现代人类如何来到中国?
2014-09-21 09:24:32   来源:化石网   评论:0 点击:

现代人类如何来到中国?(化石网报道)据姑苏晚报:我们是从哪里来?人类对自己的身世总是充满了好奇,也一直在寻找答案。事实上,这也是一个存在很大争议的问题。以中国科学院昆明动物研究所张亚平院士为代表的


现代人类如何来到中国?

(化石网报道)据姑苏晚报:“我们是从哪里来?”人类对自己的身世总是充满了好奇,也一直在寻找答案。事实上,这也是一个存在很大争议的问题。

以中国科学院昆明动物研究所张亚平院士为代表的中国遗传学者,通过对我国及周边地区众多民族人群的研究,为中国人群的起源、迁移以及定居的进化历史,勾勒出了大致的图景。

现代人类起源有不同看法

“多地区进化”vs“走出非洲”

不断积累的化石证据已大致能勾画出人类祖先的进化轨迹。目前学界一般认为,人属的早期成员——直立人,大约在200万年前起源于非洲,此后很快就走出非洲向欧亚大陆扩散(即“第一次走出非洲”)。

与当今人类高度相似的现代人大约在20万年前出现。这两种人类的化石在我国都有分布。在著名的北京周口店龙骨山出土的化石中,在古老地层中发现的“北京人”属于直立人;而在年轻地层中的“山顶洞人”则属于现代人。

关于直立人如何进化成现代人的问题成为学界争论的焦点。一种假说认为,各地的现代人由当地的直立人分别独立进化而来。另一种则认为,现代人起源于非洲,其中的一部分人群扩散到除南极洲外的各个大洲(即“第二次走出非洲”); 各地的直立人可能由于恶劣的气候条件或是在与现代人的竞争中失败而导致灭绝。第三种假说强调两次走出非洲的不同人种之间存在“杂交”。

然而,无论是化石还是石器记录,由于受制于埋藏保存等诸多因素,显得十分难得。相关数据如此稀少,使我们只能了解到人类进化历史中有限的若干片段。进入21世纪以来,新兴的遗传学技术为人类进化研究注入了新的活力,一系列研究工作渐渐把我们身世的谜团层层剥开。

遗传学分析认为

“北京人”已经灭绝了

在人类生殖繁衍的过程中,父母向子代传递遗传信息。这些信息主要通过遗传物质DNA的A、T、C、G四种碱基的排列顺序来编码。随着世代的延续,DNA上的突变会不断地积累。借助数学方法,遗传学家不断地摸索DNA发生突变的快慢和规律,从而可以回溯突变发生的先后次序,甚至推算出特定突变发生的时间。因此,通过研究当今人群的DNA序列信息,遗传学家可以追溯过去不同时段祖先的DNA序列状态,从而重建人群的源流和演化历史。

针对中国人群的源流问题,复旦大学金力领导的研究团队研究了来自163个群体的12127份男性个体DNA样本。通过分析父系遗传的Y染色体上的DNA变异(仅由父亲传给儿子),研究人员发现所有的Y染色体均源自非洲,起源时间在8.9万至3.5万年前。而中国科学院昆明动物研究所张亚平的团队则从母系遗传的线粒体DNA标记(仅由母亲传给后代)入手。相关结果表明所有样本的线粒体DNA均来自非洲,时间在10万年以内。

这些研究表明中国人群的祖先是来自距今10万年以内“第二次走出非洲”的部分现代人。由于未能检测到来自第一次走出非洲的直立人(如北京人)的遗传组分,研究人员推测直立人和现代人没有发生“杂交”,或是杂交产生的后代未能幸存下来。也就是说,中国直立人的后代完全灭绝了。

主要沿海岸线迁移扩散

1万年就可以绕赤道一周

那么,我们的祖先“走出非洲”后是怎样来到东亚的呢?

相比穿越内陆的沙漠、高山、峡谷等复杂多变环境的挑战,海岸有着较为平缓的地形和稳定的食物来源(海产品),应该更适合人群迁移扩散。针对这个问题,国内外多个研究团队围绕着印度洋沿岸分布的多个人群进行了研究。

其中,中国科学院昆明动物研究所张亚平的团队与印度学者开展合作,通过分析比较南亚、东亚以及大洋洲人群的线粒体DNA 数据,研究人员发现三个地区人群的主要母系遗传组分,均分别直接来自“走出非洲”的现代人祖先群体。这提示南亚、东亚以及大洋洲人群的祖先在“走出非洲”后主要沿亚洲南部海岸线迁移扩散。当到达南亚后,一部分祖先人群未做长期停留就继续前往东亚以及大洋洲。也就是说,这次迁移扩散是一个极为快速的过程。据格拉斯哥大学的文森特·麦考利和其合作者估算,平均的迁移速率大约是4公里/年。这意味着,只需要1万年,我们的现代人祖先就可以绕地球赤道一周。

存在多次迁移事件

先行者4万年前抵达北京周边

在东南亚与大洋洲土著祖先人群分道扬镳后,我们的祖先开始由南向北迁移进入东亚。目前已有的证据表明北向迁移的历史是非常复杂的。

首先,前后持续的时间很长(约6万至2万年前),提示存在多次迁移事件。例如,一部分祖先行动迅速,在距今4万年前就抵达了北京周边地区,甚至一路向北穿过西伯利亚,在距今约2万年前跨过白令陆桥进入北美大陆。一部分祖先则在东南亚停留了很长时间,等到距今约2万年前,才开始向北迁移。

其次,迁移的路线不止一条。一部分祖先继续沿着海岸向北,其中的一些到达了今天的日本。一部分祖先则选择内陆腹地,其中的一些甚至深入到喜马拉雅山地区。值得注意的是,少数源自中亚、西亚和南亚的祖先人群,大约在距今1.8万年后由北部进入东亚。

在随后的历史进程中,中国大地上由于战乱、贸易、婚嫁发生了许多大大小小的人群迁移事件,古老的由南向北迁移留下的印记依然记录在今天中国各民族人群的DNA之中。

藏族人群母系遗传组分

98%来自中国北方人群

被誉为“世界屋脊”的青藏高原环境恶劣,是人类较难以生存适应的地区。长期以来考古学和历史学关于“人类最早何时成功定居于青藏高原”一直存在较大争论。

针对这个问题,中国科学院昆明动物研究所张亚平的研究团队对藏族人群的线粒体DNA标记进行了详尽解析。结果表明,当今藏族人群绝大部分(98%)的母系遗传组分可追溯至新石器时期以来迁入青藏高原的中国北方人群; 其余2%的藏族特有组分则是直接从古老的建群类群分化而来,时间大约在距今2.1万年前。这些稀有组分很可能代表了早期定居青藏高原的现代人祖先延续至今的母系遗存,说明藏族的祖先早在旧石器晚期就已经定居青藏高原。

生活在青藏高原,人类需要克服高海拔带来的缺氧问题。近年来国内外多个研究团队采用多种遗传学和基因组学手段开展了一系列研究。相关结果表明,EPAS1基因的DNA序列变异对藏族人群的高原适应发挥着重要的作用。最近的一项研究发现,藏族人群EPAS1基因特殊的DNA 变异很可能是来自一种叫做丹尼索瓦人的古人类!这说明一些源自其他古人类的DNA片段对现代人祖先适应局部自然环境起到了积极的作用。

延伸阅读

刚刚走出非洲和尼安德特人有杂交

当人体死亡后,DNA开始通过水解、氧化等方式不断降解。其中,牙髓和骨髓中的DNA 可吸附到牙齿和骨骼内部。在避光干燥等条件下,这些DNA降解缓慢,能保存较长的时间。这促使科学家开始探索直接研究已灭绝的古人类的牙齿或遗骨化石中的DNA。

随着近年来DNA测序技术的飞速发展,以德国马克斯·普朗克进化人类学研究所斯万特·帕博为首的遗传学家对尼安德特人开展了研究。在克服了一系列技术难题后,研究人员成功地从距今时间超过3万年的遗骨中提取出DNA并进行了序列测定。序列分析的结果显示欧亚大陆现代人的DNA中平均混杂着4%至1%的源自尼安德特人的DNA片段。

研究人员提出,尼安德特人和欧亚大陆现代人的祖先可能存在“杂交”,并推测可能是发生在距今8万至5万年前的西亚,很可能是我们的现代人祖先刚刚走出非洲的时候。按照传统血缘的说法,当今的亚洲人、欧洲人、大洋洲土著以及美洲印第安人都是现代人与尼安德特人的“混血儿”!

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