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DNA研究人类起源:现代人祖先不超过4000人?(20070403)

[日期: 2007-04-01 ] 来源: 广州日报   作者: [字体: ]
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在人类考古学领域,骨骼化石一直是科学家们追寻人类祖先足迹的重要工具,骨骼化石能够告诉我们,远古人类何时开始直立行走、何时学会制造工具。可是,人类的老祖宗何时学会穿衣、说话、思考呢?现在,科学家又引入了一位新“助手”:DNA数据。美国纽约的美国自然历史博物馆在今年2月最新开放了一个人类起源展厅。在展厅里,DNA数据被置于与化石一样高的研究地位。

通过研究DNA,科学家发现了许多有趣的、颠覆性的史实:人类祖先原本是弱肉强食的受害者,经常被猛兽猛禽捕杀,但这样反而促进了人类智力的发展;包括北京人在内的直立人并非现代人的直系祖先,人类真正的祖先直到距今6万多年前才走出非洲,而且人数大约只有4000人;人类今天仍在不断进化,距离现在最近的一次基因进化就发生在5800年前。

DNA发现1

灭绝的“兄弟姐妹”

现在,DNA数据已经成为了我们揭开人类进化之谜的新途径。过去我们一直认为物种进化、后代继承祖先的过程是一条单行线,但是科学家逐渐发现,人类起源的大家族故事远比预想的要错综复杂。

新的研究发现,人类进化的族谱就像一株枝叶茂盛的盆景。在现代人类祖先生活的年代,地球上还同时生存着其他种类的人,但是这些人种后来逐渐灭绝了。最新研究显示,在人类的史前史当中,不止一次出现过具有现代人特征的人种,这些人后来又因为不明原因灭绝了。

人类起源于东非大草原。目前,科学家对于黑猩猩和现代人何时在进化族谱中“分岔”仍然存在争议,也没有化石能够解决这个问题,但DNA可能会给出答案。科学家用DNA的进化速度校准了“分子钟”,来衡量DNA多久会出现一次遗传变异。现在的黑猩猩与人类的DNA中共有3500万个化学键不一样,这表示二者大约在500万~600万年前“分家”,走上了各自进化的道路。

2001年,一个科研小组在非洲乍得挖出了一个号称是迄今为止人类进化谱系中最早的原始人类的化石,被命名为“萨赫勒人乍得种”(昵称为杜马伊,在当地土话中的意思是“小孩”)。按照上面的结论,这种古人类应该是出现在“分家”之后。可是,研究者通过测试发现,这种人生活在大约700万年前。这说明,“杜马伊”是另外一个新人种,只能算是现代人的近亲,而非人类的直系祖先。

DNA发现2

虱子DNA可以解谜

毛发与骨骼不一样,它们无法抵抗雨打风吹、地质巨变和时间的“侵蚀”。所以,虽然我们现在可以通过古人类的头骨来研究人类祖先脑容量的变化,通过脊骨和髋骨来研究人类祖先开始直立行走的时间,但是没有毛发的考古记录,科学家就无法知道人类祖先褪掉体毛、穿上衣服的具体时间。但是,有科学家想到了一个“偏方”:通过虱子来解开上述的谜题。

头虱寄生在人类的头发中,体虱则大多数生活在衣物中;头虱的历史可以追溯到数百万年前,而体虱的历史却比前者短得多。德国科学家马克·斯多克在去年发现,可以对两种虱子的DNA进行比较,从而计算出体虱何时从头虱进化而来——因为DNA的进化速度是有规则的。最后,他跟德国马克斯·普朗克进化考古研究所的同事得出结论:这个虱子进化的分岔点最早发生在11.4万年前。由于新种类虱子的进化是因为有新宿主的出现,因此可以推断,人类祖先就是在那个时候褪掉了体毛、穿上了衣服以蔽体保暖。
DNA发现3

现代人祖先不超过4000人?

在250万年前,一个新的人种“能人”在非洲出现了。能人是首个大脑容量大于黑猩猩的远古人种,而且也是首先学会制造工具的人种。能人的直系后代“直立人”更是迈出了进化史上的关键一步——走出非洲。

虽然在200万~100万年前,直立人就已散布到了欧亚大陆,但是DNA却显示,这个人种后来灭绝了,直立人并不是我们的直系祖先。

关于这一段进化历史,旧有观点是:在欧亚大陆上的直立人都发生了基因突变,最后得以进化为现代人的祖先“智人”。可是,科学家对Y染色体的研究却推翻了这个推测。科学家发现,直立人和现代人的Y染色体大大不同。而Y染色体是由父亲直接传给儿子的,因此它可以用作追寻祖先的线索,美国斯坦福大学的分子人类学家彼得·昂德希尔追踪了来自世界21地的1062名男性身上的160个Y染色体突变。根据分子钟技术,他的结论是这1000多人最近的共同祖先生活在8.9万年前的非洲。通过计算他得出结论:当今人类的祖先直到6.6万年前才离开非洲,这与直立人100万年前就离开非洲的结论有着明显不同。

根据目前人类Y染色体的差异和种类,人口遗传学家推测6.6万年前离开非洲的男性只有大约2000人。假如同时离开的女性人数与男性相当,那么当今人类的祖先总共不出4000人。

此外,研究人员还发现了3种在语言、文化等高级智能进化方面起到重要作用的染色体。

第一个被称为FOXP2。FOXP2基因遭到损坏会造成罕见的语言疾病。根据科学家的推测,FOXP2最晚可能于5万年前出现。如果这个推论成立的话,那么人类就是在离开非洲后才掌握了语言。

第二个基因被称为“小脑症基因”,它大约出现于3.7万年前,那个时候的人类学会了使用符号。

第三个基因被称为ASPM,出现于5800年前。这个基因出现之后,智人进一步进化,人类在近东地区建立起了第一批城市。

DNA发现4

人类曾是猛兽猎物

通过对DNA的研究,科学家还在去年夏天发现了人类进化的关键基因——HAR1。

HAR1存在于许多种动物体内,不仅黑猩猩和人等哺乳动物有,连很多鸟类都有。加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的戴维·豪斯勒是HAR1的发现者,他介绍说,这部分DNA的118个化学键在3100万~500万年前只有2个发生过改变,可是在从黑猩猩到人类的进化历程中,却有18个化学键发生了变化。这一变化,可能就是南方古猿进化为人类的关键。科学家还发现HAR1在人类大脑体积增长过程中起到了至关重要的作用。

此外,美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的神经遗传学家丹尼尔·盖楚温德正在将黑猩猩和人类的大脑皮层基因活动、高级思想活动进行组合研究。盖楚温德去年发布报告称,人类拥有的“高级”基因可以影响信号从神经元到神经元的传送速度、从而影响大脑处理信息的速度,还可以提高细胞之间的联系、从而提高学习和记忆能力,并且能够促进大脑容量的增加。这类基因的活动形态也是从南方古猿时代开始出现的。

这些结论解释了现今发现的人类最早祖先——南方古猿“露西”的生存状况。“露西”化石在1974年被发现,属于南方古猿阿法种,会爬树也会在草原上直立行走。阿法古猿的女性和男性直立时有3~5英尺(0.9~1.5米)高,体重60~100磅(27~45公斤)。他们的牙齿很小,以水果和坚果为食,从不吃肉。美国华盛顿大学的人类学家罗伯特·苏斯曼表示,比起凶恶的远古猛兽,这些阿法古猿更容易成为猛兽的猎物。许多阿法古猿的头盖骨化石上都留有大型猫科动物或者猛禽的爪印。

远古人类是猛兽猛禽的猎物,这也颠覆了人们过去的观念——人类直系祖先在进化过程中拥有较高的打猎能力。科学家还指出,处于猎物地位的人种必须依靠智力和社交能力来生存。苏斯曼认为,被猎食的危险给我们的祖先带来了压力,促使他们合作和群居。(彭玉磊)

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