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美国《史密森尼》网站梳理出智人进化时间表 透析人类究竟是怎样进化而来
2021-02-08 16:17:05   来源:化石网   评论:0 点击:

(化石网整理)据科技日报(记者 冯卫东):创造现代人类的漫长的进化历程始于一步,或者更准确地说,就是能够两条腿走路。我们最早的祖先之一乍得沙赫人从大约600万年前的类猿运动开始缓慢过渡,但是智人出现的
(化石网整理)据科技日报(记者 冯卫东):创造现代人类的漫长的进化历程始于一步,或者更准确地说,就是能够两条腿走路。我们最早的祖先之一乍得沙赫人从大约600万年前的类猿运动开始缓慢过渡,但是智人出现的时间距今不会超过500万年。在这段漫长的过渡期,一大批不同人类生活、进化、消亡,他们混居在一起,有时甚至还杂交。随着时间的流逝,他们的身体、大脑和思维能力也发生了变化,这可从工具和技术的发展中略窥一斑。
 
为了了解智人最终是如何从这些更古老的人类谱系进化而来的,科学家们正在挖掘古代的骨头和石器,测序我们的基因,并重建有助于塑造人类祖先世界并导引其进化的不断变化的环境。
 
这些证据越来越多地表明,智人起源于非洲,尽管不一定起源于单个时间和单个地点。相反,似乎有各种各样的人类祖先生活在非洲各地的宜居地区,在身体和文化上相对独立地发展着,直到气候驱动的非洲景观的变化促使他们断断续续地混合和交换着从基因到工具技术的所有事物。最终,这一过程造就了现代人类独特的基因构成。
 
美国史密森学会人类起源计划主任里克·波茨表示:“东非是一个热点,有利于智人出现期间在整个非洲的迁徙。”“这里似乎是混合来自整个非洲大陆的迁移人群基因的理想场所。这意味着人类基因组出现在非洲。我们每个人都是非洲人,但又不确定来自非洲某个地方。”
 
新发现总是在我们人类进化旅程的图表中添加关键的航路点。美国《史密森尼》网站近日梳理出一张智人进化的时间表,为我们了解人类究竟是怎样进化而来的提供了一些最好的证据。
 
55万至75万年前智人血统的开端
 
 
海德堡人的面部修复图,海德堡人是现代人、尼安德特人和丹尼索瓦人的共同祖先的有力竞争者
 
基因,而不是化石,可以帮助我们绘制早期人类以及后代的迁移、运动和进化图。
 
早期人类亲戚中最古老的DNA来自“骨头坑”(西玛德洛斯赫索斯洞穴)。在西班牙阿塔普尔卡山脉的这个洞穴底部,科学家们发现了28个不同个体的数千个牙齿和骨头。2016年,科学家们不遗余力地从这些43万年前的遗存中梳理出了部分基因组,揭示出“骨头坑”中的人类属于已知的最古老的尼安德特人——我们最熟悉的近亲人种之一。科学家使用分子钟来估计最古老的尼安德特人基因组与现代人基因组之间的差异积累所花费的时间。研究人员认为,这个共同的祖先生活在55万到75万年前之间。
 
正如20万年的误差幅度所表明的那样,精确定年并不是基因分析的优势。美国普林斯顿大学研究人类基因组进化的约书亚·阿基说:“总的来说,用基因组学估计年龄是不准确的。” “基因组学确实善于告诉我们有关事件顺序和相对时间范围的定性信息。” 在基因组学之前,这些时间范围是由科学家发现的各种谱系中最古老的化石估计的。就智人而言,已知的遗存仅可追溯到大约30万年前,因此基因组学研究已比单纯的化石研究更准确地将时间范围定格在人类进化时间轴上。
 
尽管我们的基因清楚地表明,现代人、尼安德特人和丹尼索瓦人(一个神秘的智人物种)在我们的DNA中留下了大量痕迹,但到目前为止,只有少量的牙齿和骨头遗存显示他们共享一个共同的祖先,但尚不清楚他是谁。存在于20万到70万年前的海德堡人是一个大家普遍认为的候选者。似乎该物种的非洲家谱通向智人,而欧洲分支通向尼安德特人和丹尼索瓦人。
 
更古老的DNA或有助于提供更清晰的图景,但这种发现拼的是运气。不幸的是,最适合长期保存的寒冷、干燥和稳定的条件在非洲并不常见,并且已被测序的古代非洲人类的基因组很少有早于1万年的。
 
德国马克斯·普朗克人类历史学研究所的考古学家埃莉诺·塞里说:“我们目前没有来自非洲的接近人类进化时间框架的古人类DNA,这一进化过程可能很大程度上发生在80万至30万年前。”
 
30万年前发现最古老的智人化石
 
 
对耶贝伊尔胡德发现的已知最早智人化石进行复合重建的视图
 
作为现实中古代人的物理遗存,化石告诉我们有关他们生活的大部分信息。但是骨头或牙齿仍然需要进行大量的破译。尽管人类遗骸可以在数十万年后留存下来,但科学家们并不总能理解他们所看到的广泛形态特征,以将这些遗存归类为智人还是人类近亲的不同物种。
 
化石通常被认为是现代与原始特征的混合体,而这些特征并不会统一向现代人类进化。相反,某些特征似乎在不同的地方和时间发生了变化,这表明不同的进化簇将产生看上去完全不同的人。
 
没有科学家认为智人最早生活在现在的摩洛哥,因为在南非和东非都发现了我们物种的许多早期证据。但是,在耶贝伊尔胡德发现的30万年前的头骨、颌骨、牙齿和其他化石的碎片,仍然属于已发现的最古老的智人。耶贝伊尔胡德遗址也是高级石器的发现地。
 
耶贝伊尔胡德发现的5个人的遗骸,展现出看上去极具现代感的面孔特征,并与其他特征混合在一起,例如让人联想到更古老人类的细长的脑壳。这些遗骸在西北非洲的存在并不是人类起源地的证据,而是人类在整个非洲早期分布之广的证据。
 
通常被归类为智人的其他非常古老的化石来自南非的弗洛里斯巴德(约26万年前)和埃塞俄比亚奥莫河沿岸的基比什组(约19.5万年)。
 
在埃塞俄比亚赫托发现的两个成年人和一个孩子的16万年的头骨,因为形态上的微小差异被归类为智人亚种。但是他们在其他方面与现代人非常相似,以至于有人认为他们根本不是亚种。在坦桑尼亚的恩加洛巴发现的头骨,也被认为是智人,代表了一个拥有12万年历史的人种,其兼具古老的特征和更现代的特征,例如较小的面部特征和缩小的额头。
 
鉴于这些差异,究竟哪种化石遗骸代表现代人类的争论在专家间非常普遍。以至于有些专家试图通过将他们都视为早期智人来简化表征。
 
“事实是,大约4万至10万年前的所有化石都包含所谓的古代特征和现代特征的不同组合。因此,无法选择哪个更古老的化石是人类世系的成员。”塞里说,“目前最好的模式是将他们都称为早期智人,正如他们的物质文化所表明的那样。”
 
正如塞里所提到的,非洲物质文化显示出大约30万年前从笨拙的手持式石器工具向更精致的刀片和投石器的广泛转变。
 
那么,什么时候化石才最终首次展现出具有所有代表性特征的完全现代的人类呢?这不是一个简单的答案。来自埃塞俄比亚奥莫河沿岸的基比什组的一只头骨(仅存其中的一部分)看起来很像是19.5万年历史的现代人类,而另一个发现于尼日利亚的伊沃埃莱鲁洞穴中的头骨看起来很古老,但也只有1.3万年的历史。这些差异说明该过程不是线性的,在到达某个单一点后的所有人都是现代人类。
 
30万年前工具技术发生革命性飞跃
 
 
右边的两个物体展现了32万至50万年前在东非使用的颜料。所有其他物体都是在同一时间段内在同一区域中使用的石材工具
 
我们的祖先早在330万年前已使用石材工具,而在175万年前,他们开始运用斧子和其他切割工具,并延续至今。距今40万年前,在如今的德国区域,狩猎大型猎物时所用的刺矛则是最先进的技术。但是它们只能近身使用,这是一个明显的有时甚至是危险的局限。
 
随着他们发展出更现代的身体结构,我们祖先的生活方式以及他们创造的工具也发生了变化。
 
在大约30万年前的中石器时代,人类在工具技术上实现了飞跃,制造出带有尖角的精巧工具,并将其固定在手柄和长棍上,从而大大提高了狩猎能力。肯尼亚南部的年代可以追溯到29.8万至32万年的投石点则是一项创新,突然就使杀死各种形式的难以捉摸或危险的猎物成为可能,这最终改变了这些最早智人与其生态系统以及与其他人类交互的方式。
 
大约在这一时期出现了刮铲和锥子,它们可以用来加工动物皮制作衣服,以及剃除木材和其他材料。与化石一样,工具的进步出现在不同的地方和时间,这表明不同的人群发明并共享了这些工具技术。这些人群可能包括不属于我们血统的其他人类。
 
去年,在印度钦奈附近发现了一个包括精致石刀片的藏品,其历史可追溯到至少25万年前。在现代人类出现在非洲之后不久,该工具包就出现在印度,这表明也可能是其他物种独立发明出来的,或者某些现代人类比大家所公认的时间更早就离开了非洲传播了这些技术。
 
10万至21万年前智人生活在非洲以外
 
 
在以色列卡夫泽发现的头骨,现藏于美国自然历史博物馆
 
许多基因分析可以追溯到非洲,这清楚地表明,智人起源于非洲。但是,似乎我们有一种比科学家先前怀疑的时代早得多的趋势。
 
在以色列卡梅尔山山坡上一个坍塌的洞穴中发现的一个颚骨,揭示了现代人在大约17.7万至19.4万年前就居住在地中海沿岸。米斯利亚洞穴的颌骨和牙齿不仅与现代人的牙齿明确相似,而且还发现他们拥有复杂的斧头和火石工具。
 
包括在以色列卡夫泽在内的该区域还有其他人类遗存发现。它们的发生范围在10万到13万年前,这表明该地区人类的长期存在。在卡夫泽,人们在一个被认为是最古老的人类埋葬点发现了红色赭石及沾有赭石的工具的碎片遗存。
 
在中国南部的石灰岩洞穴系统中,更多的证据出现在8万到12万年前。来自广西崇左木榄山智人洞的拥有10万年历史的颚骨,有一对牙齿,保留了一些如不太突出的下巴等更古老的特征,但他看起来却很现代,以至于可以代表智人。湖南道县福岩洞出土了令人惊讶的47枚古人牙齿,与我们的牙齿几乎没有区别,这表明智人群体在距今8万到12万年前就已生活在远离非洲的地方。
 
甚至可能有更早的迁移。有些人认为,有证据表明人类早在21万年前就已到达欧洲。希腊南部阿皮迪玛洞穴的头骨碎片遗存可能已有20万多年的历史,代表了在非洲以外发现的最早的现代人类化石。然而,该遗存也充满争议,一些学者认为,保存得并不好的遗存看起来不像我们自己物种的遗存,而更像尼安德特人,而在同一山洞几米之外也发现了尼安德特人的遗存。其他人则质疑在该地点进行的测年分析的准确性,因为化石早已从其沉积所在的地质层中掉落了。
 
尽管在那个时期,各种各样的人类生活在非洲以外,但最终,他们并不是我们自己的进化史的一部分。遗传学研究可以揭示哪些人是我们的远古祖先,哪些人的后代却最终消亡在漫漫的历史长河中。
 
“当然,可能会有多个非洲以外的扩散地区,” 阿基说。“问题是他们是否为当今的人类贡献了血统,现在我们可以肯定地说,他们没有。”
 
5万至6万年前基因和气候重建显示出非洲的迁徙
 
 
阿拉伯半岛卫星视图的数字化渲染,据信人类在大约5.5万年前从非洲移民到这里
 
近年来发表的大量遗传学研究表明,从欧洲人到澳大利亚原住民,所有现在的非非洲人都可以追溯到人类的大部分祖先,这些人类是大约5万至6万年前离开非洲的具有里程碑意义的大迁徙的一部分。气候的重建表明,较低的海平面为人类离开非洲到阿拉伯半岛和中东创造了几个有利的时期,其中一个就是大约5.5万年前。
 
“仅通过查看当今人类个体的DNA,我们就可以推断出人类历史的相当不错的一个轮廓,” 阿基说,“有一群人大约在5万至6万年前离开非洲,然后环游世界,最终到达了世界上所有宜居的地方。”
 
尽管去往中东或中国的早期非洲移民可能与当时一些较古老的原始人交配,但他们的血统似乎已经消失或被后来的移民所淹没。
 
1.5万年至4万年前智人成为唯一幸存的人类物种
 
 
弗洛雷斯人(绰号“霍比特人”)的面部重建图,这是一个矮小的人类物种,大约生活到5万年前 
 
在我们这个星球上的大部分历史中,智人并不是唯一的人类。各种原始人类相互共存,我们的基因清楚地表明他们还经常杂交,包括一些我们尚未确定的人类物种。但是他们在进化之路上一一掉队,仅留下了我们自己的物种来代表全人类。在进化的时间尺度上,其中一些物种只是在最近才消亡。
 
在印度尼西亚的弗洛雷斯岛上,化石证明了一种奇特而矮小的早期人类物种,绰号为“霍比特人”。弗洛雷斯人似乎一直生活到大约5万年前,但是他们是如何消失的却仍然是一个谜。他们似乎与生活在当今同一地区的兰巴萨莎侏儒族等现代人类没有任何关系。
 
尼安德特人曾经从葡萄牙和不列颠群岛延伸到西伯利亚,横跨欧亚大陆。大约在4万年前,随着智人在这些地区的普及,尼安德特人逐渐消退,人类历史也就此改变。不过,也有证据表明,一些顽固分子可能在诸如直布罗陀之类的飞地上坚持下来,直到大约2.9万年前。直到今天,他们的痕迹仍然存在,因为现代人类的基因组中携带着尼安德特人的DNA。
 
我们更神秘的近亲丹尼索瓦人留下的化石很少,以至于科学家无法确切知道他们的长相,或确定他们是否可能是一个以上的物种。最近在巴布亚新几内亚进行的人类基因组研究表明,人类可能早在1.5万年前就已和丹尼索瓦人一起生活和杂交。尽管这种说法存在争议,但他们的基因遗产确定无疑,许多现代亚洲人可能从丹尼索瓦人那里继承了其DNA的3%—5%。
 
尽管部分遗传学上的祖先为现在的人类做出了贡献,但我们所有的这些近亲最终都灭绝了,使智人成为唯一的人类物种。他们的灭绝为我们的进化故事增加了一个有趣的,也许是无法回答的问题——为什么我们是唯一一个能够生存的人类?
 
(文中图片来自美国史密森学会《史密森尼》杂志网站)

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