【人的創造-4】只有8萬年！人類起源基因之解
文：格致夫 我們是誰？來自何處？將往何處去？這是人類首次仰望星空就希冀獲知答案的根本問題之一。 一、尋找人類祖先的考古熱潮
達爾文於1859年發表了花費22年心血完成的巨著《物種起源》，被恩格斯譽為19世紀自然科學三大發現之一（其它兩項是細胞學說、能量守恆與轉化定律）。書中“物競天擇、適者生存”的進化機制，以及所有哺乳類動物擁有一個共同祖先等觀點引起世界轟動，並在科學界引發一場尋找人類祖先的風潮。從歐洲到非洲的廣大地區，遍布西方探險家和考古學者的足跡。然而，經過半個世紀的努力，發現最早的人類化石距今不過10萬年左右。最有代表性的，如在克羅地亞一處山洞發現的歐洲史前人類，也只不過13萬年前的尼安德特人。 上世紀20年代，有人在北京周口店的山洞裡，偶然發現一枚類似人類牙齒化石，於是在1927年展開一場正式發掘。發掘的結果令世界震驚。從石器、用火遺蹟，到完整的猿人頭骨，可謂成果豐碩。其年代距今約68～78萬年（原認為50萬年）。周口店將人類的歷史向前推進了至少50萬年！ 此前，雖然尼安德特人、爪哇人和海德堡人的遺骨化石已經問世，但由於保守思想的束縛，這些發現並未獲得學術界公認。即是在贊成進化論的學者當中，對於這些化石在人類進化過程中的地位和人類起源問題，亦眾說紛紜，莫衷一是。 “北京人”頭骨發現後，特別是隨後又發現了石器和用火遺蹟，徹底改變了這種狀況。直立人的存在得到充分肯定，基本上明確了人類進化序列，為“從猿到人”的進化說提供了有力證據。“北京人”的出土被學界譽為“古人類研究史上最為動人的發現之一”。更一度使中國成為全人類的發源地！1987年，周口店“北京人”遺址被聯合國教科文組織列入世界文化遺產名錄。 也正是在這一年，美國一位名不見經傳的女學者，發表的一篇論文引起轟動。數年後，則徹底動搖了中國人對發現“北京人”的榮譽感！（容後詳述） 50多年來，中國考古工作者先後發現以元謀人（170萬年前，另說約60～50萬年前）、藍田人（110～115萬年前）、金牛山人（距今約28萬年）、山頂洞人（距今約3萬年）和黃龍人（距今約3～5萬年）等為代表的60多處古人類化石地點以及上千處舊石器時代文化遺址。 中國考古學界認為，從“北京人”為代表的直立人到現代中國人，中間沒有間斷，是河網狀不斷推進，附帶少量雜交而來的。因此，中國現代人類起源於本土的早期智人！“北京人”作為現代中國人的直系祖先之一，被寫入中國歷史教科書。 然而，世界考古工作者隨後在非洲的重大發現異軍突起。在那裡發現了400多萬年前、以及150～300萬年前能直立行走的人類化石！1974年，在埃塞俄比亞一處沙漠地帶發現了距今300萬年的“露茜(Lucy)”。她是直立人，不是猿，但也不是智人。而約兩百萬年前的“匠人(Handy Man)”已能製造石制工具。 1992至1993年間，美國一研究團隊在埃塞俄比亞中部一處窪地發現了地猿（Ardipithecus），或稱始祖地猿，又稱阿爾迪（Ardi），是人科中最早的一屬，生存在440萬年的上新世早期。她是一個比露茜更原始的生物，她的存在證明了人和黑猩猩在更早的年代已分開演化。由於她與非洲的類人猿有很多相似之處，有觀點認為她屬於黑猩猩分支，而非人類分支。但因其牙齒像南方古猿，可雙足直立行走。故主要觀點認定它是原始人。 根據非洲的發現，權威觀點認為，大約700萬年前，非洲南方古猿出現，在以後的400多萬年裡，它們成為世界上占主導地位的人科動物。非洲南方古猿形成幾個分支，但全都能直立行走。此後國際學術界對於古人類起源問題爭論逐漸稀少，多傾向於接受非洲起源說。 當代史前人類學還有另一個重要觀點：人類分兩批走出非洲！ 第一批是直立人，後來他們變成了爪哇人、北京人、尼安德特人、海德堡人等。在一個相當長的時期內，直立人似乎是地球上唯一的人屬。他們富有冒險精神，勇於開拓新疆域。似乎以極快的速度遷徙到世界各地。一般認為，大約100多萬年前的某個時候，一些比較現代的直立人首次離開非洲，以大約每年40公里的速度，向新疆域遷移，最終在其它大陸繁衍生息下來。海德堡人，尼安德特人被認為是歐洲直立人進化的結果；而北京人、爪哇人則是亞洲直立人的代表。 第二批離開非洲者是更為進化的晚期智人，他們最終取代了早已在各大陸生存下來的首批直立人的後裔。這批智人就是我們現代人類的真正祖先。直到上世紀80年代，這個認識的清晰度依然是差強人意的。令人意外的是，當代炙手可熱的基因科學似乎在“不經意間”就揭開了這個長期困擾人類的謎團！ 二、“基因夏娃”理論橫空出世
按照《聖經》的說法，上帝取他創造的人類第一位帥哥亞當的一根肋骨造了第一位靚女夏娃。這對新人成了伊甸園的主人。此後，他們辛勤勞作，生兒育女，繁衍後代。這對帥哥靚女也就成了全人類的共同祖先。 現在我們知道，DNA是一個生命體的藍圖，是我們在分子級別上的“標識碼”。而生物體細胞中除了來自細胞核的染色體DNA，還有一種“線粒體DNA”來自細胞核外。與來自細胞核的染色體DNA決定下一代的絕大部分特徵不同，線粒體DNA只影響下一代的身高和眼睛的顏色。 線粒體DNA的一個重要特點是母系遺傳。男性從母親遺傳來的線粒體DNA無法傳給下一代。即只能由母親遺傳給女兒，才能代代相傳，而且遺傳過程中幾乎不發生改變。可以毫不誇張地講，線粒體DNA紀錄着全世界女性的演化史，因此也是人類的歷史！ 我們可以利用這一特性追溯任一女性的血統關係。在線粒體DNA未發生大的變異前提下，擁有共同女性祖輩的所有女性後裔應該有相同的線粒體DNA。假如目前全球所有女性具有相同的線粒體DNA，那意味着什麼呢？ 有亞當、夏娃情結的善男信女們想來一定不少！這其中就包括當今蜚聲世界的美國女學者、夏威夷大學的麗貝卡·康恩教授。康恩女士是該領域的先驅。她發現了一個重要線索，在線粒體DNA中，無害的變異隨時都可能發生。而每次變異都會在DNA中留下微小的“標記”。這些標記就像條形碼可以解讀。而她發現，變異發生的幾率十分固定！擁有最原始標記的族群是祖祖輩輩生活在非洲的族裔。她由此認定，這些非洲人是地球上最古老的人類！ 她與合作者動員了來自非洲、歐洲、亞洲、中東、澳洲土著和新幾內亞的147位孕婦捐獻出胎盤，供她取樣。然後採用線粒體DNA分析技術研究遺傳特徵變化。結果顯示，所有這些樣品的線粒體DNA都有可以識別的差異。但令人意外，差異都極其微小！人類線粒體DNA的差異比所有脊椎動物或哺乳動物間的差異都要小得多。這意味着人類是一個很年輕的物種（變異的機會太少）！ 所有胎盤樣品的線粒體DNA可分為兩類。一類僅在新近的非洲裔中發現；另一類則在來自世界其它地區的所有族裔包括其他非洲裔中出現！非洲裔之間線粒體DNA的較大差異意味着積累了較多的變異，表明這是一個歷史更長的族群。無疑她們是血統樹上最長的一支。因此，線粒體DNA樹起始於非洲！而世界各種族的人共同擁有唯一一位女性祖先，她就是“基因夏娃”！ 儘管不同種族外貌有相當可觀的差別，如膚色差異。非洲人膚色很深，是體內產生了較多黑色素的緣故，以抵禦過強紫外線對人體內一種關乎生育的葉酸的破壞作用。而歐洲人的白色皮膚有利於從不多的陽光中吸收足夠的紫外線，以合成人體所需的維生素D。據測算，膚色這類小變化只需幾萬年即可導致基因發生改變。而大腦容積這類重要變化則需幾十萬年時間。 稱之為“夏娃”，很容易令人產生對聖經故事的聯想和誤解。在聖經故事裡，夏娃是當時唯一的女性。基因夏娃的情況並非如此。她所處的遠古時代是群居部落時代。人類祖先們有很多部落。即使在她所處的部落，她也不是唯一的女性。只是攜帶不同基因體系的其她女性的後裔沒能延續而已。這裡有一個基因體系遺失規律。 在一個與外界隔離的群體中，隨着時間推移，基因體系的數量穩定減少。基因體系減少的過程稱為基因漂變。這種漂變與群體大小有關。與外界隔離的群體越小，漂變速度越快。即線粒體DNA體系減少的越快。原因是有的育齡婦女沒有生育女兒，有的女兒未能存活到生育年齡而夭折。由於群體處於孤立狀態，僅限於群體內的婚配繁衍。經過足夠長的年代後，最後只剩下一個線粒體DNA體系！例如，一個250人的孤立群體，會有五、六種不同的基因體系。基因圖譜顯示，線粒體DNA體系減少到一個大約需要一千年時間。 一個實際例子發生在南太平洋上的皮特克恩島(英屬)。1790年，6位英國水手和13位塔希提女人開始在這個與世隔絕的小島上定居。僅僅經過7代之後，一半的姓氏就消失了。如果該島繼續與世隔絕下去，可以預期，島上的所有人將都有相同姓氏！正如某個威爾士小山村或意大利村莊，經歷多少代之後，每個人都有相同的姓氏一樣。 康恩教授與合作者這一顛覆我們對人類歷史認知的成果，於1987年發表於科學界最負盛名的《自然》期刊。該項研究最具爭議性的部分在於：並非如人類學家和考古學家一直堅信的那樣，現代人是緩慢地、循序漸進地在世界各地分別獨立進化。人類從遠古猿人到現代智人的進化似乎只發生在一個地方——基因夏娃家族活動區域！然後，在距今7～10萬年前的某個時候，她的一部分後裔演化出某種優於世界上所有早期人類族群的優勢。一旦他們向世界各地開拓前進，便所向披靡，成功取代當地所有原有族群，無一例外地成為每個新疆域的主人，最終成了整個地球的主宰！ 康恩教授的理論發表後，受到一些痴迷於“骨頭加石頭”的人類學家和考古學家們的質疑。這是不奇怪的。圈內人士並沒有忘記此前十年（1967年）遺傳學家給人類學家們上那一課時的情景。 當時，“骨頭加石頭”們相信，人類祖先與黑猩猩分道揚鑣進化至少始於約1500萬年前。遺傳學家通過對比研究狒狒、黑猩猩和人類血紅蛋白分子結構（據信其伴隨物種進化而以緩慢但穩定的速率改變）發現，與預期的一樣，狒狒和黑猩猩間分子結構差異很大，這是它們已經分開進化達3000萬年的合理結果。而黑猩猩和人類血紅蛋白分子結構的差異卻出乎意料的很小！遺傳學家們用不同方法重複工作，結果類似。他們於是信心十足地指出，人類祖先與黑猩猩分道揚鑣的開始時間並非1500萬年那麼久遠，而是要晚得多！應該在500～700萬年之間。 有人指出自己的研究錯了800或1000萬年，自然不是一件令人愉快的事。人類學家和考古學家們憤然拒絕和無視這項成果達十年之久！最終，隨着更多考古發現和證據的出現，他們最後也意識到，1500萬年前的骨頭並非屬於人類祖先，遺傳學家們很可能是對的！ 康恩的基因夏娃理論發表後在美國人類學學會（American Anthropological Association）同樣引發激烈爭論，甚至爭吵。但最終兩個陣營都認識到，在重建人類起源這個大目標上，雙方比以往任何時候聯繫更加緊密了！ 三、史前現代人的長征
康恩教授的理論發表以來，越來越多的人類學家和考古學家們接受了她的觀點。兩個領域的專家和學者通力合作，為史前現代人類演化的偉大史詩，描繪出一幅遠為清晰的壯麗畫卷。 約15萬年前，地球處於冰河期。地球兩極冰帽逐漸擴大，海平面下降達120餘米！北非除了幾處綠色小島，幾乎全是廣袤的沙漠。綠色小島上聚集了一些人類小群落。他們是地球上首次出現的現代人！在體格、智力和能力上都與今天的人類相似。他們和我們都屬於同樣的種屬。當初能夠想到簡陋石頭工具的大腦，與今天把人送入太空的大腦是相同的！ 這些現代人打獵，採集種子和果實，在散居的小群落中生活。基因夏娃就生活在他們中間。她當然不是唯一的女性，甚至也不一定是生育最多的女性。但她的特別基因卻是碩果僅存！他們經常長途遷徙，隨處棲身。恰似當代游牧民族逐水草而居一樣。 15萬年前，狩獵是生存的要務，也表明了人類進化的方式。打獵需要思考、規劃和群體合作，也需要一定智慧進行溝通。 英國考古學家找到了最接近基因夏娃長相的頭骨，踞今約十二萬年。地球上第一批現代人曾多次嘗試離開非洲，但都未能存活下來。而冰河期逐漸將整個北非變成了沙漠。被困在撒哈拉沙漠北部的現代人群落沒有了退路，甚至沒有栖身之處。整個族群滅絕的例子比比皆是！大多死於11萬年前的嚴重乾旱。1933年，他們的遺骸在伽里克的庫夫茲洞穴被發現。共有13具遺骸。其中有一位女性和一名嬰兒。當時人類的生存完全取決於氣候的恩賜！ 8萬年前，地球再次降溫，兩極冰帽擴張，海平面顯著下降，大地枯竭——地球上的水相當一部分凝結成了冰。非洲大地一片乾旱，連飲用水也枯竭了。鳥獸也不得不北移求生。嚴苛的氣候威脅人類的生存。生活在東非的人類祖先們也只好遷移到紅海邊靠捕魚和撿拾貝類糊口。這是新夏娃的新人類家族。他們是15萬年前基因夏娃後裔的一個支系。這樣的小型部落不過幾百個。整個現代人類家族一度只剩下一萬人左右！ 1999年，考古學家在12.5萬年前的珊瑚礁中發現石頭工具和大量破碎的貝殼。找到了人類曾在海岸生活和利用海洋資源的證據。這個發現也提供了一條重要線索，揭示出人類為何要長途跋涉離開非洲。 長期吃海產品，可以養育更多孩子。但人口的增加，又為食物來源帶來更大壓力。而紅海鹽分升高（因海平面下降）導致獲得海產品的難度加大。當海產品資源不足以維持日益龐大的人類部落生存時，就只有一條路可走：跨越紅海，進入中東地區！ 人類祖先們終究要離開非洲，但時機和路線則取決於氣候變化、饑荒程度、部落間爭鬥壓力，以及對對岸未知新世界的好奇心和嚮往等因素。自基因夏娃出現以來，人類又經歷了7000代的演進。他們的心智和能力已經是這個地球上的佼佼者！ 以往，專家學者曾多次描繪人類走出非洲的路線是在紅海西側北上，通過埃及，進入以色列到達中東地區。但DNA追蹤顯示的結果並非如此。 該領域的權威斯蒂芬·奧本海默教授將基因樹與史前氣候變化模式進行對比研究。他首次提出：人類祖先是走南路離開非洲的！ 八萬年前，海平面比現在低45米左右。亞丁灣海峽紅海入口處要狹窄得多，大約只有10英里，並有許多島嶼和礁石露出海面，可以成為歇腳點和跳板。涉水跨越這段海峽完全可行。而走北路的麻煩是必須穿越撒哈拉大沙漠，當時的氣候遠比現在乾燥，難度可想而知。 八萬年前，由於惡劣氣候和其它因素的影響，一群現代人終於開始萬里長征第一步。他們跨越亞丁灣海峽最狹窄處，成功抵達對岸——中東的也門。儘管這只是一小群人的一場行程不大的遷移，卻是關乎人類生存與發展最重要的一個大事件。那不是單純跨越淺灘的一次跋涉，而是史詩般的求生奮鬥。不僅關乎他們自己的生死存亡，更關乎人類的命運！ 這個群體是人類率先離開非洲、開拓新疆域的現代人。他們在新世界的邊緣獨立奮鬥。來到也門，生活有所好轉。綠地、淡水到處都是，並且氣候宜人。據認為，這個群體可能很小，不過250人。他們以家庭為單位散居，每個家庭5～20人。但他們與其他群體有聯繫。在當時嚴苛的條件下，少於200人的群體無法生存。他們對抗不了傳染病或者饑荒。夏娃和她的女兒們都活了下來。因為有了他們才有了非洲以外的所有人類！ 線粒體基因體系追蹤研究顯示，人類祖先走出非洲之後就各奔東西了。有些群體往東、往南，有些群體往北、往西。分開之後他們彼此再也沒見過面。 往東的一支並沒有在中東停留很久，他們沿阿拉伯灣和孟加拉灣海岸線一直東進。在七萬四千年前或更早到達馬來西亞。 7.4萬年前蘇門答臘的圖巴火山爆發是200萬年來地球上最大規模的爆發事件。岩漿噴發達25英里高。很多地方經歷了六年漫長的冬季！南亞、甚至中東的一些地方都被厚厚的火山灰覆蓋！ 在馬來西亞的考古發掘發現了被埋在了火山灰層下面現代人使用的石制工具。基因跟蹤調查顯示，馬來西亞有兩個古老的部落就是直接來自夏娃8萬年前的後裔。 由於當時海平面要低很多，馬來西亞實際上是一片大陸。正是從這裡，現代人在7萬年前成功登陸澳洲大陸！（參見附圖） 到達馬來西亞的現代人中有一支繼續東行，最終到達中國。他們就是中國人的真正祖先。另有觀點認為，中東地區的一部分現代人經西亞進入中國中原地區。 8萬年前成功跨越紅海海峽到達也門後，有一部分現代人留在原地，他們就是中東人的祖先。直到4萬年前，其中有一支才經土耳其進入歐洲，他們就是今天歐洲人的祖先。 北美洲原住民的祖先們是在２～３萬年前從東北亞途經白令海峽到達北美和南美。 
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