尼安德特人的基因為了人類貢獻了什麼?

2020-11-05 不正經業餘讀書愛好者

通常在普通人眼中,史前智人都是野蠻的,都是那種只知道拿著石斧、石刀、投槍發出陣陣咆哮的樣子。事實上,投槍在近4萬年才被發明創造出來,並且大規模使用。史前人類大約在幾十萬年前就具備語言的能,在近3、4萬年的時間,智人掌握了更加高級的通用語言,至少群體組織的大規模圍獵不是一件困難的事情,雖然可能不是猛獁象之類的大型兇猛動物。這些事實無一不是在說明,3、4萬年前的智人已經是比較聰明的,可沒有任何的證據顯示此時的智人有了開創文明的智慧。但是發現的更多的事實證據,證明明在約3萬年前,智人似乎一下子衝破智慧的限制,進入到現代人類的層次。這一時期,常常被稱為「人類革命」、「文化爆炸」或者「大爆炸」。然而這一切可能就是尼安德特人的基因的貢獻。

法國境內的史前巖洞壁畫

文化大爆炸

目前,考古學家發現時間最早的人類陶瓷藝術品就是發現在約27000年前的歐洲下維斯特尼採的維納斯女像。在西班牙和法國境內發現了諸多巖洞壁畫,這些壁畫多是以原生動物,如野牛、鹿、牛、獅子和熊等動物為主。並且在這一時期,智人不但注重居住的建築的建設,在俄羅斯和烏克蘭境內發現了多處以猛獁象骨建造了房屋,同時還會在房屋內鑄通風的爐子。而且發展出更加嚴謹的墓葬,在莫斯科附近的索米爾發現了用數千顆象牙珠製成的服裝陪葬的墓室。人類這一時期誕生了空前的藝術和發展出巨大的成就,這遠遠先於此前的人類社會的發展。而對比在此之前的時期,智人還是顯得平平無奇的樣子,為何在尼安德特人消亡後的短短萬年內,智人的智慧就像是燒開了的水,噴湧而出?

霍倫斯坦因史前獅子雕像(約30000年前)

文化大爆炸的原因

著名的生物學家理察·克萊因曾經說過,基因突變肯定是文化複雜度突然劇增的原因。正常情況下,人類智慧是日積月累的,呈現緩慢增長的情況,這正是農業革命以來,我們所看到的人類智慧開發利用的情況,而像是3萬年前的突然爆發,是完全不同的狀態,猶如幾億年前的寒武紀大爆發,它突然出現在這個時間點。這不是時間積累的結果,而是來自於基因突變引發智慧突破的結果。那麼這個基因突變是來自哪裡呢?又為何是在這個時間節點上發生?

3萬年前的智人,已經迫使作為鄰居的尼安德特人在1萬年前就從歐洲大地上消失,但是尼安德特人的基因卻是保留在智人體內,經過萬年時間的發酵,此時的智人已經完全融合吸收這部分基因,它們正在智人體內發揮著作用。智慧大爆發也就是發生在這個事件節點上,根本原因可能就在於智人從被他們消滅的尼安德特人身上取得一部分優勢的基因,這部分優勢基因引發了智慧大爆炸,開創了人類歷史的首個藝術秀。

在智人開創大爆發之前,學者在沒有在智人生存的非洲遺蹟還是歐洲遺蹟中,找到任何可以證明智人有智慧大爆發的徵兆。雖然在3到4萬年間,智人的製造工藝有所上升,但是並沒有很大的創造,如就地取材製造武器、投槍的製造使用,並且融合一部分來自尼安德特人的技術。但是此時的智人對比於2-3萬年前的智人,智慧上的差距是十分巨大的。3萬年前還不會使用針來縫製衣物,而到2萬年前,智慧居然可以用針來編制漁網用來捕撈,並且利用歐洲海洋的季風洋流開啟了海洋捕魚。在藝術方面來說,雖然還在非洲時期,人類就收集貝殼或者獸骨來製成項鍊、手鍊等裝飾品,但此類裝飾品都是比較簡單,並且在大爆發之前,智人基本不會對於住所進行裝飾,而導致2萬多年前的時候,智人會打磨猛獁象牙成珠子來裝維裝飾品,並且會對住所進行裝飾,為了減少燒火產生的煙和散失的熱量,智人打造了專門用來煮飯的灶和煙囪。

尼安德特人的基因進入智人體內

眾所周知,尼安德特人對比於智人,可能並沒有什麼太大的優勢,如果對歐洲和西北亞地區的寒冷環境的適應算一個話,除此之外似乎真的不存在什麼了。是的,事實也真的是如此,但是,我們可能忽略了其中一個重要的影響因素,等位基因。在智人和尼安德特人的基因中都存在大量的等位基因,它們隨時準備著發揮作用。等位基因是指位於一對同源染色體相同位置上控制同一性狀不同形態的基因,如果數個等位基因同時控制著一個形狀,並且它們共用基本上是一致的,由於自然選擇會篩選出它第一次碰到了等位基因作為控制形狀的基因,所以無論哪一個掌權,都是一樣的;但是如果數個等位基因中,有某個基因具有優勢,使得物種在競爭獲得優勢,那麼它就會被篩選出來。

狩獵的尼安德特人繪畫(圖片來自網絡)

當尼安德特人和智人的基因混合在一起之後,基因滲入開始發揮著巨大作用。帶著優勢的等位基因從尼安德特人轉移到智人,按照遺傳學家霍爾丹統計的優勢等位基因的擴散規律---一個等位基因帶來S比例的優勢,那麼它就能夠流傳下來的概率就是2S。假設一個穩定的群體裡,一個具有10%的適應優勢的等位基因的單一副本,它就有20%的機會最終變得普遍。這就意味著,優勢等位基因的一份副本比起中性等位基因的副本,將會有更大的可能性變成高頻基因,以至於即便是最初只有幾十個半尼安德特人的混血寶寶,幾千年後智人也能普遍地從尼安德特人的優勢基因中獲得巨大益處。

即便是尼安德特人的等位基因進入到智人體內沒有發揮出作用,但它卻是實實在在對智人的基因庫起到了豐富和多樣性的作用,為了智人在未來適應農業社會帶來的選擇壓力提供做那備選等位基因。而對比在2010公布的尼安德特人基因組,生存在亞歐大陸上的人類群體均具有著1%-4%的基因是來自尼安德特人的。但這也難以確切的說明,尼安德特人的基因對智人在3萬年前的大爆發有著直接作用。

尼安德特人復原圖(圖片來自網絡)

尼安德特人基因的貢獻作用

不過,從一些側面我們可以簡單來分析一下,尼安德特人的基因是否會對大爆發起到推進作用。首先,智人要在歐洲和北亞等寒冷地區生存,抗寒能力提升是必要的,從非洲出走到達歐洲和北亞的智人顯然是不具備抗寒能力,而在此地區生存有數十萬年的尼安德特人則具備著這樣項能力,如果能獲得抗寒能力的等位基因,智人將在短時間內具備抗寒能力。其次,尼安德特人具備著與智人不一樣生存行為方式,尼安德特人高大且精壯,他們可能進行高風險的狩獵行為,而且在尼安德特人遺蹟發現猛獁象、熊、獅子等猛獸的骨骼,而智人則不同,由於身材較為矮小的原因,更多的是狩獵小型動物,因此尼安德特人和智人的大腦具備不一樣的思維方式,如果智人獲得此類的等位基因,那麼它將必定會推進大爆發的進程。最後,即便這些等位基因沒有推進當時的人類迅速進化,但它豐富多樣化了智人的基庫,以應對智人在接下來的進化歷程中面對的選擇壓力。

自尼安德特人消亡到智慧大爆發的萬年的空擋時間,恰好給尼安德特人基因發揮作用留下足夠的傳播反應時間。通過基因研究,逐漸發現了從尼安德特人身上獲取的基因給人類帶來的優勢,如作用於語言上的FOXP2基因和調節大腦大小的MCPH1基因,更多的基因證據還需要更加深入的研究。從結果上來看,如果尼安德特人的基因沒有任何作用,它將會從智人體內緩慢流失,結局卻正好相反,我們恰恰是保留這部分基因。

結語

從進化上看,如果僅是依靠物種自身發生的基因突變而引動進化的實現,這個過程需要的時間是非常長的,並且緩慢的。當有優勢基因傳入物種中,從而引起的適應度更高的進化將會迅速在物種內部傳開,形成爆炸性的局面。人類歷史在3萬年前融合尼安德特人的少部分基因,極有可能就是人類可以快速創造文明紀元的主要動力之一。

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    在物種繁衍的過程中,也會因為各種因素而出現進化分支的現象,現代智人與曾經的尼安德特人就是兩個分支。在考古學家發現尼安德特人之前,人們普遍認為現代智人在發展道路上幾乎沒有什麼競爭對手。直到歐洲地區出現了尼安德特人之後,人們才逐漸意識到這種人從大約50萬年前開始就和現代智人形成了競爭的局面。儘管如此,最終獲勝的還是現代智人。
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