萬年前也肯定是一家,我們都是同一個非洲部落的後代(金力認為中國人的歷史只有2-3萬年)。那,前面講的湖南道縣人、河北許昌人、貴州畢節人都不算數,白白進化了?還是又被非洲人消滅了?這是為非洲人(西方人)的殖民擴張張目嗎?
「出非洲說」的復旦派,你們再次出賣了中國的老祖宗!勿以基因研究之名,亂我泱泱華夏歷史!(限於篇幅,下面節選了和中國人起源密切相關的篇章。)
中國人從哪裡來?
這天是星期天,約翰遜教授本來可以睡個懶覺,但他的研究生湯姆·格雷(Tom Gray)打算去勘察一片全新的區域,他決定一起去看看。「不知什麼原因,在我的潛意識裡突然出現了一股強烈的衝動,」約翰遜教授後來回憶說,「我預感到那天會有好事發生,於是我決定跟湯姆走一趟。」
兩人在炙熱的非洲陽光下忙活了一上午,結果一無所獲。返回營地的途中,約翰遜提議換一條路碰碰運氣。就在他們經過一處峽谷時,約翰遜突然在左前方的地面上看到了一小截斷骨,多年的經驗告訴他,這是一塊靈長類動物的肘關節化石,很可能來自人類的祖先。他抬頭向左邊的山坡望去,又看到了一小塊頭骨化石、一小塊下顎骨化石,以及幾段脊椎骨化石,它們看上去都屬於某種古人類。更妙的是,約翰遜對這片山坡的地質結構十分熟悉,知道它至少有300萬年的歷史了。要知道,此前尚未發現過早於300萬年前的人類化石,也就是說,他很可能發現了人類最早的祖先。
兩人迅速開車回到營地,一邊狂按喇叭一邊沖同伴們大喊大叫:「我們找到了!上帝啊我們找到了!」當天晚上,興奮不已的考古學家們在營地里開了一個慶祝派對,用一台錄音機反覆播放披頭士樂隊的那張名為《佩珀軍士的孤獨之心俱樂部樂隊》的磁帶,當播放到其中最著名的一首歌曲《天上的露西手拿鑽石》(Lucy in the Sky with Dimond)時,有人提議,幹嗎不叫她露西(Lucy)呢?
從此,人類的祖先有了一個好聽的名字。
這是人類考古歷史上最有名的故事,露西的知名度也早已超越了學術界,進入了大眾流行文化的範疇。研究表明,露西是一位生活在320萬年前的非洲女性,屬於從猿到人的過渡類型。這個發現為我們提供了第一個確鑿的證據,證明我們這個物種確實誕生於非洲,非洲才是人類的搖籃。
自那之後的20多年時間裡,露西一直保持著「最古老的人類化石」這個頭銜。那段時間出版的人類學教科書大都以露西為模板,為學生們描繪了一幅越來越清晰的人類進化圖景。露西的發現在全世界掀起了一波考古熱,很多原本並不怎麼重視古人類研究的國家也都紛紛組織人馬掘地三尺,相繼挖出了一大批古人類化石。這些化石的出土極大地改變了我們對於人類祖先來源的看法,下面這個發生在中國的故事就是其中一個很好的案例。
那是2011年的10月,在湖南省道縣樂福堂鄉的福岩洞內,來自中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(以下簡稱「古脊椎所」)的幾位考古學家正在地上細心地挖掘著。道縣地處湖南、廣西和廣東三省交界的南嶺地區,平均海拔不高。福岩洞屬於當地常見的管道性溶洞,洞口朝南,距離地表僅有60多米。古脊椎所的吳茂霖和陳醒斌等幾位老前輩早在1984年時就來這裡進行過考察,但除了一些動物化石外,沒有找到人類的痕迹。此後這個洞就被當地農民佔用,變成了一個養牛場。
一年前,也就是2010年,古脊椎所來湖南開展洞穴調查,道縣文物管理所的退休館長黃代新又想起了這裡,便帶領古脊椎所的兩位古人類學研究員吳秀傑和劉武進洞考察。一行人順著山洞往裡走了將近200米之後,在地面上發現了很多看上去非常古老的堆積物。科學家們雇來幾名民工試挖了一下,發現洞底的土壤較為乾燥,挖出來的動物化石石化得特別好,說明這個洞的年代相當久遠,挖到寶貝的可能性很大。於是吳秀傑立即向所里申請了一筆經費,於第二年再次回到福岩洞,聯合了湖南省考古所和道縣文管所的有關人士一起成立了福岩洞挖掘隊,她自己擔任隊長,開始了第二次輪挖掘工作。
此次挖掘一開始進行得並不順利,往下挖了3米多還沒有找到任何人類化石,差點就放棄了。此時吳秀傑發現在主洞的旁邊有個很小的支洞,洞口只有3米多寬。一位曾經參加過1984年第一次考古挖掘的老人說,在那個支洞里曾經挖出過少許動物化石,於是吳秀傑決定在這小支洞里碰碰運氣。
2011年10月8日上午,大家再次進入福岩洞,在這個小支洞里繼續工作。民工們用鏟子對付堅硬的岩石,吳秀傑則在一邊用小刷子清理堆積物。突然,一顆牙齒從碎石里露了出來,經驗豐富的吳秀傑立刻意識到這是一顆人類的臼齒,而且是現代人特有的那種結構精巧的臼齒,不是古人類才會有的那種粗大臼齒。這個發現引來了陣陣歡呼,大家立刻振作起精神,在短短的幾天內又挖出了6枚牙齒,全都具有現代人的形態。
就這樣,挖掘隊在福岩洞里奮戰了兩年,在大約50平方米的範圍內挖出了47枚現代人牙齒。通過與牙齒伴生的鈣板和石筍的測年結果表明,這些牙齒的埋藏年代大致在距今8萬~12萬年,屬於中國境內發現的最古老的現代人化石。這篇研究報告發表在2015年10月29日出版的《自然》(Nature)雜誌上,並立刻引起了國際考古學界的廣泛關注。新華社發表文章認為,這個發現給中國的人類進化史,尤其是從古老型人類到現代人的連續進化這一觀點提供了新證據,說明也許在東亞大陸存在一個內在的人類進化譜系。
2016年7月12日出版的《自然》雜誌發表了特約評論員邱瑾撰寫的一篇新聞綜述,稱中國正在改寫人類起源學說。文章指出,將近100年前發現的北京猿人頭蓋骨曾經吸引了眾多古人類學研究者的關注,但大家很快就被非洲發現的一系列古人類化石吸引過去了,忘記了東亞。最近在中國出土的一系列化石再次把大家的注意力轉到東亞,在這裡發生的事情很有可能將會改寫人類進化史。
一年之後,邱瑾的預言便再次得到了驗證。2017年3月3日出版的《科學》(Science)雜誌又發表了一篇來自中國的重磅論文,向全世界報告了許昌人頭骨化石的鑒定結果。這是一種具有中國境內古老人類、歐洲古老人類(尼安德特人)和早期現代人「三位一體」混合特徵的古人類化石,大約生活在距今10.5萬至12.5萬年前,它的出現再次向當前流行的現代人類非洲演化理論提出了挑戰。
許昌人的故事和前兩個故事一樣,都帶有某種運氣的成分。挖出許昌人頭蓋骨的地方位於河南省許昌市靈井鎮,鎮上原本有一個湖,後來附近挖礦把水排幹了,露出了河床。1965年,下放到那裡進行勞動改造的原北京自然博物館的周國興研究員在種樹的時候挖出來幾片石英工具,這才引起了考古界的重視,把周圍這塊總面積超過1萬平方米的土地劃為人類史前遺址加以保護。2005年,河南考古所的李占揚又在那裡發現了一些舊石器和哺乳動物化石,隨即開始了系統的挖掘。但挖了兩年之後仍然沒有挖出人類化石,該項目差點因此而終止了。就在計劃結束挖掘的前幾天,也就是2007年12月17日這天,終於挖出了第一塊人類髕骨化石。此後又經過了10年的系統挖掘,一共挖出了45塊人類頭骨化石。來自中國古脊椎所等單位的人類學家和美國聖路易斯華盛頓大學合作,將這45塊頭骨化石拼接成了兩個人類頭蓋骨模型,並發現了上述特徵。
這兩個看似偶然的新發現究竟有何意義?人類起源理論為什麼會因此而被改寫?這兩個問題都涉及很專業的知識,不是一兩句話就能解釋清楚的。大多數讀者可能更關心一些普遍的問題,比如人類是如何從猿類進化而來的?人類的祖先究竟是不是來自非洲?中國人到底是從哪裡來的?這幾個問題看似簡單,但其實它們的內涵更加豐富,更不是一兩句話就可以解釋清楚的,需要從頭說起。
中國人到底是從哪裡來的?
上一篇文章提到,中國的人類考古學家大都屬於傳統的「化石派」,他們通過對化石的研究認定現代中國人是從原本生活在中國大陸上的原始人類單獨進化而來的。金力和李輝屬於這個領域的闖入者,他們拿到的DNA證據又得出了怎樣的結論呢?為了尋找答案,我專程去復旦大學採訪了李輝教授,發現他最愛說的一句口頭禪就是:「這是很清楚的一件事情。」
他之所以如此自信是有原因的:一來DNA分析本身就遠比化石分析來得更精確,二來他曾經找到了一個已經延續了70代的大家族,對DNA分析法做過驗證。前文說過,Y染色體代表父系遺傳,而中國的大家族一般都是父系家族,兩者有很強的對應關係。李輝把Y染色體研究結果和這個大家族的家譜進行了對比,發現兩者是高度一致的,說明這套演算法經得起考驗。
如果把研究對象從一個大家族擴展到更大範圍的人群,光是研究單倍型就不夠了,需要引入單倍群(Haplogroup)的概念。國際Y染色體命名委員會把全世界所有的Y染色體單倍型分為代號A-T的十幾個大的類群,稱為單倍群。每個單倍群出現的時間都不一樣,這是可以估算出來的。如果再把每個單倍群出現的地點找到,就可以推斷出人類的遷徙路線和過程了。比如大洋洲原住民大都屬於C單倍群,出現的時間非常古老,暗示人類走出非洲之後很快就沿著海岸線到達了東南亞諸島。
每個單倍群內部還可以逐級分層,這個過程很像是一個大家族的兒子們離家出走另開門戶。如果再用金庸盜版書做比喻的話,這就相當於廣東省外所有的盜版書(以及一部分廣東省內的盜版書)都印錯了「甲」字(比如M168),所有收自福建、浙江和江蘇省的盜版書都印錯了「乙」字(比如YAP+),所有收於廣西、雲南和西藏的盜版書都印錯了「丙」字(比如M89T),所有收於湖南、湖北和陝西省的盜版書都印錯了「丁」字(比如M130T),於是緝私人員就可以得出結論說,「甲」這個錯別字來自廣東省境內,這是廣東省外所有盜版書的母版,然後盜版書沿著東線、西線和中線這三條線路在中國大陸擴散,這三條線分別擁有乙、丙和丁這三個錯字。
這三條傳播路線中的每一條都可以按照新出現的錯字繼續分層,代表盜版書傳播路徑中的每一個細小分支。在人類遺傳學研究中,這種分層最多可以分出好幾十層,最終可以一直分到每個人自己的直系親屬為止。舉例來說,Y染色體單倍型分層的最末端就是你和你兄弟,你們倆在所有其他層面上都是一樣的,只有最後一層才能看到差別。
按照這個方法,李輝推算出了早期人類從非洲遷往東亞地區的大致路線。在他看來,這次遷徙是分兩次才完成的,第一次大約發生在6萬年前,這群人從中東地區出發,沿著海岸線一路向東進入了亞洲地區,這是比較符合常理的一條路線,因為沿著海邊走永遠不愁找不到吃的。李輝稱這些人為「早亞洲人」,他們的後代至今仍然居住在澳大利亞、新幾內亞和美拉尼西亞諸島上,在遺傳上屬於C單倍群,過去曾經被稱為「棕色人種」。進一步研究顯示,一部分「早亞洲人」曾經沿著海岸線一直走到了亞洲的東北部,然後其中的一部分人轉而向西進入西伯利亞大草原,成為蒙古人,另一部分人穿越白令海峽,成為美洲大陸的原住民。
「早亞洲人」當中還有一個神秘的D單倍群,他們大都是住在小島或者山林里的「小黑人」,學名稱為尼格利陀人(Negrito)。如今還能在安達曼群島、馬來西亞諸島、菲律賓呂宋島、日本本州島和北海道,以及俄羅斯庫頁島等地看到他們的蹤跡,說明這群人曾經一直沿著海岸線遷徙到了東亞和東北亞。事實上,李輝認為C型和D型「早亞洲人」都曾經到達過中國東部的沿海地區,他們多半靠打魚為生,中國東南沿海出土的貝丘遺址就是這些人留下來的。但這些人沒能長期在中國生存下來,今天的大多數中國人不是這群人的後代,只有青藏高原的羌族和藏族,以及四川和甘肅交界處的白馬氏人有一部分人屬於D型單倍群,科學家們尚不清楚這個單倍群是如何傳過去的。
這些「早亞洲人」的祖先很可能早在10萬年前就走出了非洲,進入了中東地區。他們之所以沒有迅速向歐亞大陸的腹地擴散,很有可能是受到了當時居住在歐亞大陸上的尼安德特人等古人類的阻擋。後來不知因為什麼原因,雙方的實力對比發生逆轉,現代智人打敗了尼安德特人,這才得以向北擴散,進入了歐洲和中亞地區,這也是為什麼現代人直到4萬年前才到達歐洲的原因,比到達亞洲的時間晚了2萬年。
正是在打敗了尼安德特人等古人類之後,第二批亞洲移民這才得以從陸路進入了東南亞。他們很可能是追逐著獵物一路向東,大約在3萬~4萬年前到達了亞洲地區。李輝稱這些人為「晚亞洲人」,他們的Y染色體單倍群主要為O型,也有少量的N、P、Q和R型。這些人構成了現代東亞和太平洋地區人群的主體,而那些「早亞洲人」則很可能是上古傳說中被我們的祖先消滅掉的那些相貌古怪的「魔鬼」。
金力和他的學生宿兵等曾經分析過當今中國人的Y染色體多樣性,發現南方人比北方人要多,因此金力等人認為「晚亞洲人」最早是從南方進入中國大陸的,時間是在2萬~3萬年前。因為這批人是採集狩獵者,很可能是一路追逐著獵物前行,哪裡有路就往哪裡走。根據中國西南地區的地形地貌特點,以及DNA證據,他們猜測最有可能的一條線路位於滇西,即從緬甸經瑞麗進入中國,然後途經大理到達昆明,這是最容易走的一條路線,而黃種人的皮膚很可能就是從緬甸到雲南的過程中突變出來的,古人沒有交通工具,古代中國也沒有道路,所以沿江而走是最合理的選擇。李輝認為當年那批人進入滇西後兵分兩路,一群人沿著珠江走,最終進入了兩廣地區,時間大約是1.6萬~1.8萬年前。另一群人沿著長江走,之後又分成兩路,一路進入四川,一路進入湖廣地區,時間也差不多。
大約在1.1萬年前,最近的一次冰期結束,全球氣候逐漸變暖,萬物復甦,全世界掀起了一股發明農業的浪潮。中國最早的農業應該出現在洞庭湖西岸的澧陽平原,湖南澧縣的彭頭山文化就是早期農業文明的代表,彭頭山出土的陶器內發現了稻穀和稻殼的痕迹,時間為距今8300~9000年,證明水稻很可能就是從這裡走向世界的。江南地區則馴化了菱角,但這種農作物產量低,不能做主糧,不是很成功的馴化,所以江南地區的文明發展一直落後於湖南,直到水稻傳過去後這塊地方才迅速發展起來。這些以水稻為主糧的民族構成了中國的南方人群,中國的北方人群則以小米為主糧,發源地很可能位於現在的河北和內蒙古一帶。
有了農業才會出現大的部落,才會有很多人聚在一起生活,語系的概念就是在這一階段出現的。語言學也是研究人類起源和遷徙的一個重要工具,比如漢藏同源這個概念就是先從語言學研究領域開始叫出來的,後來被基因學研究所證實。從某種意義上說,語言和基因很相似,都是遵循一定的規律一代代拷貝下去的,也都可以通過倒推的方法追根溯源。但語言傳承的規律性和精確性均不如基因,只能作為輔助手段來使用。
有了大部落,才會出現等級制度,才有可能出現強人統治。金力的學生嚴實等通過對Y染色體的研究發現,當今中國男性當中有將近一半的人屬於三個超級男性的後代,他們很可能是三個古代部落的首領,各自代表著三個原始族群。但在人類遺傳學體系里,這三個族群是用Y染色體上的三個標記物的名字命名的,李輝正在嘗試把他們和具體的歷史事件聯繫起來。
按照李輝的說法,第一個超級男性出現在6800年前,對應於7800年前在湖南開始的高廟文化。這就是前文所說的水稻文明,彭頭山文化是其草創期,已經出現了很多大聚落,但那時只有護城河,沒有城牆。前者擋野獸足夠了,後者是高廟時期才出現的,主要是為了擋人,這說明從高廟時期開始,原本那些因為地理阻隔而單獨發展了數千年的不同部落開始了相互爭鬥,中國的民族大融合從此拉開了序幕。
第二個超級男性出現在6500年前,很可能和仰韶文化有關。這個文化大致位於黃河中游地區,從今天的甘肅省到河南省之間,傳說中的夏商周就位於這一區域,華夏民族的主體很可能就來自這裡。
第三個超級男性出現在5300年前,可能和紅山文化有關。該文化大致位於今天的燕山以北的大凌河與西遼河上游地區,以小米為主要農作物。位於內蒙古赤峰市的紅山後遺址挖掘出了大批造型生動的玉器,說明中國人用玉的傳統很可能來自這裡。
高廟文化、仰韶文化和紅山文化都是考古學家們喜歡使用的名詞,李輝認為這是一個很不好的習慣。「仰韶就是個小村子啊,怎麼就變成一個文化了?考古界的專家們當然明白這是怎麼一回事,但如果不藉助歷史文本的框架來解釋的話,這些名詞對於民眾來說是沒有意義的。」李輝對我說,「如果我們用神農時代、黃帝時代或者炎帝時代來解釋的話,老百姓就能聽懂了。考古遺傳學也是如此,O1O2這些Y染色體標記物對於老百姓來說沒有任何意義,只有把它們和歷史事件嚴絲合縫地拼接起來才有意義,這就是人類學要做的事情。」
李輝非常討厭文理分科,他認為人類考古界不能各自為戰,應該統一起來,所有材料不分文理都可以拿來用。理科生可以藉助遺傳學為人類歷史整理出一個骨架,但是光有骨架太難看了,必須有考古學提供內臟,語言學和文化學提供肌肉,歷史學提供皮毛,只有這樣拼接起來才能構建出人類歷史這頭大象。
比如,李輝認為第一個超級男性對應的是苗瑤語系,很可能和蚩尤有關。第二和第三個超級男性則代表漢藏語系,很可能分別對應了炎帝和黃帝。他甚至認為傳說中的逐鹿之戰就發生在北京和張家口一代,當時生活在中原地區的炎帝先是和蚩尤打了一仗,戰敗後跑到北方向黃帝求援,然後炎黃二帝合力將蚩尤戰敗,獲勝者就是華夏民族的祖先。今天的苗族人認為他們就是蚩尤的後代,戰敗後被逐出中原,流落他鄉。
上述說法聽上去很讓人興奮,李輝也堅信這是DNA給出的結果,是「很清楚的一件事情」。不過,李輝也明白他這個說法目前尚無考古學證據的支持,需要各方努力才能還原真相。
用Y染色體來追尋祖先的蹤跡,功能雖然很強大,但畢竟是用現代人的遺傳密碼倒推古人,中間有很多邏輯鏈條都是建立在假說之上的,難以服眾。因為人群不斷遷徙的緣故,現代人的居住地很可能和他們的祖先不一樣,這也是考古遺傳學的缺陷之一。如果能直接測出古人的DNA,解讀出古人的生命之書,再來和現代人做比較,就能更準確地搞清真相了。
走出非洲路上的小插曲
讀到這裡也許有人會問,從如此古老的遺骨里測出的尼安德特人基因組順序可靠嗎?答案是肯定的。目前已經測過的尼安德特人全基因組序列的最高精度級別為50層,即平均每個片段都至少測了50次。前文說過,新的DNA測序技術雖然速度快,但錯誤率較高,必須多測幾次才能肯定哪個是對的。50層是相當高的倍數,其準確性已經和現代人基因組測序沒什麼差別了。
初步分析顯示,尼安德特人和現代人的基因組差別是千分之一點二,也就是說每1000個核苷酸有1.2個不同之處。已知任意兩個現代人之間的DNA序列差別是千分之一,所以說尼安德特人和現代人之間的差別非常小,兩者是近親。相比之下,現代人和黑猩猩之間的差別是百分之一,平均每100個核苷酸就有一處差異,說明我們和猩猩之間的差距有點大,最多只能算遠親。
接下來一個很自然的問題是,尼安德特人和現代人有過基因交流嗎?化石界曾經有不少人研究過這個問題,但得出了相互矛盾的結論。人類基因組計劃完成之後,又有人試圖根據現代人的DNA序列倒推回去,看看有沒有雜交過的跡象,結果同樣相互矛盾。兩派學者爭來爭去,雙方誰也說服不了誰,最終還得依靠古DNA證據,這就是帕博之所以要測尼安德特人基因組全序列的原因之一。
當尼安德特人線粒體DNA測序結果出來後,帕博立刻做了分析,結果沒有發現基因交流的證據,後來他的實驗室又測出了尼安德特人的Y染色體基因序列,分析後得出了同樣的結論。不過線粒體和Y染色體都屬於單線遺傳,並不能說明全部問題,直到尼安德特人全基因組順序出來後,真相終於大白。分析結果顯示,所有生活在非洲之外的現代人體內都有1%~4%的尼安德特人基因,非洲人則幾乎沒有。針對這一結果,最好的解釋就是現代人的祖先走出非洲之後曾經和遇到的尼安德特人有過基因交流,而且其中的一部分尼安德特基因一直保留到了現在。
5萬年前丹尼索瓦人小指骨碎片,可使科學家繪出丹尼索瓦人整個基因代碼也許有人會問,既然雙方雜交過,為什麼現代人的線粒體和Y染色體都沒有尼安德特人的貢獻呢?箇中原因很簡單:攜帶有尼安德特人線粒體和Y染色體的人都死光了,沒有留下後代。常染色體因為可以發生基因重組,所以比較容易混入現代人的基因組中,如果混入的部分對現代人的生存能力沒有影響,或者甚至是有利的話,這部分外來基因便會保留下來,並一直遺傳下去。
根據這一結果,帕博提出了「取代人群」(Replacement Crowd)這個新概念。他認為人類祖先走出非洲後並沒有立即擴散開來,而是先在某個地方(很可能是中東地區)生活了一段時間,他們和尼安德特人的基因交流就是在這段時間裡發生的。這次雜交產下的後代不但活了下來,而且成功地繁殖出了下一代,逐漸把尼安德特人的基因擴散到了整個人群之中。後來時機成熟了,這群身上攜帶有尼安德特人基因的現代智人終於離開了中東,擴散至整個歐亞和美洲大陸,他們就是除了非洲之外的所有現代人的共同祖先。因為這群人在擴散過程中取代了原先居住在各地的古老型人類,因此稱他們為「取代人群」。
可以想像,這篇論文發表後在全世界引起了轟動。就在大家對人類祖先的所謂「濫交」行為議論紛紛的時候,帕博實驗室又扔出了一枚重磅炸彈。2010年12月出版的《自然》雜誌刊登了帕博小組提交的一篇新論文,他們通過對古人類DNA的測序,發現了一個全新的人類亞種,取名為丹尼索瓦人(Denisovan)。
丹尼索瓦原本是一個石灰岩山洞的名字,這個山洞位於俄羅斯境內的阿爾泰山區,距離中國新疆和蒙古西部都不遠。2008年,俄羅斯人類學家在山洞裡發現了一個女性的小指骨,其年代至少在4.1萬年以上。阿爾泰地區氣候乾冷,非常適合古DNA的保存,所以帕博對這一地區的考古發現很感興趣。來自帕博實驗室的德國科學家約翰尼斯·克勞斯(Johannes Krause)博士主要負責這個項目,但真正負責提取DNA並測序的是來自中國的博士研究生付巧妹。
初步試驗表明帕博的預感是正確的,這塊小指骨里含有高質量的古DNA,非常適合用來測序。當時他們以為這是尼安德特人的遺骨,想通過測序來研究一下尼安德特人的遺傳多樣性。沒想到當付巧妹測出線粒體DNA序列後,發現和尼安德特人的線粒體不太一樣,很可能屬於一個以前不知道的全新人種。
當時尼安德特人全基因組剛剛測完,帕博實驗室立即開足馬力將這個小指骨里含有的丹尼索瓦人DNA全序列測了出來,結果發現這是一種和尼安德特人非常相似的全新的古人類,很可能和尼人分別佔據了歐亞大陸的東西兩側。後來考古學家又在丹尼索瓦山洞裡挖出過兩顆牙齒,從中提取出來的線粒體DNA證明同屬丹尼索瓦人。這是人類歷史上第一個僅憑DNA證據就命名的人類新物種,迄今為止關於這個神秘人種的化石證據就只有這兩顆牙和一小塊指骨,我們對他們的身材和長相等等人類學特徵一無所知。
但是,DNA順序可以告訴我們很多更有用的信息。分析顯示,丹尼索瓦人也和現代智人的祖先有過基因交流。奇怪的是,同樣分布在東邊的東亞人體內卻只含有0.2%的丹尼索瓦人DNA,居住在南亞諸島上的美拉尼西亞人(主要包括新幾內亞島和澳大利亞)卻含有4%~6%的丹尼索瓦人DNA,這是怎麼回事呢?
為了尋求答案,我專程前往另一座德國城市耶拿(Jena),拜訪了在那裡工作的克勞斯博士。耶拿比萊比錫還冷清,一到晚上就安靜得像座鬼城,連吃個晚飯都要走出很遠。馬普學會大概是看中了耶拿的安靜氣質,在這裡成立了一家新的人類歷史研究所,克勞斯被任命為該所的第一任所長,主要負責用基因手段研究人類的進化史。
「現代人不止有20萬年曆史,那只是線粒體的歷史。」克勞斯對我說,「我覺得現代人的歷史應該從和尼安德特人分家開始算起,時間在50萬~70萬年前。分家之後一部分尼安德特人的祖先離開非洲進入歐亞大陸,然後兵分兩路,向西走的最終進化成了尼安德特人,向東走的最終進化成了丹尼索瓦人。也就是說,丹尼索瓦人其實就是尼安德特人的近親,甚至有可能比尼人更古老,因為我們從丹尼索瓦人的基因組裡發現了一個更古老的支系,很可能來自100萬年前的直立人。」
據克勞斯介紹,最近這200萬年里有過大約20次冰河期,每次冰期結束後的間冰期氣溫比現在還高,那時的歐洲就像現在的非洲一樣炎熱,所以他認為每一次間冰期都可能有一撥人走出了非洲,進入歐亞大陸生活,這兩個大陸的人員交流是非常頻繁的。
不過,現代人的祖先卻一直留在非洲,最終在那裡進化成為現代智人。大概在7萬~8萬年前,這群現代智人中的一部分走出非洲,和尼安德特人發生了基因交流,成為「取代人群」。與此同時,留在非洲的那部分現代智人也開始擴散,最終佔領了整個非洲大陸。他們在這個過程中也很有可能和當時住在非洲的古老型人類有過基因交流,但因為非洲氣候不利於古DNA的保存,我們至今沒有確鑿的證據證明這一點。
大約5萬年前,這個「取代人群」也終於開始從居住地(很可能是中東)向四面八方擴散,最終佔領了整個歐亞和美洲大陸。第一批出走的「取代人群」很可能是沿著海岸線向東走的,最終佔領了東南亞諸島。這群人沿途遇到了丹尼索瓦人,和他們發生了基因交流,這就是為什麼今天的美拉尼西亞人體內含有如此高比例的丹尼索瓦人基因的原因。
今天的東亞人的祖先很可能來自第二波向西擴散的「取代人群」,但當時丹尼索瓦人很可能已經滅絕或者接近滅絕了,所以這群人沿途沒有和丹尼索瓦人發生基因交流,這就是為什麼在今天的東亞人基因組內幾乎找不到丹尼索瓦人DNA的原因。
克勞斯畢竟是德國人,他的興趣點不在亞洲而在歐洲,他想知道現代歐洲人都是從哪裡來的,於是他花了大量時間研究了這個問題。「現代歐洲人的來源已經大致弄清楚了,只剩下一些細節有待進一步核實。」克勞斯自信地對我說,「最早移民到歐洲的那批人幾乎都死光了,沒有留下後代,第二波移民後來成為歐洲大陸上的採集狩獵者,他們只留下了10%~20%的基因。現代歐洲人基因組當中貢獻最大的是第三波移民,這些人主要是來自中東地區的農民,他們帶著農作物種子遷徙到了歐洲。也就是說,歐洲農業的興起不是源於文化的交流,而是人口的遷徙、取代和交融。」
克勞斯越說越興奮,又告訴了我一個從來沒有聽說過的驚人事實:「今天博物館裡展出的那些尼安德特人模型全都是按照歐洲人的樣子重建的,但其實尼安德特人很可能都是深色皮膚黑眼睛的人。事實上,現代歐洲人的樣貌只有5000多年的歷史,一萬年前的歐洲居民很可能都是深色皮膚藍眼睛的人,淺色皮膚的出現只有不到一萬年的時間,然後又用了5000年才擴散至整個歐洲。這些樣貌特徵從化石里是看不出來的,只能從DNA順序里找到答案。」
克勞斯甚至認為真正典型的現代智人長得就像現在的非洲人,今天的歐亞人因為混入了尼安德特人基因,變得不純了,這才會出現各式各樣的奇怪相貌。「現代歐洲人當中可以找到很多眉脊特別突出的人,或者身上毛特別多的人,這些特徵很可能都是向尼安德特人方向發生的返祖現象。」
克勞斯一邊說一邊用手比畫自己突出的眉骨,顯然他並不在乎自己是否是基因返祖的產物。他認為今天生活在地球上的所有現代人全都來自非洲的一個部落,只不過偶爾和其他部落有過基因交流而已。這個結論證據確鑿,已經很難動搖了。相比之下,中國考古人類學界至今還在糾結於中國人到底是本地起源還是外來取代,這場曠世之爭因為古DNA證據的出現反而愈演愈烈。
有趣的是,爭論的雙方都認為古DNA證據對自己有利。「多地起源派」認為現代人和尼安德特人有過基因交流這件事正好說明「取代派」的觀點是錯誤的,古老型人類確實對現代人做出了基因貢獻,當時生活在歐亞大陸的古老型人類並沒有被一群來自非洲的現代智人完全替代掉,所以「多地區進化附帶雜交」的理論才是正確的。
「取代派」則會拿尼安德特人基因組做例子,認為古DNA已經證明他們不是現代歐洲人的祖先,而是進化的死胡同,所以中國也不應該有例外。
平心而論,尼安德特人基因組序列確實證明「完全取代」理論是不完全正確的,走出非洲的現代智人祖先並沒有把沿途遇到的所有土著全部殺光,而是和他們發生過基因交流,並繼承了當地土著的一部分基因。從這個角度講,「多地區進化附帶雜交」理論也不能說完全就是錯的,雙方爭論的焦點變成了基因交流的程度到底有多大。
話雖這麼說,「多地起源派」有兩個坎是繞不過去的。第一就是目前已經發現的基因交流的雙方是現代智人和尼安德特人,似乎沒東亞直立人什麼事兒。第二就是像尼安德特人這樣的古老型人類對於現代智人所做的基因貢獻是非常小的,這說明雙方的基因交流屬於偶然現象,現代人的主流部分還是來自非洲的。因此走出非洲派將「替代模型」的名稱修改了一下,稱其為「不完全替代」(Leaky Replacement)模型。這麼做相當於為「走出非洲」理論打了一塊補丁,彌補了原理論的不足之處。
「多地起源派」要想繞過這兩個坎,最好的辦法就是測出中國古人類的DNA,這就是為什麼近年來中國再一次變成國際考古學界的熱點地區的原因。比如導言中提到的湖南道縣牙齒化石和許昌人頭蓋骨化石,雖然看似都是對「走出非洲」理論提出了挑戰,但因為沒有DNA證據,很難服眾。
帕博的學生付巧妹博士學成歸國後在中科院古脊椎和古人類研究所創立了分子進化實驗室,試圖從中國本地出土的人類骨骼中提取出DNA。可惜的是,因為古人類化石非常珍貴,很多化石研究人員並不十分願意把標本貢獻出來測DNA,即使DNA測序只需要50毫克骨碎片就行了,比碳-14測年所需要的骨量少多了。另一方面,中國大部分地方的氣候條件也不利於古DNA的保存。截止到目前,付巧妹只在周口店附近的田園洞出土的4萬年古人類遺骨中提取出了足夠多的DNA,並測了線粒體和部分核染色體的基因序列。分析結果顯示這是現代東亞人的祖先之一,為當代中國人貢獻了一部分基因。不過沒有證據顯示田園洞人基因組裡有來自某個古老型人類DNA的成分。另外,田園洞人已經和歐洲人的祖先徹底分家了,這說明歐亞大陸的現代智人至少在4萬年前就已經分成了歐亞兩支,這個時間是相當長的。
總之,因為尼安德特人和丹尼索瓦人基因組測序的成功,古DNA成為人類學研究最熱門的新領域。最近這5年里,來自世界各地的人類學實驗室發表了無數篇論文,運用古DNA技術研究人類進化史。但這些論文大都是對人類進化過程中的一些細節所做的補充,尚未出現值得一提的重大突破。
那麼,這段時間帕博教授在做什麼呢?第二天我準時出現在他的辦公室,對他進行了第二次專訪。
人之為人
「我現在的興趣點已經不在人類進化上了,這個問題已經基本上搞清楚了,不再吸引我了。當然未來仍然有可能發現新的證據,得出新的結論,對此我持開放態度,只要證據確鑿我都可以接受。」帕博開門見山地對我說,「我打算把未來的工作重點放在研究人類獨特性上面來,我想知道為什麼地球上曾經有過那麼多種不同的人,最終只有現代智人發展出了全新的技術和文化,使得我們這個群體能夠迅速擴張到全世界,並改變了整個地球的生態。」
帕博從小就對這個問題感興趣,當初他之所以和馬普學會一拍即合,就是因為他看到了實現自己夢想的機會。於是他建議馬普換個方向,不再專註於傳統意義上的人類學研究,而是把重點放到「人之所以為人」這個問題上來。德國人因為歷史原因一直對重啟人類學研究感到底氣不足,這個建議正中下懷。
如果只想研究人類進化,那麼只需測出基因組中的一段DNA順序就可以了,而且最好測那些沒有功能的DNA段落,否則結論會不準。但是,帕博心裡想的是「尋因」而不是「尋祖」,所以他才如此堅定地要把尼安德特人全基因組序列都測出來。尼安德特人是和我們關係最近的人種,從尼安德特人到現代智人的進化是人類進化史上最後的一步,也是「人之為人」的最關鍵一步。
研究結果顯示,現代人和尼安德特人、丹尼索瓦人等這些古老型人類有大約3萬個基因差異,主要是SNP不同,也有一些差異屬於核苷酸插入或缺失。這些差異當中有3000多個位於基因調控片段內,但真正負責編碼蛋白質的基因序列的差別很小,一共只有87個氨基酸發生了變化。也就是說,如果把現代人基因組中的這87個基因位點修改成尼安德特人的版本,理論上就能製造出一個尼安德特人。
事實上,這就是帕博實驗室正在做的事情。說到差異,大家肯定最關心現代人和尼安德特人在心智上的差別,這就必須研究雙方的神經發育狀況。帕博手下的一個研究小組找到了和神經發育有關的三個氨基酸差異,通過基因編輯的方式把人類神經細胞中的這三個位點換成尼安德特人版本,然後將其培養成神經細胞團,戲稱其為「小腦袋」(Mini Brain)。接下來他們將研究這個尼安德特人的「小腦袋」和現代人到底有何不同,希望能通過這個實驗揭示出雙方在智力上的巨大差異究竟來自何處。
這個實驗說起來簡單,但操作起來困難重重。目前實驗室只是做了初步的嘗試,尚未看出明顯差異。不過這也是可以預料到的事情,因為現代人和尼安德特人之間的差異應該是非常小的,在大腦發育的初期很可能看不出來,所以科學家們試圖讓這個「小腦袋」在培養皿里一直長下去,看看後來會不會有變化。
考慮到尼安德特人的腦量甚至比現代人的還要大,也許雙方的差異是在其他一些很微妙的地方。比如,美國科學家曾經研究過尼安德特人的喉嚨骨骼結構,發現不如現代智人那麼精細,這說明尼安德特人無法像現代智人那樣發出複雜的音調,在語言表達方面存在缺陷。我們都知道語言對於人類的智力進化來說有多麼重要,大家普遍相信,正是因為人類進化出了語言,才使得現代人的智力發生了飛躍,最終統治了世界。
還有一個問題無法避免,那就是尼安德特人的基因貢獻是否導致了現代歐亞人和非洲人之間的不同。要知道,歐亞人身體內有1%~4%的基因來自尼安德特人,非洲人幾乎沒有,難免有人因此而相信非洲人就是不行,並將這件事看成是種族歧視的證據。
針對這個疑問,帕博做出了自己的解釋。首先,雖然平均每個現代人體內只有1%~4%的尼安德特人基因,但因為每個人繼承的尼人基因都不一樣,加起來已經有30%的尼安德特人基因在現代人體內被找到了,未來這個數字甚至有可能接近50%。也就是說,已經滅絕的尼安德特人至少有一半的基因被保留了下來。這些基因之所以沒有被淘汰掉,很可能說明它們確實對人類有某種好處。其次,目前已經發現的所有尼安德特人基因都是和皮膚、體毛、免疫系統和消化系統等直接和環境接觸的部位有關的,沒有發現任何基因是和神經發育有關聯的。這件事其實是很好理解的,尼安德特人畢竟已經在歐亞大陸生活了幾十萬年,適應了那裡的環境和病菌。現代智人剛剛走出非洲,進入一個完全陌生的地方,肯定會對新環境不那麼適應,從尼安德特人那裡繼承下來的這些基因正好派上了用場。
另一個比較著名的案例就是西藏人的抗高原基因。研究顯示這個基因繼承自丹尼索瓦人,藏人祖先正是通過和丹尼索瓦人的基因交流獲得了在高海拔地區生活的技能。
不過,所有這些研究都是間接的,因為人類畢竟不是小白鼠,不能隨隨便便把人的基因換成尼安德特人的版本,然後相互比較。但是,既然尼安德特人基因已經進入了人類基因組,帕博認為我們可以通過大規模人口基因普查的方式發現那些天生帶有某個尼安德特人基因的個體,然後通過研究這些個體,找到現代人和尼安德特人之間的不同之處,從而鑒別出到底是何原因導致了尼安德特人的滅絕,以及現代智人的興起。
無獨有偶,復旦大學的金力教授也不再對傳統人類學感興趣了。「人類起源的問題雖然重要,但從目前的情況來看,要想讓科學界達成共識是很難的。」金力在接受採訪時對我說,「現在我更關注亞洲人對東亞環境的適應問題,我想知道東亞人為什麼進化出了黃皮膚,一曬太陽就會變黑,休息幾天又會恢復原樣。這種皮膚是東亞人獨有的,我想知道這是如何進化出來的,這樣的皮膚對於我們的祖先適應東亞環境做出了什麼樣的貢獻。」
金力原本就不是學人類學的,他的專業是生物醫學,因此他一直想把人類進化研究和疾病聯繫起來。「我認為人類進化史上有兩個節點非常重要,一個是走出非洲,一個是發明農業。前者意味著人類去了不該去的地方,後者意味著人類做了不該做的事情。」金力對我說,「我認為正是這兩個節點導致了現代人類的很多困境,因為這兩件事對於任何一個物種來說都是不該做的。比如,農業提供了穩定的食物來源,而人是不應該有穩定的食物來源的,只有這樣我們才能在生理和心理上保持健康。」
緊接著,金力又把矛頭對準了現代文明。「更重要的是,農業衍生出來的是文明,但是文明是害我們的,文明讓人類走上了一條不歸路。」金力對我說,「因為文明強調生存的權利,以及人人都有好生活的權利,其結果就是讓不該活的人活下來,讓不該出生的人生下來。」
我想,金力教授的意思是說,文明違反了進化論的前提條件,導致了不良基因的積累和某些性狀的退化。確實,現代人無論是禦寒能力還是抗病能力很可能都比不過尼安德特人,我們的野外生存能力更是比不上幾乎所有的野生哺乳動物。但是,為什麼最終反而是尼安德特人滅絕了,而我們卻活了下來呢?為什麼看似手無縛雞之力的人類最終登上了食物鏈的最頂端呢?原因恰恰就是文明。文明的基礎是高級智慧,高級智慧的最大特徵就是知識的主動傳承,這兩件事讓人類成為自然界最善於分工合作的物種,正是這種分工合作,使得人類能夠團結起來,克服諸多困難,成為地球上最成功的物種。
尾聲
2017年3月2日出版的《自然》雜誌刊登了一篇論文,幾個加拿大學者發現了迄今為止最古老的生物化石,距今已有37.7億~42.8億年了。考慮到地球的年齡只有45億年,能夠形成化石的生物肯定都已經進化了很多年,所以這個新發現說明生命早在地球形成後不久就出現了。
這個新發現意味著什麼?它意味著生命的出現是一個大概率事件。
但是,人屬動物直到距今300萬年前才出現,解剖學意義上的現代人直到距今20萬年前才被進化出來,具備抽象思維能力的高級智慧生物甚至直到5萬年前才剛剛誕生!5萬年聽起來似乎很漫長,但對於45億年的地球歷史來說,它甚至連彈指一揮間都算不上。
這件事意味著什麼?它意味著高級智慧生物的出現是一個極小概率事件,我們是宇宙中的幸運兒。
地球上之所以會進化出智人這個物種,有人認為是氣候變化導致的生存壓力,有人認為是吃肉促進了大腦發育,也有人認為是用火改變了食物的消化方式,甚至還有人認為是語言的出現大大提高了信息傳遞的效率。所有這些理論的背後都有一批支持者為其背書,但真正的原因很可能不止一個,甚至還可能有很多我們不知道的理由。
不過有一點是肯定的:人類的地球霸主地位絕對是從同伴的手中搶來的。無數證據表明,在過去的200萬年時間裡,地球上同時生活著很多不同種類的人群,每一個小群體在很長的一段時間裡獨自佔有一個獨特的生態位,彼此相安無事。因為地理隔離的緣故,各個人群漸漸進化出了獨有的特徵,並因此而有了各式各樣的名字,比如能人、匠人和直立人等等。因為某種機緣巧合,其中一個人群獲得了某種進化優勢,種群數量迅速增長。為了爭奪有限的資源,這群人開始入侵他人的領地,把那些落後的人群消滅掉,自己取而代之。此後地球便再次進入一個新的平衡期,等待下一個強勢人群的崛起。
類似的事情發生了很多次,人類的體能和智能就是在這一輪一輪的競爭中逐漸加強,最終誕生了高級智慧。
現代智人的祖先當然也不例外。同時期的地球上生活著羅得西亞人、海德堡人、尼安德特人、丹尼索瓦人和弗洛里斯人等等,不久前南非考古學家又在一個非洲深洞中發現了一個全新的人種,取名人屬納樂迪種(Homo naledi)。他們生活在距今20萬~30萬年前的非洲,腦顱容量遠比智人要小,但卻表現出了很高級的智慧,知道埋葬同類了。但是,所有這些不同的「人種」都被我們的智人祖先取代了,我們已經孤獨地在這個地球上生活了至少3萬年。
值得一提的是,按照「物種」的傳統定義,現代智人的祖先和上述這些人群發生過基因交流,並生下了後代,這說明大家實際上都屬於同一個物種,只是因為分開太久而變得有些不同罷了。
雖然偶有基因交流,但在那個荒蠻時代,取代仍然是主旋律,人類的進化史就是這樣一個充滿了競爭和殺戮的歷史,直到最後一個敵人被殺死。
無數案例證明,歷史就是不斷重複著的同一個故事。尼安德特人滅絕3萬年後,智人又按照地理位置的不同重新隔離成了新的人群,分別被稱為非洲人、歐洲人、東亞人、美洲人和美拉尼西亞人等等。人們不禁要問:新的一輪取代何時發生?誰將是最終的勝利者?
不過,這一次和以往有所不同。我們進化出了高級智慧,發明出了人類學這門新學科。通過人類學家們的研究,我們第一次了解了自身的歷史,知道了過去曾經發生過的那些慘烈故事。在這種情況下,歷史還會重演嗎?
中國人相信同姓之人500年前是一家,我希望大家在讀完這個故事後,知道不同姓之人5萬年前也肯定是一家,我們都是同一個非洲部落的後代。
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