理论教育 欧洲人的基因来自尼安德特人?揭开人类历史之谜!

欧洲人的基因来自尼安德特人?揭开人类历史之谜!

时间:2023-11-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:线粒体DNA技术出现以后,人们检测了世界各地群体的线粒体DNA,发现欧洲人与世界其他地方的人类的DNA差异不大,这些差异不足以认定欧洲人是尼安德特人的后代。难道全世界都是非洲出来的纯种人,只有欧洲人是现代人与尼安德特人的杂种?大量尼安德特人的遗骸遍布欧洲—中亚—中东地区是事实。人们起初都不情愿接受进化的事实,此后很多年,人们不得不承认尼安德特人是欧洲人的祖先,虽然也很不情愿,欧洲人毕竟不算是杂种。

欧洲人的基因来自尼安德特人?揭开人类历史之谜!

1987年,“线粒体夏娃”出现之后,人类世界再也不平静了。最著名的论战是欧洲人的起源之战。

考古学人类学曾经长期陷入“人种分类”的象牙塔里,各个流派争论不休。他们甚至争论“为什么非洲西部没有发现人类化石”?这不是因为人类最近才来到西非地区,而是因为热带雨林并非死后变成化石的好地方。任何大型猿类化石,包括大猩猩黑猩猩和僰猿的化石,在非洲西部都未发现。如果仅仅根据化石记录推测,只能得出它们根本不曾存在的结论,但谁都知道大猩猩、黑猩猩和僰猿至今仍然生活在非洲西部。

真正有意义的争议只有一个——最重要的人科生物尼安德特人。欧洲的近代人类史与尼安德特人紧密相关,尼安德特人曾在很长一段时间内被认为是欧洲人的起源。

1856年,德国杜塞尔多夫的石灰开采工人在尼安德尔山谷(Neander Valley)炸开了一个小矿坑,清理碎片时发现了颅骨残骸,然后是大腿骨、肋骨、手臂骨和肩骨等。最初人们以为这是欧洲常见的一只灭绝的穴居熊的遗骸。一个偶然的机会,他们向当地学校的老师、博物学家约翰·卡尔·富尔罗特请教。富尔罗特一看到遗骸,马上意识到这不是穴居熊。但这些遗骸究竟是什么?争议持续了几年。这个颅骨不是猿,它的非常粗壮的眉脊也不属于人类,而且,也没有人能回答得出它存在有多少年了。

发现德国尼安德特人的遗骸时,欧洲的学者们正在激烈抨击《圣经》中“创世记”的年代计算方式,他们不能接受世界只存在几千年的说法。尼安德特人出土3年后,1859年,达尔文的《物种起源》出版,《圣经》“创世记”的绝对真理地位开始动摇。

达尔文的著作和英国牛津大学的大辩论之后,人类原始祖先非常久远的观点开始被接受了。德国的这种尼安德特“人”,越看越像是人类原始祖先的一员。这个结论是在剔除了许多稀奇古怪的想象之后得出的。有的解释很离奇:这是一个罹患眉骨加粗的骨骼病人头骨;有的解释很荒唐:这是拿破仑战争中受伤的一个哥萨克骑兵的骨骼,他爬进洞穴后死去了,可是他的刀剑和军装哪里去了?

约翰·卡尔·富尔罗特(Johann Karl Fuhlrott),以发现尼安德特人而著名

右:尼安德特人 左:现代人(克罗马农人)

尼安德特人化石的分布区域

此后一百多年里,人们又发现了同样特征的大批尼安德特人的化石,这些“人”的特征都是身体粗壮、脑壳硕大、鼻子凸出、眉脊粗壮。第一个尼安德特人是1848年在直布罗陀出土的,比尼安德尔山谷(Neander Valley)的尼安德特人还早8年,但是当时被人们忽视了。比利时、法国和克罗地亚也陆续发现了尼安德特人的化石。出土的化石不断增多,直到以色列、伊拉克、乌兹别克斯坦等地,分布地区非常广泛。

世界其他地区也存在同样的困惑。

现代中国人是北京周口店猿人的后代吗?

爪哇直立人是否进化成了现代的澳大利亚人——巴布亚新几内亚的土著?

多地区起源说的支持者是一批既有影响力、又敢于大胆假设的体质人类学的“权威”,他们认为,100万年来,从身材粗壮、骨骼厚重的祖先,到身材苗条、骨骼轻盈的后代之间的人类体质特征的变化,属于世界不同地区按照不同速率发生的渐进的适应过程。单起源说的支持者强烈地抨击这种观点,他们认为尼安德特人、北京周口店和印度尼西亚的化石,都是起源于非洲、一百多万年来走出非洲、最后走入“进化死胡同”的灭绝人科生物的化石。单起源说的化石证据是4万—5万年前在欧洲突然出现的拥有轻巧头颅和骨架的人种——克罗马农人(Cro-Magnon)。克罗马农人与现代的欧洲人已经没有什么区别了,毫无疑问,克罗马农人正是今天的现代人类这个亚种——现代(晚期)智人。

单起源说的支持者认为,一夜之间发生巨大的遗传突变,尼安德特人突然变成克罗马农人是不可思议的。克罗马农人的石器先进,工艺精美,动物骨骼和鹿角第一次成为手工业原料。最关键的是艺术在克罗马农人中诞生了,在法国和西班牙北部的200多个山洞里,发现了克罗马农人绘制的绮丽粗犷的野生动物肖像,这些鹿、马、猛犸、野牛的图案并非拙劣的随意涂画,而是表现成熟的抽象思维和绘画技艺。

《最后一个尼安德特人》(The last Neandertal)
克罗马农人把他驱赶到大山的深处,这里非常寒冷,克罗马农人不再来骚扰他。他看不到和自己相同的生物,他也不知道自己是最后一个尼安德特人……
(关于最后一批尼安德特人的灭亡地点,学术界至今争执不一。可能在西班牙南部。)

难道尼安德特人不但改变了体质和工艺,还突然变成了艺术家?虽然多地区起源说的支持者这样认为,但是欧洲发现洞穴艺术的遗址,没有一处是尼安德特人的遗址,其他各大洲也是如此。

长期的争议,一直悬而未决。

化石记录清楚地显示,3万—4万年前克罗马农人到达西欧以后,尼安德特人至少继续存在了大约1万年。最晚的一个尼安德特人遗骨发现于西班牙,说明最后一个尼安德特人应该已经死在了西班牙南部。线粒体DNA技术出现以后,人们检测了世界各地群体的线粒体DNA,发现欧洲人与世界其他地方的人类的DNA差异不大,这些差异不足以认定欧洲人是尼安德特人的后代。那么,会不会是这种情况:尼安德特人和克罗马农人杂交成功了,但是没有产生既能存活又有繁育能力的后代?

两个不同物种杂交产生完全健康但不育的后代的例子很多。例如,公驴和母马杂交生下骡子。驴子和马的基因互补,骡子很强壮健康,功能健全,但是骡子不能生育,因为驴子和马拥有不同数量的染色体:马有64条染色体,驴子有62条。马的64条染色体和驴的62条染色体导致骡子有63条染色体。这对骡子的其他细胞不是问题,但骡子繁殖时就会出现混乱。63条染色体是奇数,无法准确地分成两半,所以无法传宗接代。

尼安德特人和克罗马农人是不是染色体数目不同、产生了不育的混血儿?如果不是,欧洲人又是哪里来的?尼安德特人又有多少染色体呢?难道全世界都是非洲出来的纯种人,只有欧洲人是现代人与尼安德特人的杂种?

是还是不是,只有一种选择。大量尼安德特人的遗骸遍布欧洲—中亚—中东地区是事实。人们起初都不情愿接受进化的事实,此后很多年,人们不得不承认尼安德特人是欧洲人的祖先,虽然也很不情愿,欧洲人毕竟不算是杂种。但是,1987年“线粒体夏娃”的DNA检测结果动摇了这一观念。地球上所有的人类都是从非洲迁移到欧洲的,怎么可能是至少25万年前的尼安德特人进化来的?

有人坚持认为“线粒体夏娃”错了,欧洲人的祖先就是披着兽皮的尼安德特人。解决争议的最好办法、也许是唯一的办法,就是恢复尼安德特人的DNA。(www.daowen.com)

1997年,慕尼黑大学的教授斯万特·帕博(Svante Paabo)领导的一个小组发布了第一个尼安德特人的DNA序列。这是人类学的圣杯之一,回答了人类学领域最古老的、争议最大的问题之一:现代的欧洲人是否是尼安德特人进化来的?或者,尼安德特人是否被入侵的人类灭绝了?

圣杯(Holy Grail)是英国亚瑟王传奇故事群的核心,古代英国骑士们追求的最高目标,据说是耶稣在最后的晚餐上使用的酒杯。尼安德特人的课题是欧洲人的圣杯,相对缺乏种族意识的美国人在这项研究中落在了后面。

帕博1997年开始任马克斯·普朗克进化人类学研究所(Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology)的遗传部主任。马普进化人类学研究所有五个部,属于德国马普研究院(Max Planck Society)。马普研究院有32位诺贝尔奖获得者,包括斯万特·帕博的父亲。1980年代,帕博和他的同行,包括找到“线粒体夏娃”的三个论文作者之一阿伦·威尔逊(Allan Wilson,1934—1991)等人,在德国和美国分别开始了古代DNA领域的研究。他们首先找出埃及木乃伊的DNA序列,然后很快转向化石。

1984年,帕博第一次成功取得2 400年前的木乃伊的基因序列。此后,帕博开始承接各式各样的DNA序列检测项目和工程,现在成为恢复古代DNA的世界权威。

1990年代,帕博终于开发出从远古的样本中提取和评测DNA的一套可靠方法。德国波恩的一家博物馆里有一批140多年前出土的尼安德特人的遗骸,时间约为4万年前。帕博经过几年不懈的游说,终于拿到了一块化石的右臂骨的上半部分残骸。帕博的一个博士研究生马提亚斯·柯林斯(Matthias Krings)参与分析这些遗骸的DNA,准备作为他的博士论文。

经过长达一年的尝试—失误—尝试—失误的枯燥单调的过程,柯林斯最终恢复出数量足够的完整无缺的线粒体DNA,然后制作出105个碱基对的序列。柯林斯这样描述他第一次看到可能是4万年以上的DNA序列的情景:

……其实,我基本上已经把DNA序列都背熟了……如果给我一个序列,我一眼就能看出哪里发生了一个置换(DNA序列的变化)……浏览第一个序列的时候,我觉得我的脊梁后面一阵阵发冷。在通常只出现3个置换、最多只可能出现4个置换的一个位置上,竟然出现了8个置换。我心里想:“这真是一个异常独特的序列。”

斯万特·帕博(Svante Paabo,1955—),恢复古代DNA的世界权威,曾经恢复埃及木乃伊的DNA和尼安德特人的DNA

早期的DNA检测是手工对比紫外荧光照片,现在是自动检测仪器和电脑系统

帕博又换了这批遗骸中的另外一块遗骨,重新进行了一场恢复和测试工程。为了进行对比实验,帕博把一块遗骨快递给宾夕法尼亚大学的马克·斯通金(Mark Stoneking)和他的女博士生安妮·斯通(Anne Stone),这两个实验室开始同步进行同样的DNA恢复和DNA检测……大西洋两岸的多次实验反复证实了这个序列的有效性。又进行了几次重复实验之后,帕博得到327个碱基对的线粒体序列。德国和美国的这两个实验室里的两个博士生—德国的马提亚斯·柯林斯和美国的安妮·斯通,通过越洋电话一个一个核对线粒体的序列位置……美国的斯通每说出一个序列的位置,都引起德国的柯林斯的一声欢呼,核对结束的那个夜晚,柯林斯举行了一次Party庆贺大洋两岸的实验结果完全相符……几个月后这一成果发表,一位人类学家说这篇论文“像报道人类登上火星一样令人兴奋”。

最终检测结果显示,这批遗骨的线粒体mtDNA,既不属于现代人,也不属于其他类人猿,而是属于一种类人动物,这种动物在50万年以前曾与人类分享同一个先祖。(后校正为80万年左右)这个时间与古人类学家预测的另外一种稀疏分布在欧洲的所谓“远古人”(即早期智人)(archaic humans)的时代相吻合,古人类学家曾经预测它们是从非洲来到欧洲的。

这个结论证明,尼安德特人不是现代人的直接先祖,他们只是区域性分布的古代智人的一个亚种,后来被现代人取代了。尼安德特人和现代人没有发生过混血。此前已经在全世界检测了数万个现代人的线粒体序列,没有一个人是从柯林斯看到的尼安德特人序列分离出来的。尼安德特人远远处于人类的所有变种类型范围之外。一切证据都表明,尼安德特人是另一个物种。尼安德特人DNA的结论,为多起源说的棺材,钉上了最后一根钉子。

迈克尔·克莱顿(Michael Crichton,1942—2008)的小说《侏罗纪公园》(Jurassic Park,后改编为系列电影)的灵感,正是来自帕博早期恢复DNA的探索工作。当时的人们幻想找出6,500万年前灭绝的恐龙的DNA序列。事实上,这种DNA的恢复极其困难。生物死亡后,分子很快分解消失了。找到完整分子的希望非常渺茫。如果只能找到残缺的分子,恢复工作更加困难。而超过100万年,DNA 都碎成最基本单位,根本不成序列了。

人科生物进化示意图。所有其他的人科生物都进入了进化的死胡同,已经全部灭绝了。人类是唯一的幸存者,逐渐散布到世界各大洲。其中,只有尼安德特人与现代人共存过一段时间

类人猿(大猩猩、黑猩猩和红猩猩)是人类最近的灵长类亲戚,它们比人类多一对染色体。可能500万—700万年前,人类与其他人科生物从共同的祖先分道扬镳

欧洲人终于平反了,他们不是人与尼安德特人的杂种。这是一个人科种群被另一个人科种群完全替代的例证。现代欧洲人的先祖在非洲,世界上每个人都起源于非洲。那么尼安德特人的取代者,究竟是一批什么样的人类呢?智人—现代人—人类—人,虽然具体的定义仍然存在争议,但有几点是公认的:

第一,现代人免疫系统非常发达。人类对很多疾病可以终身免疫,寿命较长。尼安德特人平均活不过30岁,它们的化石大都发生了骨折,说明狩猎采集技能较低,体质很差,生活条件艰难。现代人在史前时代的寿命可以达到50岁左右,老人可以为青壮劳力带孙子,口头传授各种知识经验,有利于壮大族群。

第二,从尼安德特人的化石可以看到,尼安德特人死后大都被同类吃掉,它们的骨头很多都有被啃咬或石器刮过的痕迹。所有的现代人类群体,全部自发产生了宗教,建立了伦理道德体系。很多哺乳动物的共同生活群体的数量很少,抵抗外来攻击的能力很差。现代人类的宗教和伦理道德体系可以建立几百人—几千人—几万人的群体,最后建立几千万人甚至几亿人的社会组织

第三,人类是唯一自发产生艺术的生物,亦即人类具备抽象思维和想象力等能力。在非洲—中东—欧洲—亚洲—澳大利亚—南北美洲都发现了史前人类的艺术作品。最早的一件艺术作品出土于非洲南部,这是一个大约7.5万年的小型石刻。最丰富的艺术作品是欧洲南部的几百个洞穴壁画艺术,在确认非洲是人类起源地之后,在已经成为沙漠的撒哈拉沙漠里,竟然发现了数万年前的三万多处史前石刻和壁画。

《克罗马农人》(Cro-Magnon)。克罗马农人会缝制防寒的衣服,他们一直迁徙到寒冷的欧亚大陆北部。克罗马农人身边的巨大骨头是猛犸的遗骸。这幅照片的作者是日本摄影艺术家杉本博司(1948—),他以独特的方式表现了古代人类的生活状况

第四,人类是唯一具有语言能力的动物。其他动物也可以用声音沟通,黑猩猩经过训练,最多表达1—2个单词。但是,只有人类可以运用复杂的语言。

欧洲的问题解决了。亚洲的化石比欧洲少得多,由于种种原因,亚洲直立人也全部消失了。没有任何证据表明,亚洲的现代智人和灭绝的直立人曾经共同存在于同一时期。中国地区在10万—4万年前有一个化石记录的断层,亚洲的直立人可能在现代人类抵达之前已经灭绝了。在澳大利亚和南北美洲,也没有找到直立人存在的任何化石证据,说明人类是这两块大陆的第一批定居者。

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