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人类从哪里来?现代中国人有三位“超级男性祖先”

现代人的非洲起源示意图

现代人的非洲起源示意图

约4.5万年前进入欧洲,约10万-7万年前走出非洲,约2万-1.5万年前进入北美洲,约5万年前到达澳大利亚,约1.5万年前到达南美洲,早期现代人的迁徙路线示意图

约4.5万年前进入欧洲,约10万-7万年前走出非洲,约2万-1.5万年前进入北美洲,约5万年前到达澳大利亚,约1.5万年前到达南美洲,早期现代人的迁徙路线示意图。

(神秘的地球uux.cn报道)据北京日报客户端:我们从小时候起就常会好奇地想:人类是从哪里来的?人类的起源,的确是科学研究的一个重要课题,而中国人的来源和迁徙过程,更是我们的关注焦点。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,本版特约他为读者做科普解读。

1.现代人的多地区起源学说

人猿分离之后,地球上出现的人科物种有许多种,人科这一谱系中已知的最古老物种化石是在非洲发现的距今大约700万年前南方古猿阶段的撒海尔人乍得种,之后经过了能人、直立人到智人,而在亚洲和欧洲发现的最早的人类化石都属于直立人阶段,不超过200万年,因此学界普遍接受和认同人类起源的最初地点是在非洲,直立人走出非洲,散布到欧亚大陆上。而争议最大的是由直立人到现代人的演化是在哪里发生的。

1929年,裴文中先生在北京周口店发现了第一具完整北京猿人头盖骨化石,通过当时的技术鉴定,确定其是距今70万年前的直立人,轰动世界。大家发现北京猿人颧骨高突、眉骨粗大、前额低平、上下颚突出,有着介乎于猿和人之间的原始特征,而且北京猿人与现代中国人有一些共同点,比如出现在头骨正中央的矢状隆起、下颌圆枕、铲形门齿等形态特征。

密歇根大学古人类学家米尔福德·沃尔普夫等依据人类化石和旧石器的考古文化,认为各地区的直立人到早期智人再到晚期智人在人类骨骼和形态上均表现出了连续进化的特征,因此他们的进化应该是连续的,以北京猿人为代表的亚洲直立人中的一支在地理隔离的情况下独立演化出了早期的智人,中间没有间断。亚洲蒙古人种是由亚洲的爪哇猿人和北京猿人等直立人,经过大荔人和马坝人等早期智人阶段,直系演化发展成柳江人和山顶洞人等晚期智人,再发展到现代的亚洲蒙古人种。推而广之,不同大陆上的古人类独立、连续地进化成了现代人,即由各地的非洲直立人、海德堡人、尼安德特人、东亚直立人各自独立进化到现代人类的几大人种。这就是现代人的多地区起源学说。

2.现代人类晚近走出非洲学说

后来,随着分子生物学技术的发展,科学家们可以直接通过比较DNA数据来探究世界上不同人群之间的关系。1987年,美国加州大学伯克利分校由阿兰·威尔逊带领的研究小组提取了来自亚洲、欧洲、非洲、新几内亚以及澳洲土著群体的共147名妇女的胎盘细胞中的线粒体DNA进行研究。人类的线粒体DNA只能从母亲传给子女,可忠实地反映母系的历史。阿兰·威尔逊等绘制了线粒体DNA的系统树,出乎意料地发现这个系统树的根部出现在非洲,时间约距今20万年。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,而不是多地区起源说里认为的200万年前的非洲。阿兰·威尔逊诙谐地说:“我们可以将这位幸运女性称为夏娃,她的世系一直延续至今”,这就是著名的“线粒体夏娃”学说。

按照这个学说,我们的祖先来自晚近时期的非洲,在大约10多万年前开始向世界各地扩散,并取代了当地的土著直立人和可能存在的早期智人。古人类学家认为阿兰·威尔逊的研究取样覆盖面和代表性不够,且仅有线粒体DNA证据不足以说明问题,毕竟占基因组大部分的常染色体和父系传递的Y染色体还没有研究过。复旦大学金力院士实验室将这一命题进行了转换,按照多地区起源学说,中国人群里应该有本土直立人的后代,那能不能找到这些人?金力院士团队对全亚洲范围内的不同族群的12127例男性样本进行Y染色体分型,发现全部样本都带有走出非洲的遗传突变,并没有找到亚洲本土直立人的后代,这是支持中国人群晚近走出非洲学说的强力证据。

3.现代人祖先与其他古人类曾有基因交流

与我们的晚期智人祖先长时间生活在同一时代的还有其他古人类,比如尼安德特人。尼安德特人是一种在大约12万到3万年前生活在欧洲及西亚的古人类,而在3万年前左右却突然灭绝了。化石证据显示尼安德特人与我们的祖先早期现代人极可能共存了2万年。如此长时间的共存,尼安德特人与现代人的栖居地在中东和欧洲甚至还有重叠,这就极大增加了尼安德特人和现代人直接发生基因交流的可能性。

自从2008年有了二代测序技术以来,科学家可以用极低的价格测得海量的DNA数据,古DNA研究迎来了蓬勃发展阶段。2010年,德国马普研究所和哈佛医学院的研究组对已灭绝的尼安德特人全基因组测序分析发现,非洲现代人中没有发现任何尼安德特人的遗传成分,但是在非洲之外的现代人群中都有1%-4%的尼安德特人基因组成分,很有可能是我们的祖先离开非洲后走到了近东地区,碰到了尼安德特人,并发生了基因交流。

其后,4万年前生活在北亚的另一种已灭绝古人类丹尼索瓦人的全基因组也被成功解析,在亚洲大陆上的现代人群中只有极低比例(约0.3%)的丹尼索瓦人的遗传成分。反而在大洋洲的新几内亚土著人群中发现了大约6%的遗传比例,很有可能新几内亚土著的祖先在迁徙途经中南半岛时接触到了丹尼索瓦人群体,发生了基因交流。古基因组学的这些研究成果说明,包括中国人在内的现代人类主体起源于非洲,而只有极少的遗传成分来自于已灭绝古人类的杂交混血。

4.现代中国人有三位“超级男性祖先”

我们的祖先和尼安德特人混血之后继续走向亚洲,经过了几万年的时间,到了距今9000年左右,在黄河流域和长江流域独立发展出了农业,开始了非常稳定的定居生活,出现了人口的大规模增长。

科学家曾对中国的男性进行了大规模父系Y染色体测序分型,测序的好处在于可以知道所测区域上每个位点的突变情况,据此,科学家根据一定的突变率可以推算各个支系分化的时间,发现在中国人群里有三个比较明显的“星状扩张”。

何谓“星状扩张”?我们可以理解为,有三位超级男性祖先,他们娶了很多老婆,生了很多孩子,他们的孩子又生了很多孩子,这样他们的Y染色体以他们为中心往外快速扩张开来,以致现今中国一半的男人都是他们这三个超级祖先的后代。更有趣的是,这三个星状大扩张发生的时间分别是在5400年、6500年、6800年前,而中国北方全面转入农业阶段的时间也正好是在6800年前,这也与黄河中游的6900-4900年前的仰韶文化,黄河上游6000-4900年前的马家窑文化,以及黄河下游7400-6200年前的北辛文化、6200-4600年前的大汶口文化等的时间相契合。由此,我们认为这三个在新石器时代晚期快速扩张的支系奠定了东亚的父系遗传基础,汉族甚至是中国人的传承有着很好的连续性。从另一个角度来说,中国的农民是本土扩张的,与中国农业的本土起源是一致的。这与欧洲的情形不一样,欧洲的农业是由近东的农民扩张而带入的,同样地,欧洲现有的大部分Y染色体支系也是由近东农民贡献的。

5.人群迁徙和现代族群的形成

人口增长之后,当地的资源条件无法满足需求,继而出现人群的迁徙。黄河流域的祖先开始了长途跋涉的人群迁徙,去开辟更多的领地,一批人群走上了青藏高原等地,和那里的土著人群混合,逐渐变成了现在的藏族、彝族和纳西族等藏缅语人群。

黄河流域农业人群的另外一个分支走向东边和南边,逐渐变成了汉族人群。汉族按语言可以分成十大方言,从遗传学角度来看,各汉族群体也有着地理上的细微差异,但远没有语言上的差异大,汉族可以长江为界分为两个遗传亚群,北方汉族和南方汉族。

同样,长江流域人群的一个分支迁徙到了中国东南,跨过台湾海峡到达台湾,然后再由台湾到东南亚,最远可以到达非洲的马达加斯加,这就是南岛语系的起源和扩散。另外一个分支走向了中国西南地区,逐渐演化成了现在的壮族、侗族和水族等壮侗语人群。

如果按照DNA所追溯的,我们的祖先是数万年前走出非洲的人群,那么如何解释北京猿人与我们在形态特征上的一些相似点,比如说都有铲形门齿?虽然遗传学家们对此也给出了可能的解释,但是,经过了三十多年,关于我们祖先是谁的学术争论仍没有结束。最近,湖北郧西县黄龙洞、广西崇左智人洞、湖南道县福岩洞、河南许昌灵井、安徽东至华龙洞等都出土了距今约10万至20多万年前带有现代人特征的古人类遗骨,10万至20多万年前是东亚现代人起源和迁徙的关键时期,那么这些新发现的古人类与我们有什么关系?是否对我们有遗传贡献?这还需要等待古人类DNA的研究结果来揭示。




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