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出非洲记：人类祖先的迁徙史诗 [:1700168600]
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细菌汤
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把一个单细菌放在营养丰富的培养皿中，它由1个分裂为2个，然后4个，然后8个，这时会发生一件十分有趣的事。在分裂过程中，无论DNA如何复制，都会出现被称为突变的无规律的错误。还记得吗？一代浓味鱼肉汤配方中的变化会自然地传给下一代。分裂的细菌中也存在着同样的模式。因此，在快速繁殖的细菌汤里，基因组中不断出现的小突变会逐渐形成一个基因谱系。当这一谱系传递几代之后，再对这个细菌群的DNA顺序进行取样检测，在它们之间几乎找不到什么区别。但如果几百代之后（对细菌来说只需要几天时间），我们便能看到大量的变异。正像朱克坎德和鲍林在蛋白质研究中发现的，一个人群的历史越长，累计的变异越多。任意选择两个细菌，从历史长的菌落中选出的两个，比从历史短的选出的两个，基因差别更大。
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这例细菌汤的试验，可以清楚地看出在一个增长速度越来越快的菌群里发生的情景：下一代是上一代的双倍数。如果几天之内对这些细菌的繁殖不加以控制，它们将会覆盖整个地球。对我们的这个故事来说，更重要的是菌群数量爆炸的原因：每个个体都留下了后代，在进化的抽奖中没有一个输家，每个细菌都在繁殖自己的后代，这间接影响到了菌群的遗传结构。如果你要问，要多少不同的基因，才能区别开两个不同的菌落？答案是它取决于这个菌落生长的时间有多长。记得高斯钟形曲线吗?它在学校的数学课上曾让我们备受折磨，在单个细菌间实际上存在着一个分布差，平均值即个体之间不同的平均数，取决于一个菌落生长的时间。如果把这一曲线想像为一个波浪，随着差异的累计，它从左向右移动，那么它到达右边的点越远(或者说，它距0的距离越远)，这个菌落出现(累计)的变异就越多。在比较马和大猩猩的血红蛋白组成顺序时，这一曲线从左到右的变化是可以预测的，因为变异发生的速率是不变的。因此，通过计算分布的平均值(波浪的中点)，我们便能计算出菌落生长的时间。你也许会说：“好，这是大学遗传课上的有趣试验，但它和人没有关系，除非在其他的有机体里看到同样的变化模式。”
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宾夕法尼亚州大学的人类学家亨利·哈普丁和他的同事，对人类线粒体DNA顺序的分布差进行了精细的计算，他们发现了一个惊人的模式。首先，分布差(被称为错配分布)清晰地显示出：人群和菌落一样，增长速度极快，钟形曲线显示出人类极高的增长率。如果人群数量不变(或缩小)，分布开始模糊，随着时间流失而呈现锯齿状。出现这种现象的原因，是由于遗传漂移或进化选择而引起的基因谱系的消失。所以，人口的急速膨胀是一个清晰的遗传信号。当哈普丁计算膨胀可能开始的时间时，出现了一个激动人心的结果：他得出数字是大约5万年前，正是在旧石器时代的后期，这与我们推算的现代人走出非洲的时间完全一致!
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哈普丁和他的同事们对从世界各地25个人群中收集的线粒体DNA数据进行了分析。其中有两个人群在过去的5万年里，人口数量是以指数增长的。两个呈锯齿状分布的人群，目前他们的人口数量已经非常少了。而且，人群的数量膨胀似乎没有联系，非洲人口数量的最高峰在6万年前，其次是亚洲在5万年前，之后是欧洲在3万年前。这是一个令人震惊的结果，因为从线粒体DNA数据中得出的结果，和人类学家找到的旧石器时代技术发展过程的证据完全吻合：首先在非洲，然后在亚洲，最后是欧洲。这样看，“大跃进”应该在我们的DNA中留下相应的基因足迹。沿着这些足迹，我们同样能够找出“杀手级应用”出现的过程。这其中也暗示着一条迁徙路线。要知道那一旅程中的细节，我们要等待“亚当”的儿子的出现。
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出非洲记：人类祖先的迁徙史诗 [:1700168601]
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大寒冷
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我是在得克萨斯州的卢伯克长大的，那是一个锅柄形的地区。小时候，我们经常用时间来表达距离的远近。布朗费尔德是靠近卢伯克的一个镇，说到两者间的距离时，我们常说“大约50分钟”而不是说“大概50英里”。当然，50分钟指的是开车的时间，而且是以每小时60英里的速度。这就是一个时间和距离相互转换的例子。
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在人类的史前历史中，曾经使用同样的方式表达距离。早期人类用走了多少天表达所走的路程。我住在靠近萨德伯里的东安格里亚，如果我要对旧石器时代的一个祖先说明我的位置，我会说这里“离伦敦有3天的路程”。同样，我们几万年前的祖先会用时间构画地图。路卡•卡瓦利-斯福扎和考古学家阿尔博特•安博曼曾做过这样的计算：农业化人群向新地区扩散的速度约为每年1公里，而流动性强的游牧人是它的几倍。当然，这里指的是移民性的移动，不是人们平常的行走。现在，依然有些游牧民族保持着很古老的生活方式，他们的迁移速度约为每年几公里。由此我们可以猜测，旧石器时代后期的祖先向新地区移动的速度也大约如此。
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以这样的移动速度，从非洲东北部到达欧亚大陆的白令海峡需要几千年的时间。今天要做这样一次旅行非常简单：从吉布提起飞（经阿拉伯半岛越过亚丁湾），越过阿拉斯加，然后在俄罗斯的波罗维蒂尼亚落地。但是5万年前，当我们的祖先开始这一行程时，这无疑是一个不可思议的大飞跃，而且他们是一点一点向前推进的，如果用时间来表达，就是说他们一代一代、义无反顾地前行，一英里一英里地向着新的目标移动。他们的目的很可能是寻找动物，或是寻找水和植物，或是寻找制造工具的石头，或者是与当地其他的原始人群发生了冲突，或者这些原因兼而有之，另外还有什么原因用我们今天的想像是不可能知道的。人类学家克里斯•斯特林格形象准确地将这一旅程形容为“出非洲记”。我们的祖先在行程中并没有要穿越大陆的明确意图，只是每到一地后，根据新的形势变化做出新的决定，就像挤牙膏一样，其中气候扮演了“胡萝卜加大棒”的角色。居住地的艰难生活会促使人们向别处迁徙，而且气候的变化会使新的地区出现新的生存资源，也吸引着他们到那里生活。在地理的“牙膏管”里，我们的祖先被诸多因素一点点向前挤，几千年里被不断地推来拉去，离他们的家乡越来越远。
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这正是人类最早穿越欧亚大陆的真实情景。现在，让我们来从基因数据中找出旅程中的种种细节。基因已经回答了“谁”（非洲人）、“什么时候”(5万年前），一些理论也回答了“为什么”（环境变化），现在我们的问题是：5万年前的祖先沿着什么样的路线“如何”来到了欧亚大陆。回答这个问题之前，让我们先了解一点古气候学的知识，去看一看5万年前非洲东北部的天气情况。
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大约7万年前，地球变得越来越冷，因为持续的冰川期使冰冻层越来越厚，这很可能是产生“大跃进”的催化剂。气候的恶化导致生存变得异常艰难，复杂的社会结构很可能就在这种情形下产生了。森林的面积逐渐缩小，一点一点变成生活着蹄类动物的草原。草原上奔波狩猎的生活，进一步提高了他们制造工具的能力。他们的生活态度是积极的，狩猎、采集食物，一切努力只有一个目的：活下去。钟形的mtDNA图显示他们是成功的，因为即使在越来越冷、气候越来越恶劣的环境里，当时的人口数量还是增长的。毫无疑问，生活在内陆要面临更多困难，因为水资源越来越少，还要面对来自其他肉食动物的威胁。因此一些人群迁徙到了沿海地区，他们就是澳大利亚土著人的祖先。在环境许可的时候，他们立即沿着南部的海上路线离开了非洲，从吉布提到今天的也门之间，是一条最容易走的路线，从东非大裂谷一直通向无边无际的南亚海岸。
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相对来说，沿海居民的生活方式是比较固定的，大海是他们取之不尽的粮仓。他们的时间分成涨潮时和退潮时，当潮水退去，海岸上会留下丰富的软体动物和甲壳类动物。他们可能也狩猎，但是如果选择守在海边，他们的努力能得到更好的回报。我们在前一章里已经看到，基因和考古发现都证实，在这个时期他们没有进入内陆。内陆的资源留给了更顽强的猎人们，为了生存下去，他们不惜长途跋涉去寻找动物、植物、水，正是他们背向大海越走越远，一点一点挺进了荒蛮的欧亚大陆。
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在生物学上有一个谜，那就是越是寒冷的地区，动物的体型越大。这就是在生态学上的“贝格曼法则”―那就是海拔高度增加，动物的体型相应增加。虽然并不是每个物种都如此，但总体的情形是这样的。几万年前最大的陆地动物猛玛象生活在欧亚大陆和美洲最北端的冻土地带。在海洋里，寒冷海域生长的物种多于温暖的海域，尽管珊瑚礁上的有机体极其丰富，但它们无法和两极的海域相比拟。比如，南极和北极是浮游生物密集的海域，这些微小的动植物养活着地球上最大的动物须鲸，而在几千万年前，这些微小的动植物生活在陆地上。
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同样，热带雨林的物种极其复杂多样，但它们的体型较小，而且稀有物种少，因为大部分营养都被有机体吸收，所以地表的矿物质和有机物含量很低。事实上，在成熟的热带森林里，过度生长的丛林不会引起森林毁灭，只有在好莱坞媚俗的电影里，对那些挥着砍刀的探险者，它们才成了祸害。森林消失的悲剧原因，是因为这里的环境太优越了，一个如此丰富的生态系统反而最容易变成无生命的沙漠，热带的生态环境，就是在富饶和死亡之间寻找平衡，而且任何轻微的变化都会对它产生影响。
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与此相比，地球上的温带地区选择更多。与雨林相比，这里的物种较少，生活在这里的有机体抵御剧变的能力也相对较强，这是由温带的自然环境所决定的。千万年来，稳定的热带气候事实上是在一个相对不变的环境里滋养着进化的物种。换句话说，在同样的时期，广阔的欧亚大陆周期性地或者覆盖着冰川，或者变成了沙漠，这里的生存环境比热带的要艰难得多。而且，每年气候的变化在温带地区产生了季节，夏天来自蒙古的干热气体到冬天会变成寒冷的风暴。因为气候的显著变化，生活在温带地区的动物，要存活下去就必须具有两个关键的适应能力：贮存和迁徙。
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你我都不会为了一时的满足花光所有的钱，我们会存一些钱，以备年老或困难时期使用。道理是一样的：动物为了应付困难的时期，它们会在食物资源丰富时贮存食物。这并不是说它们像我们一样有意识地选择明智的生活，这是进化的本能行为―在气候的变化中产生的适应性。每年春天和夏天，北极的冻土带会变得生机盎然，冰封了10个月的土地上开遍鲜花，成群的蚊子像一团团嗡嗡作响的吸血云。生活在北极的哺乳动物，如驯鹿和海象会产下它们的幼仔，在这两个温和的季节里，气温会比冬天高出100℃。这里是地球上物产最丰富的地区，到处充满了生命。当冬天再次来临，一切又归于死亡般的沉寂，似乎生命根本不可能在这里存活下去。但是，那些生活在地球最北地区的动物们自有它们的生存之道。每年10月初，当气温降到O度以下时，它们就开始为“舞会”的结束做准备了。任何一个生活在热带的动物，都不可能进化出在自身贮存脂肪以度过饥谨的能力，但大多数温带动物都具备这一能力。在北极的夏天，驯鹿的体重会增加3倍，为即将到来的寒冷而黑暗的冬天做准备。变得肥大的身体，要么让它们平安度过漫长的冬天，要么成为食肉动物的目标。
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因为已经适应了非洲草原上的生活，人类在猎杀草原上的大型哺乳动物时，己经变得越来越熟练，比如几种羚羊，它们被称为旧石器时代后期的“外卖比萨”。大约就在旧石器时代后期开始的时候，当时很可能出现了一种新的行为，那就是在猎杀一些特别的动物时，由于狩猎方法和工具的不断发展，人们变得专业化了。例如捕杀瞪羚时使用的方法，与捕杀猛玛象和犀牛时使用的会不一样。专业化会更有效地利用一个地区的动物资源，也会引起更大范围的移动，因为一群动物在一个地区被猎杀殆尽后，他们要到更远的地方去寻找他们善于捕杀的那类动物。因此，在这个时期出现了季节性的狩猎，有证据显示早期人类跟随逐草而居的动物群，特别是羚羊群，从夏天山丘环绕的地中海、红海一带的草原上，一直走到了在冬天较温暖的沿海地区。几百年、几千年过去了，跟随着不断灭绝、迁徙的动物群，大约4万5千年前，现代人带着他们旧石器时代后期的工具箱，进入了中东地区。
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至少11万年前，人类就出现在黎凡特（地中海东部），但他们只局限在几个地区，没有大范围地扩散开。在上一个冰川时代早期，地中海东部实际上和非洲东部是连接在一起的，这里和非洲东部有同样的气候环境和动物种类。在以色列境内的卡福兹和斯虎尔，考古发现了那个时期典型的埃塞俄比亚动物的化石。此后，距今8万到5万年之间，这些人类突然在这里消失了，他们很可能被强壮有力的尼安德特人挤出了历史舞台。这给我们留下了一个线索：这一时期在黎凡特究竟发生了什么？
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8万年前，地球变得更冷了，地中海东部的温度急速下降，那时全球的平均温度很可能在10℃左右，这间接影响到了动物和植物的分布。在早先较湿润和温暖的时期，一些现代人经由埃及和黎凡特离开了非洲，踏上了欧亚大陆，但现在他们发现他们曾猎杀了几千年的动物永远没有了。他们很可能就此灭绝了，或者也有可能返回了非洲，但可以肯定，他们没有走向已经被他们占领的欧亚大陆的深处。他们就像是人类最早伸出的一支探针，去试探一下非洲以外的世界是什么样的，所以他们走得并不远。
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此后，大约4万5千年前，现代人再次出现在黎凡特，但这一次与上一次有极大的区别，因为第一次到来的现代人使用的工具和他们的同时代人尼安德特人十分相似，而这一次来的侵略者带着他们的“杀手级应用”。他们是“大跃进”那一代人的后继者，既有技术上的优势，又具有复杂的文化，这一切保证了优势在他们一边。他们再一次踏上了这块大陆，而这一次，这块大陆每个角落的大门，都向他们敞开了。
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基因的图谱展示了他们闪电战般穿过欧亚大陆的过程。因此在后面的旅程中，我们要放下这些骨骼和石头，重新开始挖掘DNA。
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