现代人类起源的泥潭

近期研究支持一项关于人类进化存在争议的理论

在解释现代人类的出现时,研究人员通常认同两种假设之一。“走出非洲”理论认为,智人大约在15万至20万年前作为新物种在非洲突然出现,随后取代了尼安德特人等古人类。另一种模型,被称为多区域进化或区域连续性,认为我们人类的起源更加古老和多样化。这种观点的支持者认为,智人大约在两百万年前起源于非洲,并作为一个单一物种在旧世界传播和进化,不同地区的人群通过基因和文化交流联系在一起。在这两种模型中,“走出非洲”理论受到了大多数人类进化学者的青睐。然而,就在本月,两项研究的结果出炉,似乎支持多区域论,为这场旷日持久的辩论增添了新的燃料。

图片:凯特·王 (KATE WONG)
尼安德特人和其他古人类可能是我们祖先的一部分。

虽然“走出非洲”模型最初是根据化石证据发展起来的,但它之所以广受欢迎,部分原因是大量的基因研究似乎支持它。这些研究中的绝大多数都集中在来自现存人群的 DNA 上。但在 1997 年,德国莱比锡马克斯·普朗克进化人类学研究所的古代 DNA 专家斯万特·帕博 (Svante Pääbo) 和他的同事在《细胞》杂志上报道说,他们首次提取并测序了属于尼安德特人的线粒体 DNA (mtDNA)。


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该团队发现,尼安德特人和现代人的 mtDNA 之间的差异是任何两个现存人类之间观察到的差异的三倍以上。此外,尼安德特人的 DNA 并没有显示出与现存欧洲人 DNA 的任何特殊相似性,如果尼安德特人在欧洲居住了超过 20 万年,并且对现代人类基因库做出了贡献,那么人们可能会期望看到这种相似性。对于许多研究人员来说,《细胞》杂志的研究严重削弱了多区域论者的论点,即尼安德特人是我们的祖先之一,即使没有完全否定这个论点。去年,来自另外两个尼安德特人样本的 DNA 也产生了类似的结果,进一步加强了“走出非洲”替换案例。

然而,尼安德特人 DNA 数据的批评者指出,在没有来自解剖学意义上的现代人类的同样古老的样本进行比较的情况下,尼安德特人 DNA 与来自现代人的 DNA 之间的差异的确切意义还不能完全理解。他们认为,由于随着时间的推移发生的微进化变化,任何那么古老的人类 DNA 都可能与当代人类 DNA 相当不同。其中一项新的研究似乎证实了这种怀疑。

在 1 月 16 日的《美国国家科学院院刊》上发表报告称,巴黎皮埃尔和玛丽·居里大学的格雷戈里·J·阿德科克 (Gregory J. Adcock) 和他的同事提取并分析了来自代表解剖学意义上的现代人类的澳大利亚化石的 mtDNA。其中一个标本被称为芒戈湖 3 号 (LM3),其年代约为 62,000 年。因此,LM3 mtDNA 是已知的最古老的现代人 mtDNA。它也比去年分析的两个尼安德特人样本更古老,甚至可能比构成《细胞》杂志报告基础的样本更古老(产生该 mtDNA 的化石的年龄未知)。

重要的是,阿德科克的研究小组发现,LM3 mtDNA 与现存人类 mtDNA 的差异与尼安德特人 mtDNA 的差异一样大。相比之下,来自较年轻的澳大利亚化石的 mtDNA 与现存人类的 mtDNA 非常相似。“如果现代人类(LM3)中存在的线粒体 DNA 序列可能灭绝,那么尼安德特人的线粒体 DNA 可能也发生了类似的事情,”纽约州立大学奥尼昂塔分校的约翰·H·雷勒斯福德 (John H. Relethford) 在一篇随 PNAS 报告发表的评论中指出。他说,如果是这样,那么在现存人类中没有尼安德特人 mtDNA 并不能排除他们对我们的基因库做出贡献的可能性。其他研究人员则持保留态度,直到结果在独立的实验室中得到重复,理由是存在污染的可能性。

实际上,mtDNA 研究还存在其他问题,因为单个基因的历史不一定反映人群的历史。不同的基因可以讲述不同的故事,就人类进化研究人员而言,mtDNA 仅代表一个基因。不幸的是,就古代 DNA 而言,使用目前可用的技术从早期人类化石中回收核 DNA(以及其他基因)的可能性非常渺茫。因此,化石仍然是人类起源辩论中非常重要的一部分。

图片:米尔福德·H·沃尔波夫 (MILFORD H. WOLPOFF)
早期现代欧洲人)与尼安德特人()的共同特征比与来自中东的现代人()更多。

为此,本月发表的第二项研究对“走出非洲”替换情景提出了质疑,该研究的重点是骨骼。根据他们在 1 月 12 日的《科学》杂志上发表的报告,密歇根大学的米尔福德·H·沃尔波夫 (Milford H. Wolpoff) 和他的同事着手通过检查来自中欧和澳大利亚的、年代介于 20,000 年至 30,000 年之间的早期现代人头骨(上图),寻找来自多个种群的基因输入,来检验替换理论。这两个群体显然都表现出其在中东和非洲祖先中看到的特征。但是,来自中欧的早期现代人标本也表现出尼安德特人特征,而早期现代澳大利亚人则表现出与来自印度尼西亚的古老人属的亲缘关系。“这些特征相当于这些区域内连续性的确凿证据,”犹他大学的团队成员约翰·霍克斯 (John Hawks) 说。

沃尔波夫断言:“古代人类在世界各地广泛的区域内共享基因和行为,并没有被后来进化成我们的‘幸运群体’消灭。”“化石清楚地表明,不止一个古代群体幸存下来并繁荣发展。”多区域论者认为,最终,尼安德特人和其他古人类作为实体通过杂交消失了。(其他古人类学家对新数据提出异议,指出之前对这些相同头骨的分析支持了替换模型。)

可以肯定的是,新的发现不会结束关于现代人类起源长达数十年的辩论。然而,它将从哪里开始,没有人能够猜测。

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大众科学 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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