新浪科技訊 北京時間2月20日消息,現代人類在進化史上已經走過了一段漫長的征程,而這一切都是從(cong) 用雙腿邁出的第一步開始的。大約六百萬(wan) 年前,我們(men) 已知最早的祖先之一——乍得沙赫人的運動方式開始逐漸從(cong) 猿類向人類轉變。但又過了五百多萬(wan) 年,智人才開始出現。在這段漫長的過渡時期裏,許多不同的人類物種先後出現、演化和消亡,有時還會(hui) 相互混雜和通婚。隨著時間的流逝,他們(men) 的身體(ti) 、大腦、思維能力逐漸發生了變化,使用的工具和技術也在不斷改變。
為(wei) 了弄清智人是如何從(cong) 這些古老的人族(包括現代人類、以及我們(men) 已經滅絕的近親(qin) 物種和祖先)演化而來的,科學家一直在挖掘遠古骨骼和石製工具,開展基因分析,並試圖重現影響人類祖先演化的、變化多端的環境。
這些證據越來越有力地證明,智人起源於(yu) 非洲,不過起源的時間和地點也許並不唯一。相反,人類祖先似乎是在非洲各個(ge) 宜居地區分群而居,在相對隔絕的環境中經曆了身體(ti) 和文化上的進化,直到非洲的地形環境受氣候影響發生變化,促使他們(men) 相互混合,彼此交換基因、工具和技術,最終形成了現代人類獨特的基因組成。
“在智人開始出現的那段時期,東(dong) 非地區的條件非常有利,吸引了很多人類從(cong) 非洲各地遷移至此。”美國史密森學會(hui) 人類起源項目主管裏克•波茨指出,“這樣的環境非常適合來自非洲各地的種族進行基因混合。這說明人類基因組就是在非洲形成的。每個(ge) 人都可以算作非洲人,但並非隻來自非洲的某一地區、而是各地混雜的產(chan) 物。”
每當科學家做出新發現,都會(hui) 向我們(men) 對人類進化史的了解中增添關(guan) 鍵一筆。在智人進化的時間線中,就有許多這樣的重要證據,記錄了我們(men) 的進化過程。
55萬(wan) 至75萬(wan) 年前:智人的開始
基因可以比化石更好地幫助我們(men) 了解人類的遷移、行動與(yu) 進化史,以及我們(men) 的祖先或曆史上交配對象的曆史。
目前發現的最古老的早期人類近親(qin) DNA來自西班牙阿塔波卡地區的胡瑟裂穀。科學家在其中找到了來自28個(ge) 人類的數千枚牙齒與(yu) 碎骨。2016年,科學家十分費勁地從(cong) 這些有著43萬(wan) 年曆史的人類遺骸中梳理出了部分基因組,結果發現,這些人類竟是已知最早的尼安德特人,是我們(men) 最為(wei) 熟悉的人類近親(qin) 之一。科學家用分子鍾估算了最早的尼安德特人基因組與(yu) 現代人類基因組之間的差別需要多久才能積累而成。在此基礎上,研究人員提出,二者的共同祖先大概生活於(yu) 距今55萬(wan) 年至75萬(wan) 年前。
這當中的誤差幅度足有20萬(wan) 年,說明基因分析並不適用於(yu) 精準的年代測定。“總的來說,利用基因測定年代做不到十分精確。”在普林斯頓大學研究人類基因組進化史的約書(shu) 亞(ya) •阿吉指出,“基因更適合進行定性分析,比如事件發生的順序、以及相對的時間範圍等等。”在遺傳(chuan) 學出現之前,物種開始分化的時間是通過科學家能找到的最古老的化石來估測的。就拿智人來說,已知最早的智人遺骸隻能追溯到約30萬(wan) 年前,因此基因研究可以比化石更好地判定人類進化過程中的分化時間點。
圖為對海德堡人的麵部還原結果。海德堡人是現代人類、尼安德特人和丹尼索瓦人共同祖先的熱門人選。
雖然我們(men) 的基因清楚地顯示,現代人類、尼安德特人與(yu) 丹尼索瓦人(一支神秘的人種,在我們(men) 的DNA中留下了大量痕跡,但目前找到的牙齒與(yu) 骨骼遺骸卻很少)的確擁有共同的祖先,但無法判定其身份。生活在20萬(wan) 至70萬(wan) 年前的海德堡人是個(ge) 熱門“人選”。這一人種在非洲的一支似乎最後演化成了智人,而在歐洲的一支最終則演化成了尼安德特人與(yu) 丹尼索瓦人。
假如能找到年代更久遠的DNA,整件事的來龍去脈就會(hui) 更加清楚,但能不能找到就是個(ge) 未知數了。很不幸,DNA記錄需要在低溫、幹燥、穩定的環境中才能長時間保存,而這種環境在非洲可不常見。非洲發現的遠古人類基因組曆史很少有超過一萬(wan) 年的。
“智人的進化大約開始於(yu) 80萬(wan) 至30萬(wan) 年前,而我們(men) 在非洲發現的遠古DNA連這個(ge) 時間段的邊都碰不到。”馬克斯•普朗克人類曆史科學研究所的考古科學家埃莉諾•塞利指出。
30萬(wan) 年前:目前發現的最古老的智人化石
作為(wei) 遠古人類留下的遺骸,化石主要能幫助我們(men) 了解他們(men) 生前是什麽(me) 模樣。但骨頭或牙齒能提供的信息十分有限,據此做出的解讀也是五花八門。雖然人類遺骸可以保存數十萬(wan) 年之久,但它們(men) 的形態學特征範圍太過廣泛,科學家有時無法準確判定它們(men) 究竟是智人、還是其它人種留下的。
化石往往現代特征與(yu) 原始特征兼有,並且這些特征並不會(hui) 一致朝現代人類的解剖結構演變。在不同的地點與(yu) 時間點上,部分特征似乎會(hui) 發生變化,說明獨立進行的解剖學演變最終會(hui) 造就長相迥異的人類。
由於(yu) 人們(men) 在南非和東(dong) 非都發現了大量早期人類留下的證據,因此從(cong) 來沒有科學家提出過,智人最早生活在現今的摩洛哥地區(位於(yu) 非洲西北部)。但在摩洛哥的Jebel Irhoud考古遺跡中,科學家卻發現了一些有著30萬(wan) 年曆史的頭骨、下顎骨、牙齒等化石碎片,成為(wei) 了目前發現的最古老的智人遺骸。
在Jebel Irhoud發現的、已知最早的智人化石的還原圖。
在Jebel Irhoud發現的五名古人類的遺骸呈現出了一些現代人的麵部特征,但也有一些偏向於(yu) 古人類的特征,比如細長的顱骨等等。此處發現的人類遺骸雖然無法證明這裏就是人類的起源地,但可以說明,早在這一時期,人類就已經遍布非洲各地了。
非常古老的智人化石一般都來自南非的弗洛裏斯巴遺址(距今約26萬(wan) 年)、以及埃塞俄比亞(ya) 奧莫河沿岸的基比什遺址(距今約19.5萬(wan) 年)。
科學家在埃塞俄比亞(ya) 赫托發現的兩(liang) 個(ge) 16萬(wan) 年前的成年人類頭骨被劃入了“長者智人”一類,因為(wei) 它們(men) 與(yu) 普通智人存在一些細微的形態差別,如個(ge) 頭更大等等。但除此之外,它們(men) 與(yu) 現代人類十分相像,有些科學家甚至提出,它們(men) 也許根本就不是什麽(me) 亞(ya) 種。在坦桑尼亞(ya) 加洛巴發現的一枚頭骨也被判定為(wei) 智人頭骨,擁有12萬(wan) 年曆史,既有許多遠古人類的特征,又有一些更偏向於(yu) 現代人類的特征,如麵容更平緩、眉骨更低等等。
考慮到這些差異,專(zhuan) 家對“究竟哪些化石遺骸能夠代表現代人類”這一問題一直爭(zheng) 論不休,以致於(yu) 有些人提出,不如將這些化石都視作同一個(ge) 多樣化群組的一部分,從(cong) 而將這個(ge) 問題簡化。
“距今4萬(wan) 至10萬(wan) 年前的所有化石都擁有各式各樣的遠古與(yu) 現代特征,因此無法判定這些古老的化石中究竟哪些屬於(yu) 我們(men) 這一支、哪些屬於(yu) 演化到最後滅絕了的世係。”塞利指出,“目前最好的模型認為(wei) ,這些化石全都屬於(yu) 早期智人,這也與(yu) 其材料文化體(ti) 現的情況相一致。”
正如塞利所言,非洲的材料文化在大約30萬(wan) 年前發生了一次大範圍轉變,笨重的手持石製工具逐漸變成了較為(wei) 精細的刀刃和矛頭,即我們(men) 所說的中石器時代工具。
那麽(me) ,化石究竟是從(cong) 什麽(me) 時候開始完整體(ti) 現出現代人類的所有代表性特征的呢?從(cong) 奧莫河畔基比什遺址發掘的一枚19.5萬(wan) 年前的頭骨看上去十分類似現代人類,而另一枚在尼日利亞(ya) Iwo Eleru洞穴中發現的頭骨擁有許多遠古特征,距今卻僅(jin) 有1.3萬(wan) 年曆史。這種矛盾說明,整個(ge) 進化過程也許並不是線性的,並不是到了某個(ge) 時間點之後、所有人就突然全都變成了現代人類。
30萬(wan) 年前:文物顯示,工具發生了重大變革
我們(men) 的祖先早從(cong) 330萬(wan) 年前就開始使用石製工具了。到了175萬(wan) 年前,他們(men) 已經形成了阿舍利文化,開始使用笨重的手斧等切割工具。這些工具隨後流行了近150萬(wan) 年之久。一直到40萬(wan) 年前,在現今的德國地區,人們(men) 才開始通過投擲矛頭抓捕大型獵物,這在當時已經是非常先進的工具了。但擲矛時必須靠近獵物才行,這顯然對使用造成了限製,有時還會(hui) 將人置於(yu) 危險之中。
隨著我們(men) 的祖先在解剖結構上越來越接近當代人類,他們(men) 的生活方式和創造的工具也在隨之變化。
右側的兩個物體是32萬年至50萬年前的工具碎片。其餘工具都是在同一時期、同一區域使用過的石製工具。
邁入距今約30萬(wan) 年的中石器時代後,人類的技術實現了一次重大飛躍。他們(men) 開始將經過精細製作的銳利工具固定在把手和矛杆上,大大增強了捕獵威力。科學家在肯尼亞(ya) 南部發現的一些29.8萬(wan) 至32萬(wan) 年前的擲矛就是當時的一大創新。有了這樣的工具,就可以殺死各種擅長躲避、或者危險的獵物了。“這從(cong) 根本上改變了這些早期智人與(yu) 當地生態係統、以及與(yu) 其他人類的互動方式。”
用來剝皮、削木頭的刮削器和尖狀器也是在這一時期出現的。到了9萬(wan) 年前,人們(men) 已經開始用骨頭製成的帶刺矛頭來捕魚了。
就像化石一樣,在不同的時間和地點,工具都發生了進步,說明不同的人類種群都在發展工具技術,並且後來可能還相互分享了這些技術。這些種群中也許還包括其它不屬於(yu) 我們(men) 這一支的人類世係。
去年,科學家在印度金奈附近發現了一係列遠古工具,其中包括一些精細的石刃,時間可以追溯到至少25萬(wan) 年前。這與(yu) 現代人類出現在非洲的時間如此接近,說明其它人種或許也獨立發明出了這些技術,或者是部分現代人類比目前認為(wei) 的時間更早地離開了非洲、然後將這些技術傳(chuan) 播到了其它地區。
10萬(wan) 至21萬(wan) 年前:化石顯示智人開始在非洲之外的地區生存
許多基因溯源分析結果都顯示,智人起源於(yu) 非洲大陸。但智人似乎從(cong) 很早開始表現出了熱愛四處遊蕩的傾(qing) 向,遠比科學家之前猜測的時間早得多。
在以色列迦密山山坡上一座倒塌的洞穴中發現的一塊下顎骨說明,現代人類17.7萬(wan) 至19.4萬(wan) 年前曾在地中海沿岸生活過。這些下顎骨與(yu) 牙齒不僅(jin) 與(yu) 現代人類極其相似,科學家還在同一座洞穴裏發現了一些精致的手斧和燧石。
圖為在以色列卡夫紮發現的一枚頭骨,現存於美國自然曆史博物館。
在該地區發現的其它考古遺跡(如以色列卡夫紮)則要晚一些,可以追溯至10萬(wan) 至13萬(wan) 年前,說明人類曾長時間居於(yu) 此地。科學家在卡夫紮發現人類遺骸時,還找到了一些紅赭石碎塊、以及用赭石染色的工具。他們(men) 認為(wei) ,這是人類有意識舉(ju) 辦的最早的葬禮。
而在中國南部的石灰岩洞中,人們(men) 發現了更多介於(yu) 8萬(wan) 年至12萬(wan) 年前的證據。例如,在廣西省智人洞中發現的一塊帶有兩(liang) 顆牙齒的下頜骨有著10萬(wan) 年曆史,它保留了部分遠古人類的特征,如較為(wei) 後縮的下巴,但在其它方麵卻十分接近現代人類,因此或許可以代表智人。此外,人們(men) 還在湖南省道縣的一座山洞中發現了一係列人類牙齒,與(yu) 我們(men) 的牙齒簡直相差無幾,說明在距今8萬(wan) 至12萬(wan) 年前,智人便已經在距非洲萬(wan) 裏之遙的地方繁衍生息了。
人類遷徙的時間甚至可能比這還要早。一些人認為(wei) ,有證據顯示,人類早在21萬(wan) 年前就已經來到歐洲了。雖然在歐洲發現的大部分人類遺骸都引發過學術討論,但鮮少能達到在希臘南部阿匹迪瑪發現的頭骨碎片那樣的程度。這些頭骨碎片或許已有20萬(wan) 年曆史,可能是在非洲之外發現的最古老的現代人類化石。然而,這處考古遺跡掀起了很大爭(zheng) 議。部分學者認為(wei) ,這些受損嚴(yan) 重的人類遺骸與(yu) 現代人類並不是很相像,倒更像是尼安德特人(就在同一個(ge) 洞穴中幾英尺之外的地方,人們(men) 也找到了尼安德特人的遺骸)。還有人質疑在這處遺址開展的年代分析的精確度,因為(wei) 這些化石在很久之前就脫離了其原本所在的地質層。
雖然在這一時期,非洲之外的地區生活著多個(ge) 人類種群,但它們(men) 最終都與(yu) 我們(men) 的進化曆程無關(guan) 。基因學可以揭露哪些人種是我們(men) 在很久很久之前的祖先,而哪些的人種後代則逐漸走上了絕路。
“當然,遠古人類也許曾不止一次走出非洲。”阿吉指出,“問題在於(yu) ,他們(men) 是否都對現代人類的進化做出了貢獻?如今我們(men) 可以肯定地回答:並沒有。”
5萬(wan) 至6萬(wan) 年前:基因與(yu) 氣候重建顯示,人類走出了非洲
圖為阿拉伯半島的數字渲染圖。科學家認為,人類大約5.5萬年前從非洲遷徙至此。
近年來發表的多項基因研究顯示,從(cong) 歐洲人到澳大利亞(ya) 土著,目前世界上的所有非非洲人的祖先都曾在5萬(wan) 至6萬(wan) 年前開始的一次大規模遷徙中離開了非洲。對當時氣候的重建結果顯示,這段時間內(nei) 有幾個(ge) 時期的海平線較低,為(wei) 人類走出非洲、前往阿拉伯半島和中東(dong) 地區創造了有利條件。距今約5.5萬(wan) 年的一段時期便是其中之一。
“僅(jin) 僅(jin) 通過分析現代人的DNA,我們(men) 就能推演出一個(ge) 相當準確的人類進化史大綱。”阿吉指出,“也許在5萬(wan) 至6萬(wan) 年前,一群人類離開了非洲,然後逐漸分散到全球各地,最後散布到了世界上所有宜居地區。”
雖然在此之前,前往中東(dong) 或中國的非洲人也許與(yu) 當時在世的一些遠古人族進行了通婚,但這些世係最終似乎逐漸淡出了曆史、或是被後來的遷徙活動掩蓋了。
1.5萬(wan) 至4萬(wan) 年前:基因與(yu) 化石顯示,智人成為(wei) 了唯一存活下來的人種
在地球曆史上的大部分時間裏,智人都不是唯一的人類。我們(men) 一度與(yu) 其它人種共同生活在這個(ge) 世界上,並且基因顯示,我們(men) 曾頻繁與(yu) 多個(ge) 人種通婚,包括一些我們(men) 尚未辨明身份的人種。但隨著時間的流逝,這些人種一個(ge) 接一個(ge) 地謝幕,最終隻剩下智人,成為(wei) 了全人類的代表。從(cong) 進化的時間尺度來看,有些人種直到“不久前”才剛剛消失。
圖為弗洛裏斯人的麵部還原圖。這支人種一直存活到距今5萬年前。
印度尼西亞(ya) 弗洛裏斯島上的化石證據顯示,當地曾生活著一個(ge) 有趣的早期人種,綽號“小矮人”。弗洛裏斯人似乎隻存活到了五萬(wan) 年前,此後他們(men) 究竟遭遇了什麽(me) ,科學家就不得而知了。他們(men) 與(yu) 如今生活在同一地區的Rampasasa侏儒人之間似乎沒有任何近親(qin) 關(guan) 係。
此外,從(cong) 歐亞(ya) 大陸到葡萄牙,從(cong) 英國到西伯利亞(ya) ,這些地區一度都有尼安德特人的分布。但隨著智人在這些地區逐漸發展興(xing) 盛,尼安德特人開始逐步退居幕後,在大約4萬(wan) 年前淡出了曆史長河。不過有證據顯示,少數頑強的尼安德特人也許一直堅持到了2.9萬(wan) 年前。即使到了今天,仍能找到他們(men) 存在過的痕跡,因為(wei) 現代人類基因組中就含有尼安德特人的DNA。
我們(men) 的另一支近親(qin) ——丹尼索瓦人則要更加神秘一些。由於(yu) 他們(men) 留下的化石太少,科學家至今仍不確定他們(men) 究竟長什麽(me) 樣,也不確定他們(men) 是否由不止一個(ge) 人種構成。近期在巴布亞(ya) 新幾內(nei) 亞(ya) 開展的一項人類基因組研究顯示,生活在該地區的人類也許一直到1.5萬(wan) 年前還曾經與(yu) 丹尼索瓦人共同居住、並且通婚過,不過這一觀點尚存爭(zheng) 議。相比之下,丹尼索瓦人留下的基因“遺產(chan) ”要確鑿得多。目前在世的許多亞(ya) 洲人都有3%至5%的DNA是從(cong) 丹尼索瓦人那裏遺傳(chuan) 得來的。
雖然我們(men) 的這些“近親(qin) ”在基因上都對現代人類做出了一點貢獻,但他們(men) 最終無一避免地走上了“絕路”,智人成為(wei) 了唯一幸存的人類物種。這些人類物種的滅絕向我們(men) 拋出了一個(ge) 也許永遠得不到解答的問題——我們(men) 究竟為(wei) 何會(hui) 成為(wei) 唯一幸存的人類呢?
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