撒海尔人 人类从哪里来?现代中国人有三位“超级男性祖先”

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撒海尔人 人类从哪里来?现代中国人有三位“超级男性祖先”

发布时间:2021-05-05 12:36:45

从小我们就经常在想:人类是从哪里来的?人类的起源的确是科学研究中的重要课题,而中国人的起源和迁徙过程更是我们关注的焦点。厦门大学人类学研究所教授、所长王传超长期从事相关研究,本期特别邀请他为读者做科普解读。

1现代人的多区域起源理论

类人猿分离后,地球上有很多种原始人物种。这个人科谱系中已知最古老的化石物种是大约700万年前在非洲发现的萨赫勒乍得物种,然后经过能人、直立人到智人。亚洲和欧洲发现的最早人类化石属于直立人阶段,不超过200万年。因此,学术界普遍接受并认同人类起源的最初地点在非洲,直立人走出非洲。最有争议的问题是从直立人到现代人的进化发生在哪里。

现代人非洲起源示意图。

1929年,裴文中先生在北京周口店发现了第一具完整的北京猿人头骨化石。通过当时的技术鉴定,确认是70万年前的直立人,轰动全球。发现北京猿人颧骨高,眉骨粗,额头低,上下颌骨突出,具有猿人与人之间的一些原始特征。而且北京猿人与现代中国人有一些共同的特征,如颅骨中央出现矢状隆起、下颌圆枕、铲状门牙等形态特征。

根据人类化石和旧石器的考古文化,密歇根大学古人类学家米尔福德·沃尔普认为,各个地区的直立人、早期智人和晚期智人在人类骨骼和形态上都表现出了不断进化的特征,因此他们的进化应该是连续的。以北京人为代表的一个亚洲直立人,在地理隔离下独立进化出早期智人,没有间断。亚洲蒙古人是亚洲直立人,比如爪哇智人、北京智人。经过大理人、马坝等早期智人阶段,直接演化为柳江智人、山顶洞人等晚期智人,进而发展为现代亚洲蒙古人。推而广之,不同大陆的古代人类独立地、持续地演化为现代人类,即非洲直立人、海德堡直立人、尼安德特人直立人、东亚直立人独立地演化为几个现代人类物种。这就是现代人的多地域起源理论。

2现代人类最近走出非洲的理论

后来,随着分子生物学技术的发展,科学家可以通过比较DNA数据,直接探索世界上不同人之间的关系。1987年,由加州大学伯克利分校的艾伦·威尔逊(Alan Wilson)领导的研究小组从来自亚洲、欧洲、非洲、新几内亚和澳大利亚的147名妇女的胎盘细胞中提取了线粒体DNA。人类线粒体DNA只能从母亲传给孩子,能如实反映母体系统的历史。艾伦·威尔逊等人绘制了一个线粒体DNA的进化树,意外地发现这个进化树的根出现在大约20万年前的非洲。也就是说,从线粒体DNA来看,我们的祖先最早只能追溯到20万年前的非洲,而不是多区域起源理论中的200万年前的非洲。艾伦·威尔逊幽默地说:“我们可以把这个幸运的女人叫做夏娃,她的血统一直延续到今天。”这就是著名的“线粒体夏娃”理论。

约4.5万年前进入欧洲,约10-7万年前离开非洲,约5万年前进入北美,约1.5万年前到达澳大利亚的早期现代人迁徙路线示意图。

根据这一理论,我们的祖先在晚期来自非洲,大约在10万年前开始在世界各地传播,取代了当地的土著直立人和可能的早期智人。古人类学家认为艾伦·威尔逊研究的采样覆盖面和代表性还不够,仅线粒体DNA的证据不足以说明问题。毕竟占基因组绝大部分的常染色体和Y染色体还没有研究过。复旦大学金立院士实验室改造了这个命题。根据多区域起源理论,中国人口中应该存在本土直立人的后裔。你能找到这些人吗?李晶院士对来自亚洲各地不同民族的12127份男性样本进行了Y染色体分型,发现所有样本都有走出非洲的基因突变,没有发现亚洲本土直立人的后代,这是支持中国人最近走出非洲的理论的有力证据。

现代人的祖先与其他古代人有基因交流

其他远古人类,比如尼安德特人,很长一段时间和我们晚期智人祖先生活在同一时代。尼安德特人是生活在约12万至3万年前的欧洲和西亚的古代人类,但在约3万年前突然灭绝。化石证据表明,尼安德特人很可能与我们的祖先——早期现代人——共存了2万年。这么长时间,尼安德特人和现代人的栖息地甚至在中东和欧洲重叠,大大增加了尼安德特人和现代人直接进行基因交换的可能性。

自2008年第二代测序技术问世以来,科学家可以以极低的价格测量出海量的DNA数据,古代DNA研究迎来了蓬勃发展的阶段。2010年,马克斯·普朗克研究所和哈佛医学院的研究小组对灭绝的尼安德特人进行了全基因组测序,发现现代非洲人没有尼安德特人的遗传成分,但现代非洲以外的人有1%-4%的尼安德特人。很可能是我们的祖先离开非洲去了近东,遇到了尼安德特人,进行了基因交流。

之后又成功分析了另一个灭绝的远古人类——生活在4万年前的北亚的杰尼索夫的全基因组,在亚洲大陆的现代种群中只发现了杰尼索夫基因成分的极低比例。相反,在大洋洲新几内亚土著人口中发现了约6%的遗传比例。很有可能是新几内亚土著人口的祖先在经过中南半岛迁徙时接触到杰尼索夫人,发生了基因交换。古基因组学的这些研究结果表明,包括中国人在内的现代人类受试者起源于非洲,只有少数遗传成分来自已经灭绝的古代人类的杂种。

现代中国人有三个“超级男性祖先”

我们的祖先和尼安德特人混血后,继续向亚洲迁徙。几万年后,大约9000年前,他们在黄河流域和长江流域独立发展农业,开始了非常稳定的定居生活,经历了大规模的人口增长。

科学家对中国男性进行了大规模的父系Y染色体测序和分型。测序的好处是我们可以知道被测区域每个基因座的突变情况。基于此,科学家可以根据一定的突变率计算出每个分支的分化时间,发现中国人口中有三个明显的“恒星膨胀”。

什么是「扩星」?我们可以理解为有三个超级男性祖先,娶了很多老婆,生了很多孩子,他们的孩子生了很多孩子,以至于他们的Y染色体在身边迅速膨胀,以至于今天中国一半的男性都是这三个超级祖先的后代。更有趣的是,这三次星形扩张分别发生在5400年、6500年和6800年前,而中国北方变成农业的时间正好是6800年前,这也与6900年至4900年前黄河中游的仰韶文化、6000年至4900年前黄河上游的马家窑文化、黄河下游的7400年至7400年有关。所以我们认为,这三个在新石器时代晚期迅速扩张的分支奠定了东亚的父系遗传基础,汉族乃至中国人的遗传具有很好的连续性。从另一个角度来看,中国农民在当地扩张,这与中国农业的当地起源是一致的。这与欧洲的情况不同,欧洲的农业是由近东农民的扩张带来的。同样,欧洲现有的Y染色体分支大部分也是近东农民贡献的。

5人口迁移与现代民族的形成

人口增长后,当地资源满足不了需求,于是人们迁徙。黄河流域的祖先开始了人们的长途迁徙,以开拓更多的领土。一批人踏上青藏高原,与那里的土著人混杂在一起,逐渐成为藏族、彝族、纳西族等藏缅族人。

黄河流域农业人口的另一个分支向东向南,逐渐成为汉族人口。汉族按语言可分为十种方言。从遗传学的角度来看,汉族不同群体之间有轻微的地理差异,但与语言上的差异要小得多。汉族可分为北方汉族和南方汉族两个遗传亚组。

同样,长江流域的一个支系的人迁徙到中国东南部,越过台湾海峡到台湾,再从台湾迁徙到东南亚,尽可能到达非洲的马达加斯加,这就是南岛语族的起源和传播。另一支去了西南,逐渐演变成壮、侗、水族。

如果我们的祖先按照DNA在几万年前就出了非洲,那怎么解释北京人和我们在形态特征上的一些相似之处,比如铲形门牙?虽然遗传学家给出了可能的解释,但是30多年过去了,关于我们的祖先是谁的学术争论依然没有结束。最近,湖北省郧西县黄龙洞、广西崇左智人洞、湖南道县福永洞、河南许昌荆灵、安徽东部华龙洞等地出土了约10万至20多万年前具有现代人特征的古代人类遗骸。10万到20多万年前是东亚现代人起源和迁徙的关键时期。这些新发现的古人和我们有什么关系?基因对我们有贡献吗?这还需要等待远古人类DNA的研究成果揭示。

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