人類的起源,是一個歷久彌新的話題。在《尼安德特人》中,古DNA領域的頂尖學者也綜合了同行們的觀點,對人類起源和遷徙做了討論。從某種程度上說,帕博對尼安德特人和丹尼索瓦人的基因測序,說明現代人身上帶有非洲以外古人類的基因。這一發現,挑戰了傳統版本的「人類走出非洲說」。
人類學家對「人類走出非洲說」的認識經歷了哪幾個階段的變化?在中國,關於早期人類的最新考古發現又有哪些?帶著這些問題,第一財經採訪了中國科學院古脊椎與古人類研究所研究員劉武。
現代人至少10萬年前就已在中國出現
第一財經:百度百科上對「人屬」的定義的第一句是:「人屬(學名:Homo)是人亞科下的一屬,共14種,其中13種已經滅絕,現僅存一種,即智人,形態特徵比直立人更為進步。」對人屬下究竟有幾個人種,目前學界是否有一個公認的數目?
劉武:根據目前掌握的化石證據,人類在大約600萬~700萬年前起源於非洲。在經歷撒海爾查德人、原初人、地猿、南方古猿幾個演化階段後,大約250萬年前,南方古猿的一支演化為人屬(Homo)。一般認為,演化為人屬後的人類就可以製作和使用工具了。但近年來的一些研究認為,人屬之前,某些南方古猿就具有製作和使用石器工具的能力。黑猩猩也會製作簡單的石器工具。
人屬的第一個成員是能人(Homo habilis),也被認為是最早能夠製作和使用工具的人類成員。大約200萬年前,非洲的能人演化為直立人(Homo erectus,俗稱猿人),之後向歐亞地區擴散。中國境內最早的人類通常被認為是170萬年前的元謀人,就屬於直立人。根據對迄今發現的古人類化石的研究,古人類學界已經命名了多個人屬成員,主要包括能人(魯道夫人)、直立人(匠人)、智人、尼安德特人、海德堡人、丹尼索瓦人等。但對於人屬內一共有多少個成員,學術界還沒有統一意見。
我們現生人類就是人屬的一個成員——智人(Homo sapiens)。過去古人學界認為,直立人演化為智人以後,先經過早期智人,到大約10多萬年以內,演化為晚期智人,到了1萬年前,現代人類出現。但最近30年人類化石發現和研究顯示,人類的演化比以往認為的要複雜很多,在距今12萬年以內的更新世晚期,可能生存有不同類型、有待認定的古人類成員。
在河南許昌發現的大約12萬年前的人類頭骨化石,就具有周口店北京猿人、和縣猿人等中國直立人的原始及共同特徵,以及一些與現代人相似的特徵。此外,在許昌人頭骨上還發現歐洲尼安德特人的特徵。基於這項發現的論文2017年在《科學》雜誌發表,提出許昌人可能代表一種未知的古人類。
第一財經:「智人在中國的出現和演化」是你的研究方向之一。這幾年,中國發現的重要古人類化石有哪些?它們對我們了解祖先在中國的演化有什麼作用?
劉武:關於現代人在東亞大陸的出現時間,學術界一直有爭議,主要原因是過去很多相關人類化石的出土地層和年代不確定。2001~2004年對周口店附近田園洞的發掘,發現了屬於一個個體的30餘件人類化石,經過準確的年代測定,田園洞人類化石的年代被確定為大約4萬年前。研究顯示,田園洞人化石已經具有一系列現代人的特徵。2007年在《PNAS》發表的田園洞人類化石研究論文提出,田園洞人是東亞地區年代最古老的早期現代人。此後,我們在湖北鄖西黃龍洞、廣西崇左智人洞、湖南道縣福巖洞等地,發現年代更早的具有現代人特徵的人類化石,將現代人在東亞大陸出現時間大大提前。
2004~2006年,在黃龍洞發現的7枚7萬~10萬年前的人類牙齒化石,已經呈現有典型的東亞現代人特徵。2007年,在智人洞發現11萬年前的人類下頜骨。研究顯示,這件下頜骨已經出現一系列現代人標誌性特徵,比如近乎垂直的下頜聯合部(現代人的「下巴」)、突起的聯合結節、明顯的頦窩、中等發育的側突起、明顯的下頜聯合斷面曲度等;同時,還保留有粗壯的下頜聯合舌面以及粗壯的下頜體等相對原始的特徵。因此,智人洞人類屬於正在形成中的早期現代人。2010~2015年,我們在湖南道縣發現的47顆人類牙齒,年代測定確定是8萬~12萬年前的。道縣發現的牙齒特徵與現代人已經非常接近。此外,最近我們對時代更早的中國古人類化石的研究,發現其中一些化石已經呈現向現代人演化過渡的趨勢。比如,距今13萬~28萬年前的貴州盤縣大洞人類牙齒,已經出現一些與現代人接近的特徵。這些人類化石證實,現代人至少10萬年前在中國就已經出現。這也改變了我們對現代人東亞大陸起源與演化的認識。
「許昌人」帶有尼安德特人的特徵,但這並不意味著他們直接接觸
第一財經:你提到的許昌人化石大概測年是多少年前?
劉武:一般認為是11.5萬~12.5萬年以前。
第一財經:你說許昌人帶有尼安德特人的特徵,主要是指什麼?
劉武:對許昌人頭骨化石的研究,發現三個尼安德特人的特徵:欠發達的枕圓枕與枕外隆突缺如、出現枕圓枕上凹以及與尼安德特人相似的內耳迷路。我們通過工業CT發現,許昌人的顳骨內耳迷路模式與尼安德特人接近。這種結構是帶有遺傳特徵的,一般很穩定。
人屬成員主要包括能人、直立人、智人、尼安德特人、海德堡人、丹尼索瓦人等。過去古人學界認為,直立人演化為智人後,先經過早期智人,到大約10多萬年以內,演化為晚期智人,到了1萬年前,現代人類出現。但最近30年人類化石發現和研究顯示,人類的演化比以往認為的要複雜很多,在距今12萬年以內的更新世晚期,可能生存有不同類型、有待認定的古人類成員。
第一財經:尼安德特人生活在歐洲和西亞地區,許昌人身上有尼安德特人的特徵,是否說明他們與尼安德特人有直接的交往?
劉武:典型的尼安德特人生活在大約13萬~3萬年前的歐洲和西亞地區,但化石發現和研究顯示,尼安德特人的祖先或譜系可以追溯到大約40萬年前的歐洲古人類。在東亞地區的古人類化石上發現有尼安德特人的特徵,提示兩地的古人類之間發生過基因交流,但具體交流方式還不是很清楚。現在推測,直接接觸、接力傳遞、共同祖先等都有可能造成目前在化石上觀測到的結果。
第一財經:斯萬特·帕博從化石上提取DNA並完成了尼安德特人的基因測序。他和團隊得出的結論是,非洲以外的人的DNA,有不到5%來自尼安德特人。在你看來,智人和尼安德特人的交配是一個普遍現象嗎?
劉武:這是一個很複雜的問題。他們之間不一定直接接觸。基因交流到底是以哪一種方式進行的,現在還很難說。這裡有兩種可能。第一,來自兩個地區的兩種人可能直接交往。第二種可能,古人類是步行遷徙的,速度非常緩慢,基因交流也是接力棒式的。比如,羅馬的一群人可能需要幾千年,才向東遷徙100公裡。他們到中國可能需要幾萬年。在這個過程中,他們每一代人都和附近的人交配,產生後代,逐步把基因帶到了另一個地方。
走出非洲的路上,人類經歷了什麼?
第一財經:「走出非洲說」是一個不斷被爭論的話題。帕博也在《尼安德特人》中提到,他對尼安德特人的基因研究表明「並非所有現今人類的基因組信息均可追溯到非洲新近的祖先,這與嚴謹的『走出非洲』假說相矛盾……這些證據也與我自己長期以來堅信的理論背道而馳」。學界對「走出非洲說」的爭論經歷了哪幾個主要階段?有過哪些反覆?
劉武:對「走出非洲說」,有些內容是有共識的,但有些地方有爭議。最早的人類大約600萬~700萬年前起源於非洲,在學術界是得到廣泛認可的。現有的化石證據顯示,人類在200萬年前演化到直立人階段,並離開非洲,向歐亞地區遷徙擴散。根據現有的化石證據,非洲應該是人類最早的起源地。而在亞洲和歐洲,還沒有發現過早於200萬年前的人類化石。
但再往後就有很大爭議了。第一次走出非洲的人類到底是在亞洲、歐洲各自演化,逐漸向現代人發展,還是有另外的發展路徑?這就構成了另一個問題——關於現代人起源的爭議。在這裡,「非洲起源說」和「多地進化說」爭論就很激烈。
所謂「多地進化說」,簡單來說,就是來自世界各地的現代人,都是由當地古人類逐漸進化而來的。比如,中國人是由元謀人、北京猿人進化來的。當然,當地古人類也是最早從非洲遷徙過來的。另一種說法「非洲起源說」興起於1980年代,他們有包括化石和DNA等多重證據證明,最早的現代人也出現在非洲。現代人在非洲出現以後,第二次走出非洲,來到亞洲、歐洲,取代當地古人類,演化成現代人。按照這種說法,周口店的北京猿人就不是我們的祖先了。當然,「非洲起源說」也有各種版本,有的人主張完全取代,有的人主張部分取代,與當地人有融合,再演化成現代人。
最近二三十年,人們在非洲發現了更多有現代人特徵的化石。2003年,在非洲衣索比亞,發現了16萬年前的早期現代人。去年,摩洛哥又發現了28萬年前的現代人。在近東的以色列,人們發現19萬年前的現代人。這些現代人都比東亞發現的早。諸如此類,都是支持現代人「非洲起源說」的證據。不過,這也有爭議。圍繞「什麼是現代人」,學界有一定的鑑定標準,但往往這些早期化石只是滿足其中一部分標準。所以,有些學者也並不認同。
研究人類起源與演化的過程,主要依靠的是化石證據。但人類祖先化石保留下來並由我們發現的概率很小,在很多情況下,發現的化石非常破碎。因此我們掌握的人類演化信息,在很多情況下距離歷史的真實還有很大距離。新的化石發現和研究,將不斷更新我們對人類起源與演化過程的認識。