現代分子生物學如何力證人類「非洲起源說」?

2021-01-16 澎湃新聞

人類從何而來?這個謎題已經困擾了我們數千年,是單一起源還是多地區起源,歷來眾說紛紜。

在神話中,大地是人類起源,女媧或普羅米修斯用泥土造就了人類。隨著現代科學的興起,迷霧逐漸被撥開。科學家們從泥土中找尋出人類起源的依據,無論是修正「非洲起源說」的路線,還是以「多地區起源說」建立全新人類起源模型,都意味著傳統人類起源學說的改變。

8月21日,在上海書展分會場上海科學會堂,上海科協邀請到了北京大學教授饒毅、中國科學院院士分子生物學家金力、復旦大學教授李輝、上海自然博物館何鑫博士,共同討論人類起源之爭,用科學的證據來回答人類和中國人起源及遷徙的問題。

分子生物學力證人類起源於非洲

人類起源中,人類進化的大致過程並無太多爭議。金力院士介紹了這一過程:「人在分類學上屬動物界脊索動物門哺乳綱靈長目,黑猩猩是人類最近的近親,二者在400萬至700萬年間分離開來,人類開始獨立進化。在400萬年前出現了南方古猿,它已基本具有人類特徵。而200萬年前出現轉折,人類祖先能夠挺直地站起來了,因此這些人被稱作直立人。與黑猩猩分離而來的南方古猿以至早期直立人的化石都是在非洲被發現,但晚期直立人的化石在歐亞大陸的廣闊區域內被發現。這是直立人與其他人類祖先的不同之處,他們已經走出了非洲,這大概發生在200萬年左右。」

「之後早期智人出現了。早期智人以海德堡人及尼安德特人為代表,他們在歐洲大陸和西亞分布非常廣泛,生存年代距今80到2.8萬年。而今天的人類屬於晚期智人,是解剖學上的現代人。年代比較早的晚期智人化石同樣在非洲被發現,大概是20萬年到5萬年左右。因此人類是否起源於非洲,亦或是世界多地,成為了今天研究古人類進化發展的主要爭議。」

「非洲起源說」在1987年由美國加州大學伯克利分校教授正式提出,認為20萬年前非洲的直立人進化而來的早期智人進化為現代人,在約5萬年前這些現代人走出非洲,成為世界各地人類的祖先。

「多地區起源說」即歐洲、亞洲直立人也獨立進化,同非洲直立人一般,變成了現代人。

金力院士告訴聽眾,「多地區起源說「在中國也有許多人主張,原因是過去幾十年裡發現了大量古人類(包括直立人、早期智人、現代人)化石。」它們在時間分布上具有連續性,空間分布上南、北都存在,所以支持了東亞地區有獨立起源的說法。」

隨著現代科學興起,分子生物學的運用卻產生了不同的結論。分子人類學上世紀八十年代末進入中國,在20年多的發展過程中,主要通過對DNA序列的測序和對照,為研究人類的源流開拓了新思路。成為考古學外研究人類起源、民族演化、古代人群的遺傳結構、古代社會文化結構又一利器。

饒毅教授介紹:「考古學家在人類起源問題上做出了很多貢獻,但是並沒有解決人類起源的所有問題。分子生物學興起之後,特別是對DNA序列可以進行良好測序和對照之後,人類起源這一問題開啟了新篇章,其中對人類共同起源這一學說提供了越來越多的證據。」

從分子人類學來看,運用遺傳學的工具對非洲、歐洲以及亞洲人種的母系線粒體和父系Y染色體進行分析,發現不同人種共同的祖先距今天的時間為14.3-14.4萬年。金力院士表示,「如果是多起源說,那麼他們的差別應該是200萬年左右,因為約200萬年時非洲直立人走出了非洲,走向世界各地。而如果是單一起源,那麼差別應該要遠遠小於200萬年,應該是5萬年到20萬年之間——早期智人進化為今天的現代人,然後現代人再走出非洲。分子生物學的結論,為『非洲起源說』提供了強有力的證據。」

在該結論產生之後,金力院士的研究團隊嘗試從現代亞洲人中找到反例,證明其不是自非洲而來。「我們採集了163個群體,覆蓋大部分東亞地區,共檢測了12127個Y染色體。但實驗完成後發現,所有個體統統來自非洲。」

而在中國發現的大量具有聯繫性、普遍性的古人類化石是否可以說明東亞地區有獨立起源?金力院士指出,出土化石和他們的基因分析並不矛盾。「我們通過Y染色體研究了東亞人的起源,認為他們同樣是遷徙而來,時間是3萬到4萬年以前。而東亞化石中的早期智人或許已經滅絕,現代人的祖先在那以後遷徙而來,沿著南邊進入東南亞,再往北成為了東亞現代人祖先。」

走出非洲後的人類發生了什麼?

人類走出非洲是5萬年到7萬年前,而早期智人尼安德特人在歐洲到中亞的分布最晚是在2.8萬年前。那麼當我們的祖先走出非洲後,是不是碰到了尼安德特人呢,碰到後發生了什麼嗎?金力院士說,「我們選擇基因保存比較好的尼安德特人化石,成功提取了DNA。通過對這些尼安德特人的全基因組進行測序發現,現代人的祖先出了非洲以後,跟早期智人發生了關係,不僅發生了關係,還產生了後代,而這個後代還在我們的人群當中,在每一個人的基因組中存在。他們佔的比例不多,大概佔整個基因組的2.4%。我們的基因97%以上是從非洲來的,但是還有2.4%的東西是在非洲以外的早期智人的,準確說是尼安德特人的基因貢獻的。」

「後來又發現另外一種人叫丹人,丹人和尼人有同一個祖先,也是來自非洲。亞洲人的基因組中除了尼安德特人的基因外,還有丹人的基因。也就是說亞洲人的基因組裡,早期智人的成份比例略高於歐洲人。」

那麼這些早期智人的基因片段到了我們的基因組裡,究竟是好是壞呢?金力教授說,「我們通過研究發現,大部分現代人基因組中的早期智人片段跟環境應答有關,即這些早期智人片段能夠在某種程度上幫助我們的祖先適應新環境。我們祖先原是非洲的,出了非洲以後到了歐亞大陸,這個環境對他們來說是新的,會水土不服,但是當地的土人,即早期智人尼人和丹人已經在歐亞大陸生存了50萬年以上,他們的基因幫助我們適應了當地環境。不過也有一種爭議認為尼安德特人的基因跟我們的某些疾病有關,這種觀點還待進一步的研究。」

尼安德特人雖然有很好適應環境的能力,但何鑫表示現代人的能力實際強過尼安德特人,「一些化石證據表明,在同一個區域內,現代人類的歲數要超過尼安德特人。現代人的群體內部分級已經很明確,有祖父祖母參與哺育後代,並且在群體中有知識的積累和傳播,這使得現代人的祖先比尼安德特人具有更強的適應能力。在以後漫長的歲月裡,遭遇氣候變化時尼安德特人滅絕了,而現代人存活下來了。」

人類為什麼走出非洲?

金力院士告訴聽眾,人類有三次走出了非洲。「最早是200萬年前的直立人,然後是50—80萬年左右尼人祖先海德堡智人,最後是現代人祖先走出非洲。為什麼要走出非洲?有一個假說叫撒哈拉泵假說,即假設撒哈拉沙漠由滄海變成桑田。撒哈拉大沙漠本來和阿拉伯沙漠聯繫在一起,遠古氣候潮溼的時候,撒哈拉是大草原,人類在東非這裡起源,但有的人類跟著動物跑到了撒哈拉以外的地區去了。後來氣候變得乾燥,草原變成了沙漠。那批遠走的人回不來了,唯一的去向就是往東、往北走。這樣的事件在過去幾百萬年裡發生過若干次,我們看到跟人類起源有關的至少有三次。」

但金力院士亦表示,三個月前的一次研討會中,諸位專家對人類祖先走出非洲的得與失進行了探討,「出走非洲,可能對現在東亞人群的疾病和健康狀況產生了非常深刻的影響,我們很多疾病回過頭去追蹤會發現,其實跟我們的祖先走出非洲有關係,所以我的結論是我們的祖先可能是不應該走出非洲的。」

分子生物學真的獨擅勝場嗎?

眾所周知,歷史學、人類學、語言學都對研究人類進化做出了很大的貢獻。比起其他學科,分子生物學真的獨擅勝場?今後又該如何對待人類起源的研究呢?

李輝教授表示,「人類進化的過程非常複雜,受到多方面因素的影響,我們沒有辦法一步到位。但人類起源必然是科學問題,科學問題要用科學去思考,所以我們必須科學還給科學,把情感還給情感。分子生物學使『非洲起源說』成為了一個很硬性的結論,其他的證據只能做更多的解釋,並不能推翻這一結論。」

「不過,任何一個問題如果從單一領域研究,我們看到的只能是片面。大家都對,關鍵是要把不同角度看到的圖象有機地結合在一起。我們現在看到的化石證據和基因證據的矛盾也不見得是真的矛盾。洞穴經常坍塌,水流翻轉的影響,也會影響對化石年代的判斷。所以我們即便看到很多證據和現象,也要想想是不是有其他解釋。」

在談及進化的時候,人類都存在一個潛在的心態,即希望證明我們的延續是因為具有某種優勢,這也是達爾文進化論裡隱含的意思。但金力教授表示,「一個物種如果能生存下來,只有一個理由,好死不如賴活著。」何鑫說,「希望更多人了解到,其實和其他物種一樣,不是因為我們現在在這裡,就是這裡永遠的主人,其實和人類一路走來始終面臨著滅亡的威脅,這是我們研究人類起源更深層次的內涵。」

金力院士表示,「儘管直立人進化成現代人這件事看起來是很簡單的事情,但是它實際上在科學研究當中的複雜程度,遠遠超出了我們的早期預期。而科學研究不是去站立場,科學是理智而溫和的,它基於觀察,但觀察往往會受到觀察者本身的局限性的影響,所以對科學家來說我們要探索真理,事實是怎麼樣就是怎麼樣,不需要堅持我們的觀點,我們早期的觀點如果是錯的就是錯的,重要的是根據觀察你能不能得出符合觀察的結論。我們需要對更多的古代樣本進行分析,這樣才會不斷提高人類對自身起源的認識。」

(本文來自澎湃新聞,更多原創資訊請下載「澎湃新聞」APP)

相關焦點

  • 現代分子生物學如何力證人類「非洲起源說」
    科學家們從泥土中找尋出人類起源的依據,無論是修正「非洲起源說」的路線,還是以「多地區起源說」建立全新人類起源模型,都意味著傳統人類起源學說的改變。8月21日,在上海書展分會場上海科學會堂,上海科協邀請到了北京大學教授饒毅、中國科學院院士分子生物學家金力、復旦大學教授李輝、上海自然博物館何鑫博士,共同討論人類起源之爭,用科學的證據來回答人類和中國人起源及遷徙的問題。
  • 現代分子生物學如何力證人類「非洲起源說」—新聞—科學網
    人類從何而來?這個謎題已經困擾了我們數千年,是單一起源還是多地區起源,歷來眾說紛紜。   在神話中,大地是人類起源,女媧或普羅米修斯用泥土造就了人類。隨著現代科學的興起,迷霧逐漸被撥開。科學家們從泥土中找尋出人類起源的依據,無論是修正「非洲起源說」的路線,還是以「多地區起源說」建立全新人類起源模型,都意味著傳統人類起源學說的改變。
  • 人類「非洲起源說」被推翻了麼?
    關於東亞現代人從哪裡來,目前有兩種說法:一般的觀點是從非洲遷徙過來的,也就是說,現在的中國人是古代非洲人的後裔;另一種觀點是,東亞的古人類生存了下來,並繁衍了本地的現代人。 而這則新聞的橫空出世立刻給「東亞起源論」的支持人提供了絕好的證據:資料顯示在歐洲發現現代類型的人類最早在4.5萬年左右,在西亞地區發現的現代類型人類距今5萬年左右。
  • 人類起源為什麼在非洲,而不是中國?難道非洲人是中國人的祖先?
    人類起源是很複雜課題,非洲被認為是人類的發源地人類起源一直是比較複雜的的課題,在科學界中也是一個很大的謎團,科學家們在近百年來一直都在對這個問題爭論不休。在達爾文進化論中提到,人類是從猿猴進化而來的,從古猿到南猿,從南猿進化成人猿,這個進化過程是非常漫長的,而且其它物種是不可能進化成像人類這樣高級智慧和情感智商。
  • 中國人起源非洲還是亞州?
    他們是如何渡過狼煙滾滾,顛沛流離的亂世,賦予我們生生不息的生命之火?我們也同樣想知道,人類的祖先又是誰?他們經歷了怎樣的冰川烈焰,滄海桑田,賜予我們智慧與文明的燦爛光環? 通過查詢家譜,或姓氏的起源,我們可以大概獲知家族前輩走過的歷程。可對人類而言,最久遠的文字記載也不超過五千年,與幾百萬年的人類進化史相比,太過短暫。
  • 專家:人類"非洲起源說"是正確的 中國人源自非洲
    原標題:院士專家科普講壇上談人類起源之爭「非洲起源說」是正確的  東方網8月22日消息:上海書展為科學家與公眾交流搭建了平臺,昨天,由市新聞出版局、市科協主辦的暑期院士專家系列科普講壇舉行,中科院院士、復旦大學副校長金力,復旦大學人類學系教授李輝,北京大學生命科學學院教授饒毅為讀者介紹了「人類起源之爭」。
  • 大衛世界史前史,人類起源篇,單地多地起源的爭論,寫完我挺中國
    歡迎來到大衛觀世界史前史,人類起源篇,這是第三章。之前大衛寫了考古學家如何根據所發現的化石判定年份,以及三個階段代表人種探尋世界的足跡,順便還聊了一下尼安德特人與智人的關係。這一篇主要聊一下古人類研究學者關於單地起源還是多地起源的爭論。
  • 人類起源於非洲是如何論證的?DNA檢測的數據稱為不可推翻的依據
    人類起源於何地,稱為過去歷史學家、考古學家和生物學家所爭論的問題。在分子人類學出現之前,中國的歷史學家許多認為中國也是人類的起源地之一。但是隨著科學技術的不斷發展,很多人也意思到,人類只能是同一個起源,絕不可能是多處起源。而亞洲起源論的呼聲也越來越少。
  • 人類語言起源於哪?專家稱找到源於非洲有力證據
    (聲明:刊用《中國新聞周刊》稿件務經書面授權)    追尋人類共同的「母語」  人類的語言起源於非洲還是歐亞大陸?人類社會發展的遺蹟和現代生物學的證據,為這個問題提供了可能的答案  文/張田勘  2011年4月,紐西蘭奧克蘭大學生物學博士昆廷。
  • 人類非洲起源說的理論,正在逐漸瓦解,多區域起源或成主流!
    人類非洲起源說的理論,正在逐漸瓦解,多區域起源或成主流!人類從誕生至今,一直都有一個終極問題,那就是我們人類到底是如何來的,在科學技術並不發達的古代,我們只能夠通過神話故事,來彌補我們的來源,但是隨著現代科學的發展,達爾文的進化論,漸漸地成為了主流觀點,認為人類是通過"物競天擇,適者生存"的法則,進化而來的,事實上,進化論有著很高的合理性,也能完整的解釋人類的來源。
  • 「非洲起源說」真的沒有可信度嗎?為什麼現代人外觀差異巨大?
    那麼,今天的問題來了,你認為人類的多地起源論可信、還是所有人類都起源於非洲更具有可信度,為什麼現代人外觀差異巨大?關於人類起源的多地起源說事實上,所謂的多地起源論,其實就是一種認為現代人類擁有多個起源的學說,該名詞最早是由密西根大學教授沃波夫在「1980年代」提出。儘管在「1990年代」之後,有較多的遺傳學證據,似乎更支持人類起源中的單地起源說。
  • 人類起源地真的是在非洲嗎?有何依據?
    多地起源論多地起源論很好理解,也就是人類的起源並不是一個地方,而是多個地方,有說是三個地區的,也有說是四個地區的,這個學說可以解釋如今的各個大洲的人種差異,比如白種人是由居住在歐洲的尼安德特人演化而來,亞洲人是由北京猿人演化而來。
  • 「達爾文誤導了整個人類起源」,這說法對麼?
    科學共同體的主流理論 總會有人傳「達爾文的理論如何如何不合理」等等這樣的問題,但是我們要注意了,這裡的「有人說」或者「有人傳言」其實本身就是有問題的。我們都知道,如果你要了解一個問題,你常常需要去諮詢相關領域的權威,比如:你要看病,你得去找醫生,醫生是這方面的權威。
  • 人類的分子起源是怎麼回事?
    作為一個物種,人類互相類似的程度是驚人的。來自 地球兩端的兩個人DNA之間的差異,小於來自同一非洲 雨林的兩個大猩猩DNA之間的差異。雖然如此,不同族 群的人類仍舊是有差異的,而從這些差異上,科學家希望能 了解我們是如何變成現在這個樣子的。解決這問題有好幾種辦法:一是檢查人類的化石記錄, 二是研究世界上最不受重視的活化石——人類本身這種生 物體。
  • 人類起源和全球遷徙(下)
    例如現代智人是多地起源還是單一非洲起源已經清楚,成為科學常識。分享這個系列講座,分上中下三講。第一、二講是《人類起源和全球遷徙路徑》(上、下),第三講是《華夏起源、民族融合和文明傳播》。主講者Frazer老師對哲學、人類學、文明史造詣深厚,講座內容精彩,可以說代表了分子人類學最新研究成果。經作者授權,本號分三次轉載。
  • 現代人類並不起源非洲,完全替代假說的證據站不住腳
    追根溯源是人類的本性,自20世紀以來,科學家一直在尋找人類最早的祖先。關於人類起源在學術界是有爭論的,目前有兩種理論:「完全替代假說」和「區域演化假說」。「完全替代假說」認為,多巴火山爆發導致熱帶非洲以外的人類滅絕,現代人的祖先來源於非洲。
  • 湖南發現8萬年前現代人牙齒 未推翻人類起源非洲說
    研究人員認為這一發現並未推翻人類起源非洲說  中國現代人的祖先是誰?如何遷徙?昨日,《自然》發表了中國科學院古脊椎動物與古人類研究所劉武、吳秀傑等在湖南省道縣發現47枚具有完全現代人特徵的人類牙齒化石的研究論文,表明8萬~12萬年前,現代人在該地區已出現,是目前已知最早的具有完全現代形態的人類。這比地中海東部和歐洲出現具有完全現代人形態特徵的人類要早3萬~7萬年。
  • 人類「非洲起源說」添新證?科學家:證據不充分
    中新網10月29日電 據外媒報導,英國《自然》雜誌發表文章稱,經科學家研究發現,現代人的祖先可能起源於非洲博茲瓦納地區,這或為人類「非洲起源說」增添了新證據。據報導,研究人員認為,20萬年前的智人生活在贊比西河以南的博茲瓦納地區,並且現代人類一直在此地生活了至少7萬年,直到氣候發生變化,促使人類向東北遷移,之後又向西南遷移。資料圖:摩洛哥西北部挖出的早期人類化石遺骸,其中包括一個不完整的頭骨和一個下頜。
  • 人類亞當及Y染色體譜系樹 | 分子人類學連載1
    當時絕大多數古人類學家都不相信威爾遜和薩裡奇的結論,認為這是離奇和荒謬的。但在以後的十多年中,其他一些分子生物學家通過研究人類其他組織的分子結構,得出了和威爾遜等相似的結果。80年代初,匹爾比姆(Pilbeam)和安德魯斯(Andrews)根據新的化石材料否定了臘瑪古猿(Ramapithecus,當時曾認為其生存年代為1400萬年前)的人類祖先地位,從而大大縮短了我們人類出現的時間。
  • 「許昌人」挑戰人類起源說—新聞—科學網
    非洲起源說VS多地起源說 這個研究結論之所以重要,是因為它與現代人起源有著千絲萬縷的聯繫,尤其是東亞人起源,這是個長久以來總是被忽視的區域問題。 一直以來,關於現代人的起源有兩種觀點長期對峙,一種是非洲起源說,一種是多地起源說。