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第四届“中国公共考古-荆楚论坛”专题报道
高星:寻找我们的直系祖先——真相与谬误
发布时间:2017-01-24    文章出处:中国考古网    作者:高星    点击率:
  对于现代人起源,尤其是对我们直系祖先的寻找,很多人都感兴趣,媒体也在不断拷问,但是在很大层面都只是茶余饭后的谈资,很少有行动去研究、思考、传播。
 
  我今天谈的就是这个问题。媒体和社会大众经常搞不清两个概念:人类的起源和现代人的起源。很多人会说,人类不是起源于非洲吗?怎么现在又谈本土演化?这实际上是两个概念:人类起源是指我们最初的祖先,即远祖的来源,也就是从古猿中分化出来的具有直立行走能力的这个灵长类群体出现的节点;现代人起源是指我们直系祖先,即近祖的来源,发生的时间节点很近。这是不一样的概念,不要混淆。

人类演化经历的不同发展阶段
 
  现代人在演化阶段上被称为晚期智人,总体来说与我们现生人群有基本一致的生理结构特点,行为方式与以前有很大区别。以前认为现代人起源是很晚的事情,4、5万年前才出现,但学术研究不断将现代人起源的节点向前推至10到20万年前。对于早期现代人,亦即我们的直系祖先,我们想知道他们是谁?来自哪里?这个问题在最近三十多年成为学术界的热门课题,围绕这个课题产生了两大学说:“多地区进化说”或者“连续进化附带杂交说”和“非洲单一地区起源说”或者“出自非洲说”、“夏娃说”,这两个学说经常针锋相对地发生争论,有的媒体将国内这两个学说的代言人——上海(复旦大学遗传学研究所)的金力院士和北京的吴新智院士,他们的头像和观点,在报纸上并列刊登,进行论战。
 
  对于这两个理论,很多人知道一些但不全面。我在这里列出来,大家可以在对比中看出它们的异同点。
 
  “多地区进化”与其后在此基础上发展出的“连续进化附带杂交”假说,核心论点是早期智人甚至是晚期直立人以来,人类就是一个生物种群,没有发生新的分化;东亚地区从直立人以来演化是连续的,不存在演化链条的中断,期间没有发生大规模移民替代事件;这个地区人类与外界有一定隔离,这种隔离使得东亚人群从古到今与西方人群存在一定区别,区域性特点鲜明;但这种隔离并不是完全的,只在某种程度上发生,东西方、南北方人类在不断迁徙背景下基因交流不曾真正中断过,而且这种基因交流有与时俱增的趋势;迁徙与基因交流使东西方人群保持在一个物种内,没有分化成不同的物种;对中国与东亚而言,基因交流在古人类演化中只起到辅助作用,本土人群的代代相传、连续进化占主导地位,所以叫做“连续进化附带杂交”。
 
  “出自非洲说”也称“替代说”,它首先认为现代人类即晚期智人是有别于直立人和早期智人的新的物种;现代人在约20至10万年前起源于非洲;非洲是现代人唯一的起源地,其他地区的现代人都是从非洲起源后迁徙扩散的结果,而且这种扩散是一个完全替代的过程,即除了非洲之外其他地区的古老人群都灭绝了,没有产生后代,我们都是20万年前从非洲诞生然后扩散出来的早期现代人类的后裔;具体到东亚地区,认为现代人是先到达东南亚然后从南向北扩散;对中国而言,早期现代人约在5、6万年前从南部进入然后向北迁徙;原先生活在这片土地上的人群,例如大家耳熟能详的北京猿人,在现代人到来之前因末次冰期天寒地冻的恶劣环境而灭绝,新来者与原住民之间没有碰面、交集。
 
  这项研究开始是在学术界中进行,后来媒体推波助澜,就远远超出了学术讨论的范畴。比如印度媒体的报道中提到印度科学家看到这个结论很高兴,因为现代人先到达印度半岛,然后去往中国、日本、韩国,那么印度人的演化地位要比东亚其他地区的人群早,因此印度人相对于东亚其他人群有更高的演化地位。韩国媒体也找到了自信心的归属点,认为日本人要经过朝鲜半岛才能到达日本,所以朝鲜半岛上的先民是日本人的祖裔群体,但他们忘了这些早期人群是要先经过中国大陆才能扩散到朝鲜半岛的。
 
  “出自非洲说”提出后风靡学术界和媒体,呈现一边倒的趋势,相反 “多地区进化”、“连续进化附带杂交”假说受到嘲讽、否定甚至打压。虽然“多地区进化”在上世纪40年代就由德国学者魏敦瑞(Weidenreich,后来加入美籍)提出,而“出自非洲说”是1987年才在分子生物学界提出,但“出自非洲说”后来居上。
 
  中国学界在“出自非洲说”提出来的前十年基本没什么反应,后来由于金力教授团队的研究和倡导,这一学说开疆拓土到了中国学术界,并渐使中国成为这一波学术争议的中心之一,在这样的讨论下,中国人的祖先似乎一下子变得模糊不清,要重新定位、寻找。在学术讨论和媒体报道之中,东亚及中国地区人群本土连续演化、现代人本土起源的理论受到质疑和批判,例如美国学者Barry Sautman认为,中国学者坚持本土人群连续演化是被民族主义绑架和被政府利用的结果,是学者配合党和政府凝聚民力民心的不自觉的行为;部分中国学者也持这种意见,比如有学者在《科学时报》发表文章称:当我们处于殖民地半殖民地社会时坚持这种立场可以激发自强不息的精神,但处于高度国际化的今天,仍旧坚持中国人本土起源的学说,未免有些狭隘,这是一种文化沙文主义的表现。

多地区进化说


非洲起源说
 
  在这里我想提出一个问题,“出自非洲说”是被普遍接受的科学论断吗?东亚人类连续演化的假说是否真的是民族主义作祟而非科学观点?多地区起源、连续演化的主张有什么证据支持?另外,在讨论与传播中如何分辨什么是真相?什么是谬误?我们到底应该相信谁?
 
  首先介绍一下 “出自非洲说”、“完全替代说”的支持证据。第一,这种理论最重要的证据是一种间接证据而非直接证据,是对不同地区的现生人群遗传变异的溯源推导,即从现代变化来推导远古。其假设前提是一个地区的遗传变异越复杂,这个地区的人类历史根基就越久远。研究结果是现在的非洲人遗传最复杂,因而人类的根儿就在那里;第二,这种学说试图寻找现生人群中的古老基因,发现非洲人携带的古老基因较多。再进行聚类、演化树形分析,就得出现代人类起源于非洲的结论;第三,他们也致力于从远古人类身上寻找直接证据,其中包括对尼安德特人的古DNA分析。尼人是20万年至3万年前生活在西亚、欧洲甚至西伯利亚的一支人类,是早期智人的代表。对他们的基因测序发现他们与现代人截然不同,二者之间存在不可逾越的鸿沟。于是认为尼安德特人代表的古老人类已经完全灭绝。还有化石形态证据,例如在东非Omo和Herto两处遗址找到古人类头骨化石,年代分别被测定为距今20万年和16万年左右,其形态是完全现代人的,与从DNA角度推测的现代人起源时间非常契合。当1987年三位遗传学家在Nature上发表首篇“出自非洲说”的文章时,他们并没有任何化石证据,完全根据分子生物学推测得出结论。之前对Omo头骨的测年结果为距今10万年左右,后来重新测年将年代改写为20万年左右,对出自非洲说给予了重要支持;第四,从考古学文化角度,一些学者同样致力于寻找证据,如精美的石叶工具、复合工具、骨器、艺术的作品及墓葬等,都被认为是早期现代人的行为遗留,如果有这些遗存存在,它们的创造者就是现代人,如果没有这些遗存就是古老人种。
 
  有些学者尤其是分子生物学家非常坚信他们的研究是完全正确的,例如中科院昆明动物所的宿兵先生认为:过去二十多年遗传学的所有证据都支持现代人非洲起源假说,DNA特点是代代遗传没有断裂,并且DNA复制率——基因变率数据基本恒定,分子生物钟可以被用来推算人类起源与演化的时间。还有学者认为基因作为证据更可靠,其他事物变化太快,人类唯一无法改变的就是基因,而且基因可以不受环境、战争、社会影响,即使有变化,分子生物钟也会按照一定速率变化,并不会因环境而调整事件间隔。
 
  但并非所有人都同意这种观点。2007年就有分子生物学家认为基因突变率并非恒定,不同学者有不同计算方式,不同分子生物种数据可能导致两倍甚至二十倍的数据差异。有学者指出假如用不同方式计算,现代人起源时间从500万年前到5.9万年前之间都有可能。中南大学的黄石教授认为分子生物钟仅有限的局部存在,而并非普遍现象,分子生物钟就是用一个不确定的东西去解释另一个令人疑惑的现象,这条路的漏洞以及等距离现象的正确解读只有在几年前才被认识到,我们应该认识到这种弊端的存在。两三个月前网上有一篇被热炒的文章,题目是“美国DNA谱系科学院再驳非洲起源说”,作者认为之前的研究数据完全没有任何科学基础,根本不存在现代人非洲起源的可能性。这篇文章发表后我咨询了复旦大学的一位遗传学家,他说这个人是一个民科,完全不具备相关的科研能力。维基百科也有这样的评论。那我们可以对这位民科的观点忽略不计。但一些严肃的学者也有类似的言论,例如Alan R. Templeton,原本是出自非洲说的一位重要推手,并且认为现代人从非洲走出去的时间不止一次。但是他后来做了反思,提出出自非洲说用现代人群遗传变异做溯源推导是建立在一些错误的信息基础上,假如这些错误被纠正,出自非洲说的支持证据就所剩无几,反而是连续进化附带杂交更有说服力。2013年一位学者发表的一篇文章认为“出自非洲”是一场骗局,存在诸多虚幻的假设前提、错误的材料信息和逻辑混乱,对很多质疑无法回答。相反,被“出自非洲说”冲击得支离破碎的“多地区进化”模式,却有着坚实的科学与证据基础,能更好地回答人类演化的一系列问题。这是西方学者的一些反思,所以并不是所有人都赞成这种理论。 
 
  出自非洲说或完全替代说理论也在不断修正发展中,这种修正与发展的基础是古DNA分析的突破。古人类DNA分析工作吉林大学已经做了多年,中科院古脊椎所最近也建立了分子生物学实验室,引进了目前这方面最好的设备、技术和人才。当然这方面工作的领跑者是西方学者,尤其是对尼安德特人基因的提取和解读。其中的一项重要突破针对的是出土于俄罗斯西伯利亚阿尔泰地区一个叫做Denisova洞穴的人骨材料。当时发现非常小的一段人类指骨,小到很难用手指捏起来。对其DNA提取测序竟然发现属于一个完全未知的人种,既不是尼安德特人也不是所谓早期现代人,是一个新的人种,3万到5万年前生存在南西伯利亚地区,被命名为“丹尼索瓦人”(Denisovan)。于是发现,当时这个区域同时生活着三种人:丹尼索瓦人、尼安德特人和早期现代人。这三种人在一个地方同时出现,说明新的人种的诞生并不会取代其他人种。这种证据实际上不断被发现,比如在印度尼西亚弗洛里斯岛发现小矮人,是很近的年代,但具有非常古老的特征。在云南发现的马鹿洞人和广西的隆林人都有这个特点。所以人类演化并非直线单向的简单过程。对“完全替代说”的最大冲击来自于对尼安德特人基因测序和尼安德特人与早期现代人基因交流证据的提取。刚才说到,早期研究认为尼安德特人与现代人基因差距特别大,不可能有任何基因交流,但是2010年一篇发表在Science上的文章报道,在克罗地亚的一个洞穴里面发现了一批尼安德特人骨片,对其中三件做DNA提取并获得了成功,测序分析表明,生活在欧亚大陆的人群(例如法国人、中国人等)比生活在非洲的人群(例如南非人、约鲁巴人)在基因组序列上离尼安德特人更近,说明欧亚大陆的早期现代人很可能和尼安德特人有过杂交。研究人员还通过对欧亚大陆人群的分析,找出了多个可能来自尼安德特人群的基因片段。总体来看,人类基因组中有大概1%-4%的区段可能来自尼安德特人。这咋看之下似乎是可以忽略不计的比例,但我觉得完全不可以忽略,它的意义不在于从1%到4%,而在于从无到有。因为以前认为这种人彻底灭绝,但现在发现我们的血液中流淌着他们的基因,以后的科学研究又不断揭示更多的基因交流的事实和真相。我们研究所的付巧妹博士先后在Nature上发表了两篇文章,公布了对从罗马尼亚、西伯利亚地区发现的3、4万年前的人骨进行DNA测序的结果,发现尼安德特人确实对现代人基因做过一定程度的遗传贡献,其中一个个体中所含的尼人基因达到6%-9%,该个体的第5或6代先人中的一位就是尼安德特人。一位学者于2014年在Science上发表文章,认为尼安德特人对一些现代人群体的基因贡献甚至能达到20%,而且尼安德特人的基因贡献不在于多少而在于种类,因为他们是生活在欧洲比较寒冷的地区,具备一些特殊基因,而早期现代人得到这种基因后可以保证从非洲迁徙过来后,能在寒冷气候环境中,包括青藏高原等高海拔地区生活,使我们能够免除一些疾病,对环境适应能力增强。当然也有分析认为我们从尼安德特人身上也获得了一些遗传疾病,所以作用有好有坏。

发现于印度尼西亚的弗洛里斯人
 
  由于发现尼安德特人和所谓出自非洲的“早期现代人”发生过基因交流,现代人基因库中含有一定尼安德特人的遗传信息,于是提倡“出自非洲说”的一些学者改变或悄悄改变了观点,他们提出了一种新的观点叫做“同化说”,认为从非洲迁徙出来的早期现代人到达西亚时与尼安德特人进行了一定的基因交流,这种交流中尼安德特人做的贡献很少,早期现代人的基因占据主流,所以总体来说还可以维护“出自非洲说”的理论。考古界也有些反思,以前认为早期现代人拥有的文化特点比如精美的石器、骨器、艺术品、墓葬等,尼安德特人也都拥有。另外研究者发现人类的行为变化远远大于体质形态变化,考古学文化无法与人类的特定基因或体质形态相对应,并不是说早期人类技术一定要原始,晚期一定要先进,人的文化是对环境变化的适应,所谓的现代人行为标志出现在不同时间、不同人群、不同地域中。从考古方面论证人类起源,尤其是为出自非洲说寻找证据或者文化标识的做法,在考古界逐渐被摒弃了,以前针对现代人行为标志会列出很长的清单,但现在这种做法已经被认为过时了。多数考古学家正在远离现代人行为起源这个议题,开始更多地关注不同地区人群行为方式的多样性,研究人类的生存方式如何适应环境变化。
 
  下面讲述东亚本土人群连续演化的证据。首先从体质人类学角度,在人类化石上提取到一系列形态特征,表明中国和东亚地区人群自古以来存在很多连续性的性状,比如鼻梁矮,额骨与鼻骨和上颌骨相接的骨缝呈大致水平的弧形等。鼻梁矮,这是我们演化适应的结果,很多人整形,把鼻梁变高,但是后代依然如此,这是我们基因的特点,整形不会产生根本的改变。铲形门齿也是从早到晚都有的特点,这种特点在西方人,无论黑人还是白人身上都很少有。另外我们不断发现一些从古老型的人类向现代人过渡的化石证据,比如贵州盘县大洞13万年前的人类牙齿,从年代和其他方面判断应该是早期智人的遗存,但出现一些现代人牙齿的形态特征。几年前在广西崇左发现一段人的下颌骨,有下颌向前萌发的特征,这种特征是现代人的一个标识,年代在11万年前。这些发现在国际上有一定反响。去年有一项重大成果被评为中国科学十大进展——湖南道县发现47枚人类牙齿,年代被判断在距今12万到8万年之间,而形态却是完全现代人的。“出自非洲说”认为在这个时段这个地区还没有现代人出现呢。这篇文章发表在Nature上,引起非常大的关注、争议和讨论,应该说这项发现再次冲击了“出自非洲说”所假定的早期现代人到达中国的时间节点,也强化了本土人群连续演化的论述。那么遗传学证据呢?目前我们有了一项突破,从中国地区旧石器时代古人类化石上成功提取DNA的唯一案例。材料是在北京周口店附近的田园洞发现的一具人骨骼,只有颅后骨,没有头骨。对人骨的直接碳十四测年结果表明,该个体生活在距今4万年前。我们的团队经过技术创新从一块骨头上提取到线粒体DNA和核DNA,测序结果表明该个体是完全的现代人,并且跟我们目前生活在东亚地区的蒙古人种和北美印第安人基因很接近,也就是说从DNA的角度找到了一具4万年前生活在华北周口店地区蒙古人种直系祖先的遗骸。这项分析还发现,当时我们东方人类与同期的西方人类在DNA上已经有很大的区别,已经产生了遗传距离。但目前我们的DNA线索仍然很少,还无法回答田园洞人之前演化的问题。还有特别值得关注的最近几项西方学者做出的研究,发现欧亚大陆早期现代人和目前在西方生活的人类身体里面含有一种神秘的DNA,其来源没有得到破译,但知道这种DNA应该来自于一支未知的古老型人群。关于这群人来自于哪里,我也跟一些学者进行过讨论,是不是生活在东亚地区的常被大家忽略的早期智人,比如大荔人、金牛山人、丁村人、许家窑人,他们都属于这个时段这个群体。

13万年前的盘县大洞人类牙齿已经呈现早期现代人特征  
 

11万年前的广西崇左智人下颌骨
 
  但是由于他们的DNA没有得到破译,我们不知道他们对我们现代人基因有没有贡献,有多少贡献。发现这样一个神秘的基因群体,需要我们尽快去做研究,对相关问题做出解答。
 
  从考古学的角度进行研究,我们的证据就更多了,比凤毛麟角的人类化石更加连贯更加丰富,也比通过遗传变异推导有更多的材料基础。总体来看我们这个地区旧石器时代人类是个一脉相传、连续发展的演变过程,在各个方面都有所表现,包括工具的技术、形态、组合、区域性传统演变过程等,在此就不一一展开谈了。有西方学者(Clark)提出旧石器时代人类石器技术演化的五个模式,即奥杜威模式,阿舍利模式,莫斯特模式,旧石器时代晚期技术(石叶)模式,中石器时代细石叶技术模式。这些模式从早到晚是递进的,但也非绝对,有一些重叠。非洲旧石器时代文化包含了第一模式到第五模式,是最完整的;西亚和欧洲第一模式基本缺失,因为人类可能是在100万年前才到达西亚和欧洲,其他模式在该地区演替完整;而在中国-东亚地区从始至终都存在第一模式,中间出现过第二、第三和第四模式,但是从来没有成为过主流,而且是昙花一现的,第五模式在以北方为主的地区呈马蹄形分布,延续到早期历史时代。所以从文化的角度上,中国-东亚地区第一模式一直是主流,这种文化的创造者一定是这个地方生活的主体人群。我们也致力从考古的角度寻找外来人群带来的遗物遗迹,不能固步自封、画地为牢,排斥这种可能性。我的研究团队在宁夏水洞沟做了很多工作,这个遗址从4万年前有人类生存开始,到1万年前都有人类留下的遗存。水洞沟遗址发现很多非常有意思的材料,从考古遗存判断,4万年前突然出现非本土人群,创造出第三模式与第四模式混合的文化,表现为勒瓦娄哇技术和石叶技术的混搭。这些人来自哪里?通过追踪和对比研究,我们在新疆北部找到了文化性质类似的骆驼石遗址,在与蒙古接壤的内蒙古金斯太遗址也有这套遗存。顺着蒙古和新疆追过去,在西伯利亚阿尔泰地区有更多、更早、更典型的这套遗存,很明显,勒瓦娄哇技术-石叶技术是从西北迁徙过来的,在中国北方只有少数存在,并且后来消失了。通过水洞沟案例得出一个结论:大概在4万年前左右的晚更新世中晚期,确实有外来人群迁入,但不是如“出自非洲说”推测的来自南方而是来自北方,拥有这种石叶技术的人群曾经与本土人群并存,并且在一定的区域占过主体地位,但后来消失了,没能取代本土人群。本土人群在经历演化后,出现精美的石器、骨器、装饰品、复杂的用火等技术与行为,即所谓的现代人行为特征,也就是说本土人群的演化也是在不断向前发展的。这是我们通过旧石器考古学研究在中国目前可以确凿地追踪到的唯一一支外来人群,唯一明确的证据。这种证据支持本土人群连续演化并与西方人群存在混合与交流的论断,但不支持“替代说”。
 
  另外,“出自非洲说”有一个判断,即末次冰期的寒冷气候导致本土古人群灭绝,中国-东亚在5万到10万年前没有人类生存,5万年前迁徙过来的人群一路畅通进入无人之境。但我们从旧石器考古研究来看,这个距今10-5万年的空白是不存在的,有很多人类遗存,包括人类化石和文化遗产,就出自这个时段。例如山西-河北交界的许家窑遗址,甘肃的徐家城遗址、大地湾遗址,河南织机洞遗址、北窑遗址、重庆井水湾遗址、枣子坪遗址,湖北黄龙洞遗址、湖南福岩洞遗址等,但这些遗存被“出自非洲说”的拥趸以年代不确定为由排斥在外。末次冰期天寒地冻导致本土人群灭绝到底有没有道理或可能性?我认为完全没有!这个时间节点是从10万到5万年前,但在7万多年前气候才真正开始变冷,才进入末次冰期。即使在末次冰期期间,还发生过多次的冷暖干湿交替,最冷的时段发生在20,000-18,000年前,当时海平面比现在低150多米,但这个时间节点已经远远晚于早期现代人起源与扩散的节点,与现代人起源没有什么关系。研究表明,末次冰期在中国-东亚这个地区,气温要高于欧洲和北美。对黄土高原的季风气候研究表明,黄土高原南缘在末次冰期仍有古土壤生成,大家知道,古土壤只有在暖湿的环境下才能生成,说明黄土高原南部地区在末次冰期仍然有适宜人类生存的条件,进而可以推测:中国中部、南部广大地区即使在冰期最寒冷的时期也不足以导致生物的大规模灭绝。末次冰期并不是历史上最寒冷的冰期,之前有若干冰期比末次冰期更寒冷,只是末次冰期年代距离我们最近,记录最多,所以得到的研究和关注更多。那么我要问一个问题,在过去更加寒冷的时代,在人类技能、生产能力更弱的时代,人类没有灭绝,到后来人类的技术和生产能力都比以前大幅增长,却因为一次并不很寒冷的冰期而灭绝,这是不是在逻辑上存在问题?对古生物研究表明,在华南地区,整个更新世都有一个稳定的大熊猫-剑齿象动物群生存,其中包括猩猩、剑齿象、犀牛等喜暖喜湿的动物,这说明整个更新世时期的华南地区都是适宜人类生存的。华北的一些动物,像披毛犀、猛犸象、熊、狼、獾、鬣狗、鹿、野牛、野马、野驴、野猪等都走完了更新世的征程,有些种类现在还存在,家猪由野猪演变而来,狗也是由狼演变而成,这些都是被动适应环境而存活下来的哺乳动物,与人类的生态位基本重叠。人类能制作工具,会用火取暖,能制作衣服,能改造居住环境……为何这样高度智慧的人类反而不如其他动物具有适应生存能力?还可以这样思考:如果因为寒冷,长期在适应环境的变化而灭绝,那些从非洲热带迁徙而来的人群到一个寒冷的环境反而活得悠闲自得,有何道理可言?因而,武断地认定本土人群灭绝了,被从西方迁入的人群替代了,有很多常识性、逻辑性的缺欠不可忽略。
 
  为什么不同学科、不同学者对现代人起源会得出不同的结论?这项研究目前主要是在古人类学家、考古学家和分子生物学家中进行的。这三个领域在这个问题的研究上各有什么优势劣势?这里我尝试做几点分析。
 
  古人类学,我觉得更确切的应该叫做化石人类学,因为在一些学科划分中,古人类学还包括旧石器考古学。这个学科对古人类生存的时空信息,个体与群体在不同演化阶段的体质特点与变化,营养、健康、生长发育、古病理、个体成熟情况与死亡年龄等能提供直接证据,对人类演化大的趋势、格局,特定人群迁徙、扩散路线与方向,特定人群生存环境,不同地区人群的形态差别等,能提供重要信息。但是它也有局限:化石稀少,无法建立人类演化完整的证据链;还有个体化石形态对一个时段或群体的代表性存在被质疑的空间,例如陕西公王岭蓝田人,最近其出土地层被测定为163万年前。在他之前的元谋人(170万年前)和约100-80万年前的郧县人之间,只有这一个化石,这个蓝田人的形态特征能代表这个时段的所有人类吗?所以材料少是一个先天不足的限制因素。另外,这个学科经验研究与主观判断占有很大成分,定量分析和重复检测验证能力相对较差;有些化石的年代和出土环境信息缺失;还有,对形态的研究难以揭示人类起源与演化的机理、机制。
 
  考古学材料相对丰富,对人类活动的时空范围,对特定环境的适应,技术特点与发展变化,迁徙扩散的路线,农业、文明、城市、国家等的起源等方面提供重要信息与证据,尤其对一个区域或时段而言,只要我们发现考古学证据,即使没有发现人类化石,也知道人类是在那个时段生存的,可以提供人类生存活动是否连续,是否发生过中断、替代等方面有助的信息。当然考古学也有先天性的不足,考古学文化无法对文化的创造者的生物属性进行直接反映;文化产品很少受自然规律的制约,存在着时空上的很大变异,规律性不强;经验与主观色彩在研究中占有一定的成分,定量分析和重复验证能力相对较差,也同样难以揭示人类起源与演化的机理。
 
  分子生物学有更好的科学技术基础,这是我们必须承认的。还有很强的大数据分析和重复检测的能力,能够从很小的骨骼片段上提取到DNA,例如之前提到的Denisovan人指骨的例子,甚至还能从地层残留物中提取DNA。分子生物学强于微观分析,能揭示人类起源变化的生物机理,因为人类的演化很多是因为基因突变或遗传变异导致的。当然它也存在一些先天性不足,存在一些未经检验的假定和前提,如恒定的遗传变异率或分子生物钟,而且它简单地将遗传多样性大小等同于演化历史的长短;简单地将不确定的现代人“起源于非洲”的时间表述为十分确定的20万年前——现在很多文献对此非常笃定,事实上在原始文献中这个时间是不确定的。另外从其他学科借用一些未经过独立检验的假设或结论来支持自己的论述,例如“瓶颈说”,认为大约几万年前地球上只有几千人,几乎灭绝,实际上这完全是虚幻的假说,没有坚实的证据。再比如末次冰期导致本土人群灭绝,也是分子生物学家提出的,只是看到地质学家描述这个时期很冷,从考古文献中发现这一时段的记录很少,就得到了这样的结论。古DNA分析目前只在有限的人类化石上提取到遗传信息,更多的材料尚未被触及,所获得的结果与结论难免偏颇与局限。还需要指出,通过现代人群的遗传变异对古代人群做溯源推导只是有待验证的推论,却常常被作为直接的证据或既成事实加以推导。
 
  那么如何解决这一问题呢?我认为首先是各学科发挥各自的强项,做自己擅长的事情,然后再进行交叉合作。另外我们特别期待在古DNA方面有重大突破,因为更多的古人类基因提取与测序才能提供更多直接证据,不同于从现生人群做遗传逆推,就像考古学文化层一样,中间有消失或被扰动的层位就不能完整的推回去。还应该对化石人类和现生人群做更多的全基因和核DNA的分析,而不是局限于信息有限的线粒体DNA,单从母系方面进行追溯。当然还要多学科的交叉协助,包括同位素分析、年代环境分析等,这种交叉协作需要我们互相取长补短,需要左顾右盼,防止片面、孤立地得出难以服众的结论。
 
  如果要我给这个演讲做个结论,那就是现代人起源、演化是一个非常复杂的过程。最近西方学者发表的一篇文章对现代人从非洲扩散的观点做了重新思考,这是十七位作者像宣言一样联名发表的文章,他们认为这种简单的单地区起源、扩散的思维模式必须摒弃,必须重新思考混血对现代人的影响。美国古人类学家Wolpoff 是和吴新智院士联合提出东亚地区人群连续演化理论的著名学者,他指出,东亚地区化石记录表明,现代人类起源是一个非常复杂的过程,这个地区连续性占主导,当然其中有外来基因,并且认为所有地区的人都有外来基因都有混血。他调侃道:奥巴马总统把自己描述成杂种狗,而现代人种起源研究的遗产就是意识到我们全部都是杂种狗。
 
  关于现代人的起源与演化,立足世界各地的资料做观察与思考,我认为,在旧大陆的几个重要人类演化中心存在着区域性的多样化模式:首先是非洲,这里人类是连续演化的而且不断有人群在走出非洲向世界各地扩散。实际上这是我们看到的一个方面,其他地区的人也会走进非洲,是一个多向而非单向的过程。在欧洲和西亚,是以非洲遗民为主的不完全替代的模式,即一支或多支早期现代人群从非洲迁出后首先到达西亚,然后去往欧洲,他们与本土已经存在的尼安德特人有一定基因交流,但是他们可能因为人数众多留下的基因信息更多,所以基因库中以他们为主而尼安德特人为辅。而在东亚地区,我认为演化模式就是“连续进化附带杂交”,这个假可以很好的解释各方面材料与证据。
 
  关于现代人起源与演化的相关过程与论断、争议,何为真相,何为谬误?
 
  我认为我们目前可以认识到的真相有几重:1)“出自非洲说”并非被学术界广泛接受的科学论断,在东西方都有反对的声音,尽管媒体经常把它作为科学事实和结论对待。具有原教旨主义色彩的“完全替代说”基本上已经被摒弃,只有少量学者还在坚持欧亚大陆原有的古老人种全部灭绝,只有从非洲出来的这支人才是我们纯净的祖先。“出自非洲说”在很大程度上已被修正为同化说,不同人群存在基因交流在学术界基本成为共识;2)“多地区演化”或“连续进化附带杂交”的观点在东西方都有拥护者,并且得到越来越多的证据支持;3)从考古学角度无法将早期现代人与其他人群进行区分,考古学在这方面不是强项;4)现代人起源是一个复杂的过程,没有必要否定从非洲演化出一种人类并向世界各地扩散,但从非洲走出并扩散的人群只是所谓早期现代人中的一个支系而非全部,在其他地方,尤其是东亚地区,照样有早期人类向晚期人类演化过渡。如果学术界只看到非洲这一个支系就是以点看面、以偏概全。但是到目前为止对东亚研究很少涉及,所以这里是现代人类起源演化的一个具有很多谜团的区域,我们不能简单的把从非洲、欧洲研究出的现代人类起源与扩散的模式搬过来,针对这个地区必须独立开展相关研究,尤其是古DNA方面的分析。
 
  目前的认识与传播中存在哪些谬误呢?首先一个误区是通过现生人群可以完整无差错的恢复远古人类遗传变异的过程。这是不可能的,因为有些遗传信息已经消失了,类似地层消失不可能复原一样;另外一个谬误是认为现代人是与直立人、早期智人完全不同的新的物种,这也是不成立的。物种的确立,是以生殖隔离为前提的,即作为一个生物种,种群内部异性之间可以交配并且能产生有繁殖力的后代。对于远古人类来说,我们根本无从知晓不同阶段、不同地区人群是否存在生殖隔离,因而所有的化石人种和基因人种都不是生物种的概念。直立人、早期智人、晚期智人的划分是基于化石形态差别,我们无法知道他们的生殖能力,不知道直立人和早期智人异性间能不能生儿育女;同样,从分子生物学上来区别的早期现代人、Denisovan人和尼安德特人,只是遗传变异的差别,并不是说他们是具有生殖隔离的不同物种,现在研究发现尼安德特人与早期现代人有基因交流,我们是他们后代,我们有生殖能力,从这一点上,我们必须把尼人重新拉入人类的生物种,他们本来就与我们同种。有位遗传学家曾发表言论,说尼人与我们不同种,但我与他辩论交流后,他承认尼人与我们应该是一个物种,但可能存在亚种的区别。这里存在概念混乱乃至偷换概念的问题,一些人对这样概念的使用未加思索,过于随意。还有一个谬误是将中国和东亚在距今5万到10万年间存在人类演化空白的假设当成事实。如上所述,这样的空白根本不存在。最后一个谬误是中国本土人群连续演化的观点是缘于民族主义作祟。我不能排除个别学者是基于狭隘的民族主义信念支持这种结论的,但我相信严肃的学者是立足于材料证据和严谨的学术研究的。
 
  “连续进化附带杂交”的理论立足于直接证据即化石材料, 从东亚地区化石人类形态演化的连续性和旧石器文化发展的承继性论证从早期人类到现代人类的连续进化, 具有材料的优势和基础;该理论强调新-老和本土-外来人群间的互动, 不排除基因交流的可能性并强调其在维持人类单一物种方面的作用, 能成功地解释古人类在200万年前走出非洲后在世界各地进化发展而未分化为不同物种的事实, 能够协调其他学科的研究成果与证据,具有更大的包容性和逻辑上的合理性;它是目前在已有材料基础上得出的科学结论,是在诸多假说中最能合理解释中国古人类化石和考古遗存特点、能最大程度整合各方面证据和论述的学说,而非出自研究者狭隘的民族情感,也绝非少数中国学者的自娱自乐。当然,这样的假说、理论也需要不断发展完善,最终被扬弃、替代!
 
  我所说的上述相关理论本身也在发展变化,从最开始双方所坚持的“多地区进化说”与“出自非洲说”-“完全替代论”,到后来找到了共同点——基因交流,这两种理论都发现基因交流对现代人演化的重要性,所以“多地区进化”发展为“连续进化附带杂交”,“完全替代”发展为“不完全替代”(加杂交)。那么我们是否应该寻求新的理论来替代这两种水火不容的观点呢?我和吴新智院士于2010年在《中国科学》发表了一篇文章,提出了“区域性多样化”的演化模式,即在不同地区现代人群有不同的来源,有不同的生存适应过程。这可能是我们在未来需要思考与发展的方向。
 
  谢谢大家!

(注:本文是根据高星在“第四届中国公共考古—荆楚论坛”上的演讲录音整理而成,经演讲者审阅,图片来自演讲PPT)
 
(责编:李来玉)
 
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第四届“中国公共考古-荆楚论坛”专题报道

高星:寻找我们的直系祖先——真相与谬误

发布时间: 2017-01-24

  对于现代人起源,尤其是对我们直系祖先的寻找,很多人都感兴趣,媒体也在不断拷问,但是在很大层面都只是茶余饭后的谈资,很少有行动去研究、思考、传播。
 
  我今天谈的就是这个问题。媒体和社会大众经常搞不清两个概念:人类的起源和现代人的起源。很多人会说,人类不是起源于非洲吗?怎么现在又谈本土演化?这实际上是两个概念:人类起源是指我们最初的祖先,即远祖的来源,也就是从古猿中分化出来的具有直立行走能力的这个灵长类群体出现的节点;现代人起源是指我们直系祖先,即近祖的来源,发生的时间节点很近。这是不一样的概念,不要混淆。

人类演化经历的不同发展阶段
 
  现代人在演化阶段上被称为晚期智人,总体来说与我们现生人群有基本一致的生理结构特点,行为方式与以前有很大区别。以前认为现代人起源是很晚的事情,4、5万年前才出现,但学术研究不断将现代人起源的节点向前推至10到20万年前。对于早期现代人,亦即我们的直系祖先,我们想知道他们是谁?来自哪里?这个问题在最近三十多年成为学术界的热门课题,围绕这个课题产生了两大学说:“多地区进化说”或者“连续进化附带杂交说”和“非洲单一地区起源说”或者“出自非洲说”、“夏娃说”,这两个学说经常针锋相对地发生争论,有的媒体将国内这两个学说的代言人——上海(复旦大学遗传学研究所)的金力院士和北京的吴新智院士,他们的头像和观点,在报纸上并列刊登,进行论战。
 
  对于这两个理论,很多人知道一些但不全面。我在这里列出来,大家可以在对比中看出它们的异同点。
 
  “多地区进化”与其后在此基础上发展出的“连续进化附带杂交”假说,核心论点是早期智人甚至是晚期直立人以来,人类就是一个生物种群,没有发生新的分化;东亚地区从直立人以来演化是连续的,不存在演化链条的中断,期间没有发生大规模移民替代事件;这个地区人类与外界有一定隔离,这种隔离使得东亚人群从古到今与西方人群存在一定区别,区域性特点鲜明;但这种隔离并不是完全的,只在某种程度上发生,东西方、南北方人类在不断迁徙背景下基因交流不曾真正中断过,而且这种基因交流有与时俱增的趋势;迁徙与基因交流使东西方人群保持在一个物种内,没有分化成不同的物种;对中国与东亚而言,基因交流在古人类演化中只起到辅助作用,本土人群的代代相传、连续进化占主导地位,所以叫做“连续进化附带杂交”。
 
  “出自非洲说”也称“替代说”,它首先认为现代人类即晚期智人是有别于直立人和早期智人的新的物种;现代人在约20至10万年前起源于非洲;非洲是现代人唯一的起源地,其他地区的现代人都是从非洲起源后迁徙扩散的结果,而且这种扩散是一个完全替代的过程,即除了非洲之外其他地区的古老人群都灭绝了,没有产生后代,我们都是20万年前从非洲诞生然后扩散出来的早期现代人类的后裔;具体到东亚地区,认为现代人是先到达东南亚然后从南向北扩散;对中国而言,早期现代人约在5、6万年前从南部进入然后向北迁徙;原先生活在这片土地上的人群,例如大家耳熟能详的北京猿人,在现代人到来之前因末次冰期天寒地冻的恶劣环境而灭绝,新来者与原住民之间没有碰面、交集。
 
  这项研究开始是在学术界中进行,后来媒体推波助澜,就远远超出了学术讨论的范畴。比如印度媒体的报道中提到印度科学家看到这个结论很高兴,因为现代人先到达印度半岛,然后去往中国、日本、韩国,那么印度人的演化地位要比东亚其他地区的人群早,因此印度人相对于东亚其他人群有更高的演化地位。韩国媒体也找到了自信心的归属点,认为日本人要经过朝鲜半岛才能到达日本,所以朝鲜半岛上的先民是日本人的祖裔群体,但他们忘了这些早期人群是要先经过中国大陆才能扩散到朝鲜半岛的。
 
  “出自非洲说”提出后风靡学术界和媒体,呈现一边倒的趋势,相反 “多地区进化”、“连续进化附带杂交”假说受到嘲讽、否定甚至打压。虽然“多地区进化”在上世纪40年代就由德国学者魏敦瑞(Weidenreich,后来加入美籍)提出,而“出自非洲说”是1987年才在分子生物学界提出,但“出自非洲说”后来居上。
 
  中国学界在“出自非洲说”提出来的前十年基本没什么反应,后来由于金力教授团队的研究和倡导,这一学说开疆拓土到了中国学术界,并渐使中国成为这一波学术争议的中心之一,在这样的讨论下,中国人的祖先似乎一下子变得模糊不清,要重新定位、寻找。在学术讨论和媒体报道之中,东亚及中国地区人群本土连续演化、现代人本土起源的理论受到质疑和批判,例如美国学者Barry Sautman认为,中国学者坚持本土人群连续演化是被民族主义绑架和被政府利用的结果,是学者配合党和政府凝聚民力民心的不自觉的行为;部分中国学者也持这种意见,比如有学者在《科学时报》发表文章称:当我们处于殖民地半殖民地社会时坚持这种立场可以激发自强不息的精神,但处于高度国际化的今天,仍旧坚持中国人本土起源的学说,未免有些狭隘,这是一种文化沙文主义的表现。

多地区进化说


非洲起源说
 
  在这里我想提出一个问题,“出自非洲说”是被普遍接受的科学论断吗?东亚人类连续演化的假说是否真的是民族主义作祟而非科学观点?多地区起源、连续演化的主张有什么证据支持?另外,在讨论与传播中如何分辨什么是真相?什么是谬误?我们到底应该相信谁?
 
  首先介绍一下 “出自非洲说”、“完全替代说”的支持证据。第一,这种理论最重要的证据是一种间接证据而非直接证据,是对不同地区的现生人群遗传变异的溯源推导,即从现代变化来推导远古。其假设前提是一个地区的遗传变异越复杂,这个地区的人类历史根基就越久远。研究结果是现在的非洲人遗传最复杂,因而人类的根儿就在那里;第二,这种学说试图寻找现生人群中的古老基因,发现非洲人携带的古老基因较多。再进行聚类、演化树形分析,就得出现代人类起源于非洲的结论;第三,他们也致力于从远古人类身上寻找直接证据,其中包括对尼安德特人的古DNA分析。尼人是20万年至3万年前生活在西亚、欧洲甚至西伯利亚的一支人类,是早期智人的代表。对他们的基因测序发现他们与现代人截然不同,二者之间存在不可逾越的鸿沟。于是认为尼安德特人代表的古老人类已经完全灭绝。还有化石形态证据,例如在东非Omo和Herto两处遗址找到古人类头骨化石,年代分别被测定为距今20万年和16万年左右,其形态是完全现代人的,与从DNA角度推测的现代人起源时间非常契合。当1987年三位遗传学家在Nature上发表首篇“出自非洲说”的文章时,他们并没有任何化石证据,完全根据分子生物学推测得出结论。之前对Omo头骨的测年结果为距今10万年左右,后来重新测年将年代改写为20万年左右,对出自非洲说给予了重要支持;第四,从考古学文化角度,一些学者同样致力于寻找证据,如精美的石叶工具、复合工具、骨器、艺术的作品及墓葬等,都被认为是早期现代人的行为遗留,如果有这些遗存存在,它们的创造者就是现代人,如果没有这些遗存就是古老人种。
 
  有些学者尤其是分子生物学家非常坚信他们的研究是完全正确的,例如中科院昆明动物所的宿兵先生认为:过去二十多年遗传学的所有证据都支持现代人非洲起源假说,DNA特点是代代遗传没有断裂,并且DNA复制率——基因变率数据基本恒定,分子生物钟可以被用来推算人类起源与演化的时间。还有学者认为基因作为证据更可靠,其他事物变化太快,人类唯一无法改变的就是基因,而且基因可以不受环境、战争、社会影响,即使有变化,分子生物钟也会按照一定速率变化,并不会因环境而调整事件间隔。
 
  但并非所有人都同意这种观点。2007年就有分子生物学家认为基因突变率并非恒定,不同学者有不同计算方式,不同分子生物种数据可能导致两倍甚至二十倍的数据差异。有学者指出假如用不同方式计算,现代人起源时间从500万年前到5.9万年前之间都有可能。中南大学的黄石教授认为分子生物钟仅有限的局部存在,而并非普遍现象,分子生物钟就是用一个不确定的东西去解释另一个令人疑惑的现象,这条路的漏洞以及等距离现象的正确解读只有在几年前才被认识到,我们应该认识到这种弊端的存在。两三个月前网上有一篇被热炒的文章,题目是“美国DNA谱系科学院再驳非洲起源说”,作者认为之前的研究数据完全没有任何科学基础,根本不存在现代人非洲起源的可能性。这篇文章发表后我咨询了复旦大学的一位遗传学家,他说这个人是一个民科,完全不具备相关的科研能力。维基百科也有这样的评论。那我们可以对这位民科的观点忽略不计。但一些严肃的学者也有类似的言论,例如Alan R. Templeton,原本是出自非洲说的一位重要推手,并且认为现代人从非洲走出去的时间不止一次。但是他后来做了反思,提出出自非洲说用现代人群遗传变异做溯源推导是建立在一些错误的信息基础上,假如这些错误被纠正,出自非洲说的支持证据就所剩无几,反而是连续进化附带杂交更有说服力。2013年一位学者发表的一篇文章认为“出自非洲”是一场骗局,存在诸多虚幻的假设前提、错误的材料信息和逻辑混乱,对很多质疑无法回答。相反,被“出自非洲说”冲击得支离破碎的“多地区进化”模式,却有着坚实的科学与证据基础,能更好地回答人类演化的一系列问题。这是西方学者的一些反思,所以并不是所有人都赞成这种理论。 
 
  出自非洲说或完全替代说理论也在不断修正发展中,这种修正与发展的基础是古DNA分析的突破。古人类DNA分析工作吉林大学已经做了多年,中科院古脊椎所最近也建立了分子生物学实验室,引进了目前这方面最好的设备、技术和人才。当然这方面工作的领跑者是西方学者,尤其是对尼安德特人基因的提取和解读。其中的一项重要突破针对的是出土于俄罗斯西伯利亚阿尔泰地区一个叫做Denisova洞穴的人骨材料。当时发现非常小的一段人类指骨,小到很难用手指捏起来。对其DNA提取测序竟然发现属于一个完全未知的人种,既不是尼安德特人也不是所谓早期现代人,是一个新的人种,3万到5万年前生存在南西伯利亚地区,被命名为“丹尼索瓦人”(Denisovan)。于是发现,当时这个区域同时生活着三种人:丹尼索瓦人、尼安德特人和早期现代人。这三种人在一个地方同时出现,说明新的人种的诞生并不会取代其他人种。这种证据实际上不断被发现,比如在印度尼西亚弗洛里斯岛发现小矮人,是很近的年代,但具有非常古老的特征。在云南发现的马鹿洞人和广西的隆林人都有这个特点。所以人类演化并非直线单向的简单过程。对“完全替代说”的最大冲击来自于对尼安德特人基因测序和尼安德特人与早期现代人基因交流证据的提取。刚才说到,早期研究认为尼安德特人与现代人基因差距特别大,不可能有任何基因交流,但是2010年一篇发表在Science上的文章报道,在克罗地亚的一个洞穴里面发现了一批尼安德特人骨片,对其中三件做DNA提取并获得了成功,测序分析表明,生活在欧亚大陆的人群(例如法国人、中国人等)比生活在非洲的人群(例如南非人、约鲁巴人)在基因组序列上离尼安德特人更近,说明欧亚大陆的早期现代人很可能和尼安德特人有过杂交。研究人员还通过对欧亚大陆人群的分析,找出了多个可能来自尼安德特人群的基因片段。总体来看,人类基因组中有大概1%-4%的区段可能来自尼安德特人。这咋看之下似乎是可以忽略不计的比例,但我觉得完全不可以忽略,它的意义不在于从1%到4%,而在于从无到有。因为以前认为这种人彻底灭绝,但现在发现我们的血液中流淌着他们的基因,以后的科学研究又不断揭示更多的基因交流的事实和真相。我们研究所的付巧妹博士先后在Nature上发表了两篇文章,公布了对从罗马尼亚、西伯利亚地区发现的3、4万年前的人骨进行DNA测序的结果,发现尼安德特人确实对现代人基因做过一定程度的遗传贡献,其中一个个体中所含的尼人基因达到6%-9%,该个体的第5或6代先人中的一位就是尼安德特人。一位学者于2014年在Science上发表文章,认为尼安德特人对一些现代人群体的基因贡献甚至能达到20%,而且尼安德特人的基因贡献不在于多少而在于种类,因为他们是生活在欧洲比较寒冷的地区,具备一些特殊基因,而早期现代人得到这种基因后可以保证从非洲迁徙过来后,能在寒冷气候环境中,包括青藏高原等高海拔地区生活,使我们能够免除一些疾病,对环境适应能力增强。当然也有分析认为我们从尼安德特人身上也获得了一些遗传疾病,所以作用有好有坏。

发现于印度尼西亚的弗洛里斯人
 
  由于发现尼安德特人和所谓出自非洲的“早期现代人”发生过基因交流,现代人基因库中含有一定尼安德特人的遗传信息,于是提倡“出自非洲说”的一些学者改变或悄悄改变了观点,他们提出了一种新的观点叫做“同化说”,认为从非洲迁徙出来的早期现代人到达西亚时与尼安德特人进行了一定的基因交流,这种交流中尼安德特人做的贡献很少,早期现代人的基因占据主流,所以总体来说还可以维护“出自非洲说”的理论。考古界也有些反思,以前认为早期现代人拥有的文化特点比如精美的石器、骨器、艺术品、墓葬等,尼安德特人也都拥有。另外研究者发现人类的行为变化远远大于体质形态变化,考古学文化无法与人类的特定基因或体质形态相对应,并不是说早期人类技术一定要原始,晚期一定要先进,人的文化是对环境变化的适应,所谓的现代人行为标志出现在不同时间、不同人群、不同地域中。从考古方面论证人类起源,尤其是为出自非洲说寻找证据或者文化标识的做法,在考古界逐渐被摒弃了,以前针对现代人行为标志会列出很长的清单,但现在这种做法已经被认为过时了。多数考古学家正在远离现代人行为起源这个议题,开始更多地关注不同地区人群行为方式的多样性,研究人类的生存方式如何适应环境变化。
 
  下面讲述东亚本土人群连续演化的证据。首先从体质人类学角度,在人类化石上提取到一系列形态特征,表明中国和东亚地区人群自古以来存在很多连续性的性状,比如鼻梁矮,额骨与鼻骨和上颌骨相接的骨缝呈大致水平的弧形等。鼻梁矮,这是我们演化适应的结果,很多人整形,把鼻梁变高,但是后代依然如此,这是我们基因的特点,整形不会产生根本的改变。铲形门齿也是从早到晚都有的特点,这种特点在西方人,无论黑人还是白人身上都很少有。另外我们不断发现一些从古老型的人类向现代人过渡的化石证据,比如贵州盘县大洞13万年前的人类牙齿,从年代和其他方面判断应该是早期智人的遗存,但出现一些现代人牙齿的形态特征。几年前在广西崇左发现一段人的下颌骨,有下颌向前萌发的特征,这种特征是现代人的一个标识,年代在11万年前。这些发现在国际上有一定反响。去年有一项重大成果被评为中国科学十大进展——湖南道县发现47枚人类牙齿,年代被判断在距今12万到8万年之间,而形态却是完全现代人的。“出自非洲说”认为在这个时段这个地区还没有现代人出现呢。这篇文章发表在Nature上,引起非常大的关注、争议和讨论,应该说这项发现再次冲击了“出自非洲说”所假定的早期现代人到达中国的时间节点,也强化了本土人群连续演化的论述。那么遗传学证据呢?目前我们有了一项突破,从中国地区旧石器时代古人类化石上成功提取DNA的唯一案例。材料是在北京周口店附近的田园洞发现的一具人骨骼,只有颅后骨,没有头骨。对人骨的直接碳十四测年结果表明,该个体生活在距今4万年前。我们的团队经过技术创新从一块骨头上提取到线粒体DNA和核DNA,测序结果表明该个体是完全的现代人,并且跟我们目前生活在东亚地区的蒙古人种和北美印第安人基因很接近,也就是说从DNA的角度找到了一具4万年前生活在华北周口店地区蒙古人种直系祖先的遗骸。这项分析还发现,当时我们东方人类与同期的西方人类在DNA上已经有很大的区别,已经产生了遗传距离。但目前我们的DNA线索仍然很少,还无法回答田园洞人之前演化的问题。还有特别值得关注的最近几项西方学者做出的研究,发现欧亚大陆早期现代人和目前在西方生活的人类身体里面含有一种神秘的DNA,其来源没有得到破译,但知道这种DNA应该来自于一支未知的古老型人群。关于这群人来自于哪里,我也跟一些学者进行过讨论,是不是生活在东亚地区的常被大家忽略的早期智人,比如大荔人、金牛山人、丁村人、许家窑人,他们都属于这个时段这个群体。

13万年前的盘县大洞人类牙齿已经呈现早期现代人特征  
 

11万年前的广西崇左智人下颌骨
 
  但是由于他们的DNA没有得到破译,我们不知道他们对我们现代人基因有没有贡献,有多少贡献。发现这样一个神秘的基因群体,需要我们尽快去做研究,对相关问题做出解答。
 
  从考古学的角度进行研究,我们的证据就更多了,比凤毛麟角的人类化石更加连贯更加丰富,也比通过遗传变异推导有更多的材料基础。总体来看我们这个地区旧石器时代人类是个一脉相传、连续发展的演变过程,在各个方面都有所表现,包括工具的技术、形态、组合、区域性传统演变过程等,在此就不一一展开谈了。有西方学者(Clark)提出旧石器时代人类石器技术演化的五个模式,即奥杜威模式,阿舍利模式,莫斯特模式,旧石器时代晚期技术(石叶)模式,中石器时代细石叶技术模式。这些模式从早到晚是递进的,但也非绝对,有一些重叠。非洲旧石器时代文化包含了第一模式到第五模式,是最完整的;西亚和欧洲第一模式基本缺失,因为人类可能是在100万年前才到达西亚和欧洲,其他模式在该地区演替完整;而在中国-东亚地区从始至终都存在第一模式,中间出现过第二、第三和第四模式,但是从来没有成为过主流,而且是昙花一现的,第五模式在以北方为主的地区呈马蹄形分布,延续到早期历史时代。所以从文化的角度上,中国-东亚地区第一模式一直是主流,这种文化的创造者一定是这个地方生活的主体人群。我们也致力从考古的角度寻找外来人群带来的遗物遗迹,不能固步自封、画地为牢,排斥这种可能性。我的研究团队在宁夏水洞沟做了很多工作,这个遗址从4万年前有人类生存开始,到1万年前都有人类留下的遗存。水洞沟遗址发现很多非常有意思的材料,从考古遗存判断,4万年前突然出现非本土人群,创造出第三模式与第四模式混合的文化,表现为勒瓦娄哇技术和石叶技术的混搭。这些人来自哪里?通过追踪和对比研究,我们在新疆北部找到了文化性质类似的骆驼石遗址,在与蒙古接壤的内蒙古金斯太遗址也有这套遗存。顺着蒙古和新疆追过去,在西伯利亚阿尔泰地区有更多、更早、更典型的这套遗存,很明显,勒瓦娄哇技术-石叶技术是从西北迁徙过来的,在中国北方只有少数存在,并且后来消失了。通过水洞沟案例得出一个结论:大概在4万年前左右的晚更新世中晚期,确实有外来人群迁入,但不是如“出自非洲说”推测的来自南方而是来自北方,拥有这种石叶技术的人群曾经与本土人群并存,并且在一定的区域占过主体地位,但后来消失了,没能取代本土人群。本土人群在经历演化后,出现精美的石器、骨器、装饰品、复杂的用火等技术与行为,即所谓的现代人行为特征,也就是说本土人群的演化也是在不断向前发展的。这是我们通过旧石器考古学研究在中国目前可以确凿地追踪到的唯一一支外来人群,唯一明确的证据。这种证据支持本土人群连续演化并与西方人群存在混合与交流的论断,但不支持“替代说”。
 
  另外,“出自非洲说”有一个判断,即末次冰期的寒冷气候导致本土古人群灭绝,中国-东亚在5万到10万年前没有人类生存,5万年前迁徙过来的人群一路畅通进入无人之境。但我们从旧石器考古研究来看,这个距今10-5万年的空白是不存在的,有很多人类遗存,包括人类化石和文化遗产,就出自这个时段。例如山西-河北交界的许家窑遗址,甘肃的徐家城遗址、大地湾遗址,河南织机洞遗址、北窑遗址、重庆井水湾遗址、枣子坪遗址,湖北黄龙洞遗址、湖南福岩洞遗址等,但这些遗存被“出自非洲说”的拥趸以年代不确定为由排斥在外。末次冰期天寒地冻导致本土人群灭绝到底有没有道理或可能性?我认为完全没有!这个时间节点是从10万到5万年前,但在7万多年前气候才真正开始变冷,才进入末次冰期。即使在末次冰期期间,还发生过多次的冷暖干湿交替,最冷的时段发生在20,000-18,000年前,当时海平面比现在低150多米,但这个时间节点已经远远晚于早期现代人起源与扩散的节点,与现代人起源没有什么关系。研究表明,末次冰期在中国-东亚这个地区,气温要高于欧洲和北美。对黄土高原的季风气候研究表明,黄土高原南缘在末次冰期仍有古土壤生成,大家知道,古土壤只有在暖湿的环境下才能生成,说明黄土高原南部地区在末次冰期仍然有适宜人类生存的条件,进而可以推测:中国中部、南部广大地区即使在冰期最寒冷的时期也不足以导致生物的大规模灭绝。末次冰期并不是历史上最寒冷的冰期,之前有若干冰期比末次冰期更寒冷,只是末次冰期年代距离我们最近,记录最多,所以得到的研究和关注更多。那么我要问一个问题,在过去更加寒冷的时代,在人类技能、生产能力更弱的时代,人类没有灭绝,到后来人类的技术和生产能力都比以前大幅增长,却因为一次并不很寒冷的冰期而灭绝,这是不是在逻辑上存在问题?对古生物研究表明,在华南地区,整个更新世都有一个稳定的大熊猫-剑齿象动物群生存,其中包括猩猩、剑齿象、犀牛等喜暖喜湿的动物,这说明整个更新世时期的华南地区都是适宜人类生存的。华北的一些动物,像披毛犀、猛犸象、熊、狼、獾、鬣狗、鹿、野牛、野马、野驴、野猪等都走完了更新世的征程,有些种类现在还存在,家猪由野猪演变而来,狗也是由狼演变而成,这些都是被动适应环境而存活下来的哺乳动物,与人类的生态位基本重叠。人类能制作工具,会用火取暖,能制作衣服,能改造居住环境……为何这样高度智慧的人类反而不如其他动物具有适应生存能力?还可以这样思考:如果因为寒冷,长期在适应环境的变化而灭绝,那些从非洲热带迁徙而来的人群到一个寒冷的环境反而活得悠闲自得,有何道理可言?因而,武断地认定本土人群灭绝了,被从西方迁入的人群替代了,有很多常识性、逻辑性的缺欠不可忽略。
 
  为什么不同学科、不同学者对现代人起源会得出不同的结论?这项研究目前主要是在古人类学家、考古学家和分子生物学家中进行的。这三个领域在这个问题的研究上各有什么优势劣势?这里我尝试做几点分析。
 
  古人类学,我觉得更确切的应该叫做化石人类学,因为在一些学科划分中,古人类学还包括旧石器考古学。这个学科对古人类生存的时空信息,个体与群体在不同演化阶段的体质特点与变化,营养、健康、生长发育、古病理、个体成熟情况与死亡年龄等能提供直接证据,对人类演化大的趋势、格局,特定人群迁徙、扩散路线与方向,特定人群生存环境,不同地区人群的形态差别等,能提供重要信息。但是它也有局限:化石稀少,无法建立人类演化完整的证据链;还有个体化石形态对一个时段或群体的代表性存在被质疑的空间,例如陕西公王岭蓝田人,最近其出土地层被测定为163万年前。在他之前的元谋人(170万年前)和约100-80万年前的郧县人之间,只有这一个化石,这个蓝田人的形态特征能代表这个时段的所有人类吗?所以材料少是一个先天不足的限制因素。另外,这个学科经验研究与主观判断占有很大成分,定量分析和重复检测验证能力相对较差;有些化石的年代和出土环境信息缺失;还有,对形态的研究难以揭示人类起源与演化的机理、机制。
 
  考古学材料相对丰富,对人类活动的时空范围,对特定环境的适应,技术特点与发展变化,迁徙扩散的路线,农业、文明、城市、国家等的起源等方面提供重要信息与证据,尤其对一个区域或时段而言,只要我们发现考古学证据,即使没有发现人类化石,也知道人类是在那个时段生存的,可以提供人类生存活动是否连续,是否发生过中断、替代等方面有助的信息。当然考古学也有先天性的不足,考古学文化无法对文化的创造者的生物属性进行直接反映;文化产品很少受自然规律的制约,存在着时空上的很大变异,规律性不强;经验与主观色彩在研究中占有一定的成分,定量分析和重复验证能力相对较差,也同样难以揭示人类起源与演化的机理。
 
  分子生物学有更好的科学技术基础,这是我们必须承认的。还有很强的大数据分析和重复检测的能力,能够从很小的骨骼片段上提取到DNA,例如之前提到的Denisovan人指骨的例子,甚至还能从地层残留物中提取DNA。分子生物学强于微观分析,能揭示人类起源变化的生物机理,因为人类的演化很多是因为基因突变或遗传变异导致的。当然它也存在一些先天性不足,存在一些未经检验的假定和前提,如恒定的遗传变异率或分子生物钟,而且它简单地将遗传多样性大小等同于演化历史的长短;简单地将不确定的现代人“起源于非洲”的时间表述为十分确定的20万年前——现在很多文献对此非常笃定,事实上在原始文献中这个时间是不确定的。另外从其他学科借用一些未经过独立检验的假设或结论来支持自己的论述,例如“瓶颈说”,认为大约几万年前地球上只有几千人,几乎灭绝,实际上这完全是虚幻的假说,没有坚实的证据。再比如末次冰期导致本土人群灭绝,也是分子生物学家提出的,只是看到地质学家描述这个时期很冷,从考古文献中发现这一时段的记录很少,就得到了这样的结论。古DNA分析目前只在有限的人类化石上提取到遗传信息,更多的材料尚未被触及,所获得的结果与结论难免偏颇与局限。还需要指出,通过现代人群的遗传变异对古代人群做溯源推导只是有待验证的推论,却常常被作为直接的证据或既成事实加以推导。
 
  那么如何解决这一问题呢?我认为首先是各学科发挥各自的强项,做自己擅长的事情,然后再进行交叉合作。另外我们特别期待在古DNA方面有重大突破,因为更多的古人类基因提取与测序才能提供更多直接证据,不同于从现生人群做遗传逆推,就像考古学文化层一样,中间有消失或被扰动的层位就不能完整的推回去。还应该对化石人类和现生人群做更多的全基因和核DNA的分析,而不是局限于信息有限的线粒体DNA,单从母系方面进行追溯。当然还要多学科的交叉协助,包括同位素分析、年代环境分析等,这种交叉协作需要我们互相取长补短,需要左顾右盼,防止片面、孤立地得出难以服众的结论。
 
  如果要我给这个演讲做个结论,那就是现代人起源、演化是一个非常复杂的过程。最近西方学者发表的一篇文章对现代人从非洲扩散的观点做了重新思考,这是十七位作者像宣言一样联名发表的文章,他们认为这种简单的单地区起源、扩散的思维模式必须摒弃,必须重新思考混血对现代人的影响。美国古人类学家Wolpoff 是和吴新智院士联合提出东亚地区人群连续演化理论的著名学者,他指出,东亚地区化石记录表明,现代人类起源是一个非常复杂的过程,这个地区连续性占主导,当然其中有外来基因,并且认为所有地区的人都有外来基因都有混血。他调侃道:奥巴马总统把自己描述成杂种狗,而现代人种起源研究的遗产就是意识到我们全部都是杂种狗。
 
  关于现代人的起源与演化,立足世界各地的资料做观察与思考,我认为,在旧大陆的几个重要人类演化中心存在着区域性的多样化模式:首先是非洲,这里人类是连续演化的而且不断有人群在走出非洲向世界各地扩散。实际上这是我们看到的一个方面,其他地区的人也会走进非洲,是一个多向而非单向的过程。在欧洲和西亚,是以非洲遗民为主的不完全替代的模式,即一支或多支早期现代人群从非洲迁出后首先到达西亚,然后去往欧洲,他们与本土已经存在的尼安德特人有一定基因交流,但是他们可能因为人数众多留下的基因信息更多,所以基因库中以他们为主而尼安德特人为辅。而在东亚地区,我认为演化模式就是“连续进化附带杂交”,这个假可以很好的解释各方面材料与证据。
 
  关于现代人起源与演化的相关过程与论断、争议,何为真相,何为谬误?
 
  我认为我们目前可以认识到的真相有几重:1)“出自非洲说”并非被学术界广泛接受的科学论断,在东西方都有反对的声音,尽管媒体经常把它作为科学事实和结论对待。具有原教旨主义色彩的“完全替代说”基本上已经被摒弃,只有少量学者还在坚持欧亚大陆原有的古老人种全部灭绝,只有从非洲出来的这支人才是我们纯净的祖先。“出自非洲说”在很大程度上已被修正为同化说,不同人群存在基因交流在学术界基本成为共识;2)“多地区演化”或“连续进化附带杂交”的观点在东西方都有拥护者,并且得到越来越多的证据支持;3)从考古学角度无法将早期现代人与其他人群进行区分,考古学在这方面不是强项;4)现代人起源是一个复杂的过程,没有必要否定从非洲演化出一种人类并向世界各地扩散,但从非洲走出并扩散的人群只是所谓早期现代人中的一个支系而非全部,在其他地方,尤其是东亚地区,照样有早期人类向晚期人类演化过渡。如果学术界只看到非洲这一个支系就是以点看面、以偏概全。但是到目前为止对东亚研究很少涉及,所以这里是现代人类起源演化的一个具有很多谜团的区域,我们不能简单的把从非洲、欧洲研究出的现代人类起源与扩散的模式搬过来,针对这个地区必须独立开展相关研究,尤其是古DNA方面的分析。
 
  目前的认识与传播中存在哪些谬误呢?首先一个误区是通过现生人群可以完整无差错的恢复远古人类遗传变异的过程。这是不可能的,因为有些遗传信息已经消失了,类似地层消失不可能复原一样;另外一个谬误是认为现代人是与直立人、早期智人完全不同的新的物种,这也是不成立的。物种的确立,是以生殖隔离为前提的,即作为一个生物种,种群内部异性之间可以交配并且能产生有繁殖力的后代。对于远古人类来说,我们根本无从知晓不同阶段、不同地区人群是否存在生殖隔离,因而所有的化石人种和基因人种都不是生物种的概念。直立人、早期智人、晚期智人的划分是基于化石形态差别,我们无法知道他们的生殖能力,不知道直立人和早期智人异性间能不能生儿育女;同样,从分子生物学上来区别的早期现代人、Denisovan人和尼安德特人,只是遗传变异的差别,并不是说他们是具有生殖隔离的不同物种,现在研究发现尼安德特人与早期现代人有基因交流,我们是他们后代,我们有生殖能力,从这一点上,我们必须把尼人重新拉入人类的生物种,他们本来就与我们同种。有位遗传学家曾发表言论,说尼人与我们不同种,但我与他辩论交流后,他承认尼人与我们应该是一个物种,但可能存在亚种的区别。这里存在概念混乱乃至偷换概念的问题,一些人对这样概念的使用未加思索,过于随意。还有一个谬误是将中国和东亚在距今5万到10万年间存在人类演化空白的假设当成事实。如上所述,这样的空白根本不存在。最后一个谬误是中国本土人群连续演化的观点是缘于民族主义作祟。我不能排除个别学者是基于狭隘的民族主义信念支持这种结论的,但我相信严肃的学者是立足于材料证据和严谨的学术研究的。
 
  “连续进化附带杂交”的理论立足于直接证据即化石材料, 从东亚地区化石人类形态演化的连续性和旧石器文化发展的承继性论证从早期人类到现代人类的连续进化, 具有材料的优势和基础;该理论强调新-老和本土-外来人群间的互动, 不排除基因交流的可能性并强调其在维持人类单一物种方面的作用, 能成功地解释古人类在200万年前走出非洲后在世界各地进化发展而未分化为不同物种的事实, 能够协调其他学科的研究成果与证据,具有更大的包容性和逻辑上的合理性;它是目前在已有材料基础上得出的科学结论,是在诸多假说中最能合理解释中国古人类化石和考古遗存特点、能最大程度整合各方面证据和论述的学说,而非出自研究者狭隘的民族情感,也绝非少数中国学者的自娱自乐。当然,这样的假说、理论也需要不断发展完善,最终被扬弃、替代!
 
  我所说的上述相关理论本身也在发展变化,从最开始双方所坚持的“多地区进化说”与“出自非洲说”-“完全替代论”,到后来找到了共同点——基因交流,这两种理论都发现基因交流对现代人演化的重要性,所以“多地区进化”发展为“连续进化附带杂交”,“完全替代”发展为“不完全替代”(加杂交)。那么我们是否应该寻求新的理论来替代这两种水火不容的观点呢?我和吴新智院士于2010年在《中国科学》发表了一篇文章,提出了“区域性多样化”的演化模式,即在不同地区现代人群有不同的来源,有不同的生存适应过程。这可能是我们在未来需要思考与发展的方向。
 
  谢谢大家!

(注:本文是根据高星在“第四届中国公共考古—荆楚论坛”上的演讲录音整理而成,经演讲者审阅,图片来自演讲PPT)
 
(责编:李来玉)
 

作者:高星

文章出处:中国考古网