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人类具有独一无二、充分发展的智力,正因为此,列纳沃斯将我们所属的种命名为“智人”,即希腊语“智慧的人”。但从19世纪开始,考古发现表明在遥远的过去曾经存在过其他有智力的原始人类。例如1856年在德国西部的蓝田谷发现的这样的一个头骨,在达尔文之前的欧洲,这类头骨被认为是畸形的现代人。但随着首次在蓝田谷发现这类头骨之后,在多处发现了同样的头骨,他们后来被命名为尼安德特人,其头骨清晰地表明他们是一种原始人类。这是我们第一次科学地认出了其他原始人类,证明原始人类也分为不同的谱系。19世纪末,当时的许多科学工作者竞相寻找人类和猿之间的“缺环”,1890年,一位在爪哇荷兰东印度公司工作的医生“中了头彩”。欧根•杜波斯非常迷恋人类进化的问题,选择在远东做医药代表工作,正是因为他对考古发掘的兴趣,因为那一地区那时被视为人类的摇篮。杜波斯1858年生于荷兰的艾加斯登,曾在医学院学习解剖学,1881年他被聘为阿姆斯特丹大学的助教,但很快,他感到大学的生活过于遵守清规戒律并且等级森严,1887年他说服妻子和他一同离开荷兰,踏上了寻求原始人类遗迹的旅途。
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杜波斯相信长臂猿是人类最近的近亲,而长臂猿只在印度尼西亚群岛发现过,这是因为它们头骨形态的特征和人类极其相似(头顶部没有厚而硬的顶骨,脸比其他的猿类都平),而且研究表明它们有时用两条后腿直立行走。因为长臂猿的这两个特征,他认为在东南亚很有可能会找到“缺环”。最初,他在苏门答腊开始了挖掘寻找,他找到的只是一些相对较晚的现代人、猩猩和长臂猿的头骨。随后,他把注意力转向爪哇,这时他的好运来了。
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1890年,在印度尼西亚爪哇中部的特里尼尔的一条河岸,杜波斯挖到了一个头骨。他仔细地审视着它,发现它极为奇特,看上去像是一种已经灭绝的黑猩猩的头骨,因为当时没有条件对收集的头骨进行全面的解剖研究(他是在一个偏远的殖民地),所以他很难确定。次年,他在同一地区又发现了一块大腿骨,它完全暴露了那块头骨的秘密。很显然,那块大腿骨不可能是会爬树的黑猩猩的,它来自于一个直立行走的种类。杜波斯计算了头骨容量和直立姿态的受力,他大胆地做出了一个在进化史上颇具飞跃性的结论:这正是人人都在寻找的“缺环”!他把这个新的种类命名为“直立猿人”。此后10年,不断地有人对杜波斯的发现提出质疑和反对,其中主要反对的是他几乎无法证明那块头骨和大腿骨(包括此后又在同一个地区发现的一副牙齿)来自同一个个体。它们是于不同的时间被挖到的,而且也不能确定它们所处土壤层的关系。此后对“直立猿人”的研究显示特里尼尔的大腿骨的确非常反常,它似乎是属于更晚些的现代人的,而那副牙齿很有可能是猿的牙齿。尽管有这些质疑,尽管杜波斯“现代人的祖先是起源于东南亚的类长臂猿”的推断是错误的,特里尼尔头骨仍然是人类学历史上的一道分水岭。爪哇猿人很显然是早已灭绝的人类祖先,他们的脑容量比我们小得多,但是远大于猿的脑容量。尽管杜波斯在很多方面都错了,但他的发现依然有着巨大的价值。
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20世纪早期,搜寻其他种类原始人遗迹的工作,掀起了更大的热潮,在东亚和非洲又有了更大的发现。20世纪20年代和30年代,在中国的周口店发现了与尼安德特人相似的化石,这表明杜波斯发现的猿人曾经生活在整个亚洲。20世纪50年代专家对“北京猿人”和“尼安德特人”进行了综合的比较研究,结果清楚地证实:地球上曾经生活着分布广泛、已经灭绝的一种原始人:直立人。但是,非洲的发现更令人着迷,那就是雷蒙•达特开始于20世纪20年代的发现。
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1922年,达特受聘来到南非威特沃特斯兰德大学做解剖学教授,对这个在学术上怀着雄心壮志的澳大利亚人来说,新的环境对他多少有些打击(此前他生活在英国),因为这所大学那时称得上是一潭死水。虽然如此,他依然着手创建解剖学系,包括建立解剖样品展厅。他督促他的学生去寻找样品。一天,一个学生在约翰内斯堡附近的汤恩采石场挖到了一块拂拂的头骨,达特立即意识到这块骨头是不同寻常的。
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到上个世纪20年代,大多数的猿人化石是在欧洲和亚洲发现的:尼安德特人、北京人、爪哇人等,无一出现在非洲。但是,1921年,在现在的赞比亚挖掘出了一块与尼安德特人相似的头骨,证明非洲也有原始人类的足迹。当达特和那个采石场老板签下有关收集化石的协议时,他很清楚地知道这些事实。
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1924年夏天,他打开从采石场运来的第一个板条箱,他异常欣喜地发现,他所面对的是最古老的人类化石。
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他费力地揭去了裹在外面的包装,如同拂去千万年来蒙在汤恩洞的历史灰尘,最后一层包装纸揭开后,一个与猿头骨相似的头骨凝视着他。它的形状较小,牙齿完好无损,一眼便可看出是一个幼儿的头骨。达特估算了它的头颅容量,大约500立方厘米的容量,不会少于正常现代猿人的。奇怪的是,它的犬齿比其他的猿人小得多,而且它的枕骨大孔(连接脊椎和脑)像现代人的一样靠下,而不是像猿人一样靠后。这两个特点表明它(后来它成为著名的“陶恩幼儿”)不是普通的猿。1925年,他在论文中断定那块头骨代表一个新的种类,他将其命名为“非洲南猿”,这是一种直立行走、会使用工具的猿人。达特这样评价这一发现:”‘非洲南猿’是人类学历史上最重要的发现之一。”这是第一次在非洲发现人和猿人之间的“缺环”。随后的几十年,这一发现引发了探寻人类起源的热潮。至今,人类起源于非洲已经是一个被普遍接受的观念。但是,这些发掘、发现大部分发生在非洲东部。
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东非大裂谷位于形成地壳的巨大板块构造运动的主线上,它长约2000公里,北到厄立特里亚,南至莫桑比克,图尔卡纳湖、维多利亚湖、坦噶尼喀湖等湖泊分布在它的周围。过去的20万年里,这条经线如同一只沸腾的大锅炉,火山、湖泊、高山、河流轮番登场,因此它的地层非常丰富:土壤、火山灰、湖底沉淀物等不断地被抛上又沉下。随着地理的变化,一个接一个的历史故事也在东非上演着,现在,让我们把这些故事找出来。
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路易斯•利基[路易斯•利基,1903-1972年.世界著名考古人类学家与妻子玛丽以及他们的儿子和儿媳被称为“古人类学研究第一家族”。]是在肯尼亚长大的,作为一名英国传教士的儿子,他曾长期生活在吉库尤人的村庄,花了大量的时间在大裂谷的山谷和河道上挖掘化石。1959年在坦桑尼亚北部的欧杜威,他长期艰苦的工作终于有了回报。那是收获的季节就要结束的时候,因为挖掘资金已经快用完了,路易斯和他的妻子玛丽准备不久就返回内罗毕。一天傍晚,在返回营地的路上,玛丽被一块化石绊了一下,因为最近发生的一次岩滑,许多骨化石暴露在了地面。他们又在那里坚持了3个星期,然后返回了在内罗毕博物馆的实验室。他们对那块化石进行了详细的分析,结果显示它是第一个在东非发现的“非洲南猿”。但令人震惊的是,当使用新的同位素分析技术来测定它周围沉淀物的年代时,结果这块化石的年龄竟然是175万年,这几乎是大多数科学家所推断的人类从开始进化至今的时间的两倍!这一发现说明在猿人进化到人的中间依然有“缺环”。科学的世界是如此令人惊异,科学家的勇气也同样如此。随后30年,利基夫妇的重大发现激励许多人不断来到大裂谷以寻找更多的“非洲南猿”。
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在东非发现“非洲南猿”直接指明了现代人的进化之路,但是,直到20世纪60年代和70年代在非洲发现了被确认的“智人”化石,人类起源于非洲的说法才被广泛地接受。最早的“直立人”化石是在东非发现的,它的年代距今约180万年。最近的一次发现是在前苏联格鲁吉亚中世纪古城达曼尼斯,这一发现表明“直立人”不久离开了非洲,有可能在大约20万年前来到了东亚。由此我们可以推测,世界各地的“直立人”200万年前在非洲有一个共同的祖先。但是,伯克利研究者们的线粒体数据分析结果表明,“夏娃”在非洲生活的时间距今约20万年。如何来协调这两个不同的时间呢?
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时间
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现在,我们暂时坐下来,客观地来作一番思考。“非洲创世纪”的证据是客观存在的:我们在非洲发现的进化“缺环”,要么是独一无二的,要么是首次发现,包括从500万年前的猿人到拉密达猿人的完整的进化链条。但从这些证据中是否足以推断出非洲是人类的摇篮?应该说证据是充分的,但是化石有时会有误导性。我们可以想像一下,在法国的西南部发现了一块保存完好、距今4万年的尼安德特人的骨骼,在非洲发现了一块距今200万年的“非洲南猿”骨骼,两块化石相隔几百万年、几千里,哪一块更有可能是现代欧洲人的直系祖先?答案极其古怪,因为它和表面给出的暗示完全相悖。在后面我们将要讨论到这一点,几乎可以肯定地说,现代欧洲人不是尼安德特人的后代。完全出乎人的意料,“非洲南猿”更有可能是欧洲人的直系祖先。石头和骨骼只会告诉我们历史知识,只有基因能说出我们的谱系。因此,上面那个200万年对20万年的问题,答案是:尽管与我们十分相似,曾经生活在地球上的“直立人”没有进化为“智人”。库恩错了,而且线粒体的数据表明,现代人较晚才在非洲开始进化,之后分散迁徙到世界各地,在他们迁徙的过程中,他们取代了他们的原始人表亲。这是一个残酷的事实只有“适者”的基因组得以流传。因此,很不幸,“直立人”已经灭绝了。在后面我们将要谈到,其他的基因数据进一步肯定了线粒体基因研究中得出的结论:人类家族之树的根或者说距离我们最近的共同祖先在非洲。所有的基因数据显示,非洲人基因多态性的数量最多,也就是说,其基因变异的数量,比其他任何一个大陆上的都要多。如果你要寻根,在一个非洲的村庄里,你最有可能找到你的遥远祖先的遗迹,在那里的可能性比在其他任何地方都要大。人类多数的基因多态性只存在于非洲人的基因里,而欧洲人、亚洲人和美洲土著人的基因中携带的少量特殊多态性,在任何一个非洲的村庄里都能找到。
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为什么一个人群的多态性越多,这个人群的历史就越长呢?回想一下我们前边讲到的那个例子,为什么在普罗旺斯村庄里浓味鱼肉汤的配方会变化呢?因为在每一代,得到配方的女儿都会依照自己的口味对配方做一些变动。这样,随着时间的流逝,这些小的变化便会累积成一个特别的多态性,如此类推,时间越长,产生的多态性就越多,仿佛一只钟表,这些指针滴答旋转着,旋转的时间越久,我们得到的不同组合越多。同样,艾米尔•朱克坎德对蛋白质的研究中也出现了同样的现象:长时间等于多变化。因此,如果一个人群的基因多态性多于其他的人群,我们就可以推断这个人群更古老,这就是为什么我们说,人类的起源在非洲。
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但是,如果我们接受人类的家族之树根系于非洲这种说法,这是否意味着库恩是对的?非洲人真的被禁锢在了进化的监狱里而停滞不前?当然不是,无论非洲内外,人类家族之树上的每一个分枝,都以同样的速率变化着,在每一块大陆上形成了不同的谱系。既然推测出人类具有一个单独的共同祖先,那么便可以确定其所有的后代谱系都以同样的速率持续进化,因此所有谱系的“年龄”都是相同的。从夏娃的线粒体DNA到我的线粒体DNA,这之间流逝而去的时间,与从她的到非洲放牛人的、泰国船工的、巴西雅诺马米猎人的完全一样。我们每个人,都是15万年前生活在非洲的那个祖先的后裔。现在的问题是,我们要找到“夏娃”曾经居住的地方,那座“伊甸园”在非洲的何处?这实际上是一个有迷惑性的问题,因为我们知道在那个时间,有许多女人在非洲生活。稍微转换一下角度,我们可以这样问:非洲哪个人群的基因最清晰地保留着我们祖先的足迹?尽管没有对每一个非洲人进行取样,目前显示,东部和南部非洲人的基因谱系最古老,因此,我们可以推断这些人群和“夏娃”之间,保存着直系的“线粒体环”,而其他的人群在进化过程中已经失去了祖先的基因信号。现在,我们起程去寻找我们的“伊甸园”。下一章里,我们的向导是亚当。
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出非洲记:人类祖先的迁徙史诗 第3章 夏娃的伴侣Eve’sMate
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女人不需要男人就像鱼不需要自行车。
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―克劳迪亚•斯泰纳姆
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上一章里,我们和“夏娃”相遇了,她是现在每一个人的女性先祖,大约15万年前生活在非洲。在非洲的一些人群里,他们的基因至今依然最清晰地保存着这位古老祖母的基因信号。从这些人群开始,我们来寻找她的“伊甸园”。开始之前,我们需要对她的独特性做出说明。她代表着线粒体的家族之根,是地球上的每一个正在生活着人的母系祖先。但是,这并不是说我们DNA的每一部分都在讲着同样的故事。因为性别重组,我们的基因组由大量独立进化的组织组成,也许这个区域的DNA能追溯到印度尼西亚,而另一个区域的源头却在墨西哥。那么“夏娃”的谱系是人类如何走出非洲的独特线索吗?
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答案是,尽管更复杂,但在本质上,我们的DNA图谱与mtDNA的是同样的。研究贝塔球蛋白性成血红蛋白编码)、CD。因子性成控制免疫系统的蛋白)的多态性,和第21对染色体上的一个DNA区域,结果全部显示和生活在非洲以外的人群相比较,非洲的人群具有更大的多态性,而且表明最早的非洲祖先距今至少约有200万年的历史。现在的问题是,我们使用基因标记来研究人类的迁徙历史,但这些标记在时间的流逝中被反复“洗牌”。多态性出现得越早,它们被“洗”的次数就可能越多。“洗牌”含糊了历史的信号,因此从我们的大多数基因组中,已经找不到迁徙的痕迹了。
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但是近年来的研究发现,有一片DNA在推测人类进化历史方面堪称无价之宝,追踪我们祖先在大地之上漫游的足迹,它能告诉我们的线索,远比我们预想的要多得多。这就是只从父亲传给儿子的男性的“mtDNA”。与女性谱系的mtDNA相对应,它是男性谱系中决定性的因素。在普罗旺斯村庄里,它是“祖传秘方”,它能告诉我们已经灭绝的和流传下来的浓味鱼肉汤配方的故事详情,它就是Y-染色体。
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稍等片刻,也许你要问,难道父方的谱系不是始终和母方的谱系共同在下一代中延续吗?一个新生命的孕育不是父亲与母亲的基因组各占50%的混合吗?为什么只有Y-染色体能追踪到人类迁徙的足迹?这难道不奇怪吗?对线粒体DNA来说,答案很简单,因为线粒体实际上位于基因组之外,它曾是远古的细胞内寄生的细菌,在进化的过程中变成了残存在细胞内的一种组织。相比于线粒体,Y-染色体要复杂得多。
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