根據遺傳變異原理,生物基因在繁殖時會發生可遺傳的變異,隨著不斷變異,一個共同祖先的後代將會變得各不相同,最後形成不同的物種。一個新的物種形成大致要經過四個階段:(一)可遺傳變異產生;(二)變異個體成功適應自然並得到擴散;(三)變異種群由於地理生態隔離逐漸形成亞種;(四)亞種之間一旦出現了生殖隔離,也就是互相間不能繁殖後代,亞種就變成了新種。
遺傳變異的典型例子就是對狗的選育,人類通過人工選育的方法,按照不同功能對狗進行配種,其中最重要方法就是保持純種,避免不同種狗類雜交,這相當於人為造成物種隔離,從而讓少數變異基因流傳下來,形成現在獵犬、牧羊犬、寵物犬、雪橇犬、鬥犬等多種類型,最終使狗變成了世界上外形最多樣的動物。而生活在世界各地的人類,也因遺傳變異與地理生態隔離的原因,導致體質特徵上有所不同,但從生物分類學上來說,他們同屬於一個物種,擁有一個共同的人類祖先,因為他們之間並不存在生殖隔離。而黑猩猩雖然與人類的基因相似度高達98.77%,同屬類人猿亞目,但因為兩者分化的時間太長,已經出現了生殖隔離,所以黑猩猩哪怕以後演化得比人更有智慧,也不屬於人類,因為存在生殖隔離。
按照現代生物學界最常用的「界門綱目科屬種」七分法,人類屬於動物界—脊索動物門—哺乳綱—靈長目—類人猿亞目—人科—人屬—智人種。現存與人類關係最親密的靈長類動物就是類人猿亞目生物,分為長臂猿、紅毛猩猩、大猩猩、黑猩猩四大類人猿。猿和猴的最大區別就是體型更大,且沒有尾巴。與人類血緣最近的類人猿黑猩猩生活在非洲,而非洲也同樣發現有種類最多和最古老的古人類化石。
目前已知的最早的人類是距今大約 550 萬年前生活在非洲的南方古猿,南方古猿因最早發現於非洲南部而得名。東非衣索比亞的國寶化石「露西」是目前保存較完整的成年南方古猿化石,號稱「人類祖母」。雖然被劃為人類,但是將化石復原之後,就會發現它們分明還是尖嘴猴腮、渾身長毛的猩猩,就連腦容量也和黑猩猩相仿;唯一不同的是,南方古猿已經脫離森林走向草原生活。這一舉動,是人和猩猩分化的重要標誌,古人類學家認為這群離開森林的猿類最終成為人類的祖先,而繼續留在森林裡的古猿則演化成黑猩猩。
到底是什麼原因導致人類祖先離開森林?是因為森林資源的枯竭?還是因為同種競爭的失敗?對比黑猩猩的祖先,人類的祖先是森林競爭中的失敗者,當他們走向草原,面對他們所不熟悉的自然環境,以及擁有尖牙利爪的大型貓科和犬科動物時,這過程必然是十分悲壯慘烈的,這時候一種很大的演化可能性是,人類將進化成一種半猿半犬或半猿半貓體型的動物,如狒狒。狒狒是唯一適應叢林外生活的的猴科動物,它們長著一副像狗一樣的裸露的口鼻,奔跑速度最快可達每小時 56 公裡,能像野犬一樣捕殺獵物,其又尖又長的獠牙讓獅子都畏懼三分,公狒狒英勇好鬥,甚至敢與花豹和母獅單挑,是靈長類走出叢林後成功演化的典範。
狒狒是唯一適應叢林外生活的的猴科動物
然而人類祖先南方古猿走了一條和狒狒完全不同的演化路線——使用工具。猿猴在樹上時,手忙著攀爬和進食,當在地上行走或坐下時,就可以使用工具,如狒狒就經常用石頭獵取蠍子為食。南方古猿則更進一步,他們通過直立行走,解放了雙手來使用天然工具捕捉小動物,人類由此進入始石器時代。直立行走和使用工具是從猿到人的重要一步,儘管這最初的一步不是十分奏效,事實也證明,南方古猿的狩獵技術不敢恭維,從洞穴積存可知,他們很大程度上是扮演食用其他肉食動物殘餘腐肉的清道夫角色;但是腳的直立和手的進化影響到大腦的開發,使人類最終完成從使用天然工具到製作工具的進步,從此人類遠遠超過了自己的旁系親屬猩猩和狒狒,成了自然界的徵服者,世界萬物之靈長。
南方古猿之後,約 250 萬年前,東非出現了最早製造和保存(不是使用)工具的猿人,被稱為能人,意為「巧手之人」。從外形上很難區分南方古猿和能人的差別,它們體重都約 40 公斤,身高都在 130 釐米左右,都渾身長毛,能兩足行走。之所以稱能人為人、南方古猿為猿,就在於能人會製造和保存工具。製造和保存工具是人類和其他動物的本質區別,其他動物如黑猩猩會為了覓食或其他目的製造和使用工具,不過它們製造工具是靠本能,或是為了直觀的目的,他們沒有為可能發生的事情進行更長遠的工具製作,也不會隨時把工具帶在身邊,如黑猩猩很少能把它們使用的小棍子或者石頭帶出幾米之外。與它們不同,能人不僅是像黑猩猩那樣即興而作,隨機利用就近能取得的工具,而且能提前製造並保留工具,以備將來之用。
製造和保存工具的出現標誌舊石器時代的開始。舊石器也就是打制石器,錘石技術是最早的舊石器生產技術,就是用鵝卵石等較硬的石頭,擊打敲碎其他石塊,形成一些鋒利的稜角和切片。這些有稜角的石片最主要的用途就是切肉,人類沒有強壯的犬齒和頜骨,這些尖銳的石頭就成了必不可少的替代工具,這種石器工藝因最早發現於東非坦尚尼亞奧杜韋峽谷而被稱為奧杜韋文化。
到約200萬年前,一種新品種的人類——直立人——開始取代能人。直立人屬於晚期猿人,他們與能人在外形上最大的區別就在於直立二字。雖然南方古猿和能人都已經能夠直立行走,但是他們走起路來就像蹣跚學步的小孩,搖搖晃晃,重心不穩。這是因為他們和其他靈長類動物一樣都是上肢比下肢發達,而直立人下肢骨骼明顯比上肢粗碩,其下肢結構與現代人類已經基本無異。直立人的腳也已經完全進化成現代人的形狀,與手的形態迥然不同,完全為行走而生。雖然直立人的頭顱還是猿的模樣,但是其腦容量(900 ~ 1200 毫升)比之前的早期猿人大一倍,相當於現代人(1300 ~ 1600 毫升)的三分之二。
直立人製作的阿舍利型手斧
兩足行走和腦容量的擴大讓直立人能更好地使用雙手並進行發明創造。非洲早期的直立人被稱為匠人,他們製造出比能人奧杜韋石器文化更先進的阿舍利石器文化,阿舍利石器先用硬錘打擊,再使用骨頭和硬木等軟錘來加工,其典型代表阿舍利型手斧的左右兩邊和正反兩面基本對稱,是人類歷史上第一種標準化加工的重型工具。這種手斧既可用來切削、挖掘、狩獵,還是一種製造工具的工具。
此外,直立人還懂得利用天然火種,這對人類的發展產生了根本而深遠的影響,火的使用使大量過去不能食用或難以消化的食物成為熟食,從而大大增加了食物來源;火帶來的光明增強了人類抵禦野獸的能力,方便人類在夜晚和黑暗處活動;火帶來的溫暖,使直立人能夠衝出過去無法離開的非洲大草原[1],分散到全球各地,並在寒冷的冰河時代倖存下來。如今直立人之前的人類化石基本僅見於非洲,而直立人的化石在亞歐非三洲都有大量發現,中國最早發現的一批古人類化石,如雲南元謀人、陝西藍田人和北京猿人,也都同屬直立人種。
到此,亞歐非三洲都有了直立人的蹤跡,那麼現存人類是否就是從這些各地直立人進化來的呢? 「人類多地區進化說」就認為:在約180 萬年前,直立人從非洲擴展到世界其它大陸以後再分別獨立進化為現代的非洲黑種人、亞洲黃種人、大洋洲棕種人和歐洲白種人。
從繁殖角度上講,親緣性較高的馬和驢交配產下的騾子基本沒有生殖能力,同種的印度獅和非洲獅雜交的後代連行走都很困難;東亞直立人早在約170萬年前就已經和非洲直立人分化,如果東亞人這麼早就開始獨立演化,那麼如此長時間的物種隔絕會導致今日東亞人和歐洲人、非洲人之間繁殖後代的困難。所以「人類是由各地的猿人獨立演化而來」的說法,從生物學的角度上說是完全不可能的。
中科院古脊椎古人類所的吳新智院士是「人類多地區進化說」的提倡者,他認為各地猿人的演化不是完全獨立的,而是存在雜交混血,至於中國境內的人類則是以當地的直立人連續進化為主,附帶外來人種雜交為輔,因此使中國人與其他人群能維繫在同一個物種內,沒有出現生殖隔離。吳新智院士還通過比較北京猿人和現代人的骨骼特徵,發現70%的中國人在頭骨上有3個特徵和北京猿人是一致的,並由此論證北京猿人是大多數中國人的祖先,但他的學生劉武去非洲考察時,卻發現有30%的東非人在這3個頭骨特徵上也和北京猿人相一致,由此可見根本不能從幾個簡單形態上的相似來論證「人類多地區進化說」。因為中國人身上只有極少數特徵與北京猿人相似,而絕大部分特徵都與其他地區人種相同。
如果不是因為達爾文提出進化論,相信沒有人會認為亞洲人和直立人的關係會比亞洲人和歐洲人關係更近,因為他們生理上的巨大差別一目了然。事實上許多人對達爾文的進化論有較大的誤解,他們以為猿人都會朝著相同的方向進化,生活在各地的直立人是通過進化變得相似。
然而物種進化的基本條件——遺傳基因突變——是隨機性的,同樣雖然人類被定義為高級動物,但物種進化也絕非動物進化成人。
人類不是進化的目的,而是基因隨機突變加自然選擇的偶然產物,無論是演化出翅膀,還是雙手,都是隨機加自然選擇的結果。物種之間親緣度越小,差別就會越大。現代人與直立人的身體構造有巨大差異,而現代四大人種的生理特徵高度相似,只是膚色、發色、五官有稍微差別,直立人還不會說話,約7萬年前從現存人種中最早分化出去的科伊桑人學習語言還有發音障礙,但四大人種之間則完全可以互相學習語言。人類的血型具有遺傳性,黃種人內部的血型各不相同,但是這些不同血型都可以在黑人和白人身上找到,同血型就可互相輸血,而現代人絕對不可能和直立人互相輸血。因為直立人在約20萬年前就已滅絕,而現代人類4種血型中最古老的O型血,其形成的時間大約在6萬至4萬年之間,這些都證明了現存四大人種的親緣關係,遠遠大於各地直立人。世界各地的直立人絕對不會不約而同地演化成現代人類,目前科學家已通過基因檢測的方法證明現代人類全都是來自非洲智人的後代。
[1] 現研究多認為身材高大,肌肉發達的晚期猿人直立人是第一個離開非洲的人類,不過也有學者認為直立人之前的早期猿人可能就已經離開非洲,澳洲國家大學2017年4月發表有關人類進化史的最新研究,認為在印尼弗洛勒斯洞穴所掘出的弗洛勒斯人、又名「霍比特人」的化石, 是早於175萬年前離開非洲的人類,跟被視為最早人種的能人或源自同一祖先。有學者推測弗洛勒斯人最晚於 1.8 萬年前還生活於印度尼西亞的弗洛勒斯島地區,從時間上看他們曾和現代人共處。而據當地弗洛勒斯島居民聲稱,最後一批弗洛勒斯人是在幾百年前被他們捕獲後用火活活燒死的,至今在印度尼西亞還流傳著小矮人的傳說。