探究人类的起源问题

1、探究人类的起源问题【摘要】生命科学史上最受人类注视的莫过于人类自身的起源问题。而关于人类的起源，有两个问题，原始人类的起源和现代人类的起源。对于前者，达尔文在进化论中早已提出，人是由 灵长目动物猿进化而来，并大胆地推出出人类最早的祖先来自非洲；而对于现代人类的起源，“单一起源论”与“多地区起源论”的争论一直还在持续之中。本文主要记述了当前对于现代人类起源问题的两个学说的内容和思想，和自己在了解和学习这些理论中的问题和想法。【关键词】智人尼安德特人 北京人线粒体DNA Y染色体非洲【正文】出于对进化论的信仰，从小我们就被教育人类是从猿进化而来，所以对这个问题早已失去了探索的好奇，最近看了一些书籍

2、资料和当今科学界对这个问题的一些看法，特别是对于 现代人类起源的两种对立的理论。这激起了我强烈的好奇心，难道北京人不是我们的祖先吗？ 那些支持现代人类起源于非洲的科学家们又是如何论证他们的理论？有什么证据吗？如果北京 人不是我们的祖先，那他们又去了哪里？ ”带着这么多问题，我搜集了很多资料，包括网络资料，书籍和一些名人访谈录。在开始对现代人类起源问题的探究之前，我首先了解了整个人类的起源过程。达尔文在人类起源 与性选择一书中将进化论应用于人类，提出人类由猿进化而来，并大胆地推测出人类最早的 起源地是非洲，当时这个理论的提出，轰动了全世界，更触犯了神学对上帝的敬仰，没有人愿 意相信自己是猿猴的后

3、代。还记得老师上课提到的：有位犹太人妇女，在听说了自己是猿的后 代之后，当场晕了过去。在那样一个时代，我不能不佩服达尔文将自己的这个理论公众于世的 勇气和对科学的执着，科学很多时候都是对权威和权力的挑战，而正是科学家们这种大无畏的 精神，才使得我们的科学不断地发展进步，而不是被信仰、权威所束缚。进化论的提出，虽然 触犯了神学，但也同时启发了一大批科学家投入研究，不管他们的目的是为了证明这个理论是 真的还是假的，科学的脚步又向前迈了一步，不是吗？在一代又一代科学家的发现，研究和整理过程中，他们都同意了达尔文的理论，并将原始的人类进化过程分为能人，直立人一一猿人，智人。而在其中，制造工具和脑容量

4、的扩增是人类最大的特征，也是划分上述三种过程的标准。记得曾看过一部名为智人的电影，通过还原的方法，以记录片的形式，讲述了根据现有的发现所推测出的关于人类史前文明的故事：在四十万年以前，一个非凡的种群加入到了这个世界，他们是智人，我们的祖先。他们翻山越岭，不断改变自己以适应环境的每一处细微变化。他们学会了种植农作物、驯化动物，修建村庄，改善环境，人类成为动物王国中最强大的种群，他们在想象的世界中遨游，并在这个过程中发现了美术和梦幻的能力。但种群又是怎样出现的，从哪里来的呢？八百万年以前，这个星球突然变冷，水被冻结在地球两极，巨大的冰盖覆盖了整个欧亚大陆。在北方生命必需开始适应寒冷。热带地区，生命

5、要和干旱进行绝望的斗争。而在非洲大陆人类发现他们的森林正在逐渐消失。他们中的奥瑞恩和图梅逐渐适应了大草原的生活，并学会了直立行走。四百万年前，他们消失了，进化成一种更具适应性的新族群一一南方古猿。他们的后代继续直立行走，并靠着食用耐寒的植物生存了下来，但最终他们还是灭绝了，他们无法抵抗强大的肉食动物。接下来出场的是直立人。这些会站着的人发现了火，他们完成了一个伟大的飞跃，直立人开始了他们征服世界的旅途。他们离开非洲，来到了欧亚大陆。在不知不觉中，一小部分男人和女人已经为现代人的形成做好了准备。而此时，生存了一百多万年的直立人也逐渐地消失了。类现代人一一智人的时代到来了，经历了上百万年，他们的身

6、体逐渐苗条，前额变平，大脑容量逐渐变大，结构逐渐复杂。智人发现了亚洲大陆，在迁徙途中，他们的外貌有了很大变化。一万两千年前，全球温度开始升高，各个大陆逐渐呈现现在看到的情况，类现代人开始定居生活。他们学会饲养家畜，史前文明结束了。而现代科学家和考古学家共同探究和争论的话题就是“晚期智人究竟起源与哪里？”是由各地区的早期智人自身进化而来，还是来源于非洲智人的第二次迁徙取代了各地的直立人而发展成为现在的人类？较早提出现代人非洲起源说的是，美国的两位科学家华莱士和威尔逊，他们在1987年分别带领两个实验室通过检测细胞线粒体DNA发现，现代人祖先可追溯到大约 15万年前非洲的一个女人“夏娃”。“夏娃”

7、的后裔开始由非洲大陆向世界其他各洲迁移。至于其他各洲的原始人， 有一些科学家推断他们被冰川严寒全部自然消灭，也有一些科学家推断他们全被夏娃的后裔征服 并取代。关于夏娃的后裔来到中国的时间，大约是在5-6万年前，他们来到中国定居下来，生息繁衍，并取代了原来生活在中国大陆的原始直立人。在2005年3月7日科学杂志上公布的文章里，剑桥大学的三位研究人员对现代人类从非洲大陆向世界其他各洲迁移的地理位置和相应的人口基因进行分析研究。结果发现距离埃塞俄比亚（非洲东部国家）的人与埃塞俄比亚人间呈现出很小基因变异性。现代人类开始由非洲大陆向世界其他各洲迁移的路线上，基因多样性的特征表现不明显，没有出现大量的基

8、因中断。这成为进一步证明现代人“非洲起源说”的证据。在很多资料中，科学家都是通过对线粒体DNA的检测和研究获得发现。除了知道线粒体DNA是母系遗传之外，我对于它为什么能够推测人类的起源一点都不了解。但这更促使我想要好好了解这个小小的细胞器，科学研究证明，藏于每个线粒体中的那段仅有16.5万个碱基对的微型DNA在研究人类起源上却有着惊人的作用。遗传学家布恩来塞克斯发现线粒体中一段长度约为500个碱基的 DNA上的突变发生地特别频繁，而这段区域并不携带特殊物质的编码，在这些位点的突变都是中性的，所以能够积累如此多的突变，他把这段区域叫做“控制区”，在控制区内有单个突变差异的两个人可以认为是来自一万

9、年前的同一个母系祖先，在超过6000份欧洲人的线粒体DNA样品中，平均突变数是3个，差异最大的两个，也只有 8个突变的距离，也就是说他们的共同生活在8万年前，同时他们将这些基因与早前所做的波利尼西亚的数据进行对比，如果他们之间的差异达到25个突变甚至更多，那么所有的欧洲人都来源于尼安德特人 。但是对比的结果显示，差异最大的两个人之间只有14个突变，这说明，欧洲人与世界其他地方的人之间并没有太大的差异，其间的差异完全不足以达到可以认为欧洲人都是尼安德特人后代的程度，今天，所有的欧洲现代人都只能把祖先追溯到晚近的多的移民一一那些有着轻盈骨架、先进燧石技术和精美艺术的克罗马农人。他们的祖先沿着从近东

10、到欧洲的路程来到这里，并完全取代了本土的尼人。这对于欧洲人来说，起先是完全难以接受的，因为他们一直笃信自己的祖先是生活在本土20万年前的尼安德特人，然而这种替代是如此的彻底，在现代欧洲人的基因里，甚至没有发现一例尼安德特人的基因，也没有任何这两种人类之间杂交的证据。尼安德特人灭绝了，在欧洲，在他们所有的分布区内，被彻底的取代了。然而，看到这些研究的成果，我依然对此充满了疑惑，仅仅根据一条含有500个碱基对的线粒体DNA片段就可以断定人类祖先的年代吗？难道这个区域的数据一定可靠吗？更重要的是为什么可以推出相差一个突变的两个个体来自于一万年前的同一个母系祖先，这其中的突变速率又是怎么确定的呢？显然

11、我的疑问也是所有质疑这一理论的人的问题，对于这个问题，又有科学家进行一些列的研究，安东尼奥托罗尼是一个意大利遗传学家，多年来他用线粒体DNA环上的其他碱基序列变化作为分子标记，来替代控制区序列画一棵新的进化树，得出的类聚和早先塞克斯得出的 分类结果几乎完全吻合，也说明线粒体DNA的变异确实可以用来阐述人类的起源问题。它是可靠的。但是对于突变速率的问题，科学家提供了两种方法进行证明，一种是从一个世代到另一个 世代的直接观察；一个是看两个分开年代已知的群体各自累计了的突变数，从人类和黑猩猩以 及美洲土著中累计的变异估算出的突变速率彼此印证，得出的数值是在一条母系线上大约每2万年出现一个突变，而两个

12、具有一个突变差异的个体，他们所在的两条母系均存在突变可能， 所以它们相加应相当于 2万年，即追溯到的共同祖先的时间应对半为1万年。更有科学家对一个突变从产生到稳定地传遍全身并取代原有类型时间进行数据处理和推测，证明这个时间也许 不是精确的，但至少不会错的太离谱。看来科学家们对于这些问题早已做了充分的准备，在用先进的科学技术和遗传知识进行研 究的时候，他们并不是单纯地靠猜测或是对某一数据的完全信任。有一句话说“真理是经得起 考验的”，这些理论是否可信，会有更多的科学家去探索，去验证。而分子生物学对人类起源问 题的介入和研究，也会为我们带来新的突破。但是科学家并不是考古学家，而在很多时候，考古学家

13、们并不认同科学家们的观点。比如在现代中国人起源于何处这个问题上。不少考古学家坚持认为，我们的祖先就是中国本土的古 人类。中国科学院院士吴新智就是 ”本土起源”的支持者。1984年，他与美国密歇根大学的米尔福 得沃尔波夫和澳大利亚国立大学的阿兰索恩共同提出"多地区进化学说”，认为现代人的祖先是在多个地区出现，并独立、连续地进化成了现代人类。以中国为例，他以化石为材料，说明中国人类化石头骨脸都比较扁，鼻梁是比较塌的，不像欧洲人那么高，另外眼眶大体上是长方形 的，不像欧洲很多人是圆形的。还有许多其他的特征比如眼眶外侧的脸面比白种人较为朝向前 方，面部骨骼的下缘是弯曲的，鼻腔前方的开口与眼眶

14、之间的骨面是平的，上门牙呈铲形等。大多数黄种人的上门牙从后面来看，两边隆起，中间微凹，就像煤球铲子一样，我们叫铲形门齿。 中国发现的十几颗上门牙化石，都是铲形的。现在的中国人中有百分之八、九十都是铲形的。 反过来，欧洲现在的白种人绝大多数都不是铲形的。他们的上门牙背面的两边是平的，不隆起。他认为这也就是中国连续进化的一个最好的证据。而他最经典的关于人类起源，特别是中国起源的研究结果可以用八个字概括“连续进化， 附带杂交”。“说明在连续进化的同时，与境外有少量的杂交，所以叫附带杂交。这种杂交在 早期是比较少的，越到晚期，因为人的活动能力强了，交往越来越频繁了，所以到后面的几千 年就相当频繁了，外

15、来的基因多了以后，就把原来那样的基因组成冲淡了。因此，中国现代人 的眼眶有的是长方的，有的就是圆的，或者是在两者之间的。所以连续进化的共同特征，并不 是全部都延续到今天。有的是延续了，比如说铲形门齿，但延续的不像原来那么多，大概百分 之八、九十，但在一部分人和一部分特征上没有表现出延续。”对于科学家对线粒体 DNA的研究成果，即人类起源于非洲，他认为，他们只是们分析了 非洲人、欧洲人、亚洲人、巴布内亚新几内亚人的胎盘细胞里的线粒体，发现非洲人的基因多 态性的数量最多，即基因变异最多，其他地方的人变异没有那么多。而根据所谓的基因多态性 多的人群它的历史更古老， 就推出了人类起源于非洲的结论，根据

16、这些资料可以变出一个故事，二十万年前有一个或一小群现代人的妇女出现在非洲，她的后代后来在大约 13万年前走出非洲散布开来，完全取代了原来生活在亚洲和欧洲的古人。他不能赞同这样的观点。他认为我们活 人的基因变异和古人类的变异并不一样，基因变异的转移，消失或是其他因素都会给现代人基 因分析的结果带来影响。而且他认为，不管是谁分析的这一个基因，或者这几个基因，他做出 来的最近的共同祖先年代，就是代表他所做的这个对象（遗传位点）而不能代表整个人体的历 史。对于吴老先生，我很尊敬他，也很佩服他这种孜孜不倦的精神，作为一个古人类学家，为 了证明自己的理论的正确性，他还在不断学习遗传学和分子生物学，试图找出

17、“单一起源论” 的错误之处。但是我不得不说，吴老对于“单一起源论”的抵触，以及对于新兴分子生物学的 研究的否定，是不是在很大程度上出于一种中华情结，或是一种对遗传学没有深入研究的结果。毕竟我们看到，从对基因和蛋白质等研究中出现的同样的现象：长时间等于多变化，基因多态 性有它自身的科学意义，并不是平白无故的出现的。而他所提出的“如果中国现代人的特征都 是从非洲夏娃传过来的，那为什么她留在非洲的后代却没有某些特征，而走到中国的后代却出 现了这些特征？”的问题，用遗传变异和环境变化，自然选择都可以加以说明。并不能说明这 个理论的不正确性。但也许正是有这样反对的声音存在，才使得遗传学对人类起源的研究不

18、断地向前进展着。比如有人说“线粒体 DNA只是一种基因，它易受随即波动的影响因而并不能代表人类遗传的整体性。”对于这个问题，科学家虽然不太相信但仍然无法回答。但是这促使着他们用另外一种基因来证实他们的结论。 于是科学家们找到了另一个幸免于重组的基因所在，那就是Y染色体，相较于线粒体的母系遗传，Y染色体基因的父系遗传一样具有重大的研究意义，它不受重组的介入而使信息受扰，从而成为解读人类历史的最好补充。因为Y染色体的巨大的基因数目和难以相信的相似性，使得科学家不得不改变研究的方法和技术，而在研究的过程中，也就附带产 生了很多新的科学技术和研究方法。“变性HPLC ”技术便来源与其中，利用HPLC不

19、可思议的灵敏性，就如同细胞内的矫正系统一样，检测出错配的DNA，可以对几百个核苷的 DNA片段进行扫描，找出其中的异同点。而现在这个技术则广泛应用与医学，用来检测由基因变异引起 的遗传性疾病。所以我们也可以看到，在科学研究的道路上，并不是所有的结果都是正确的， 但是每一个研究都是值得的，因为在过程中，也许你会发现一项新的技术或是理论，其意义远 大于原先的预期，所以我们也说“结果并不是最重要的，重要的是过程。”当然在这项研究中，结果和过程同样重要。应用新的寻找Y染色体多态性的技术，根据Y的多态性画出的树形图表同样显示，Y染色体的最底端的分叉在非洲！上海复旦大学科学家金力带领的研究小组通过对 Y染

20、色体上的单核苷酸多态位点 (SNP)进行分析，他们用了一个遗传 标记，这个标记是近几十万年的非洲直立人(即M168。而后，他们对东亚人群进行了大规模的遗传分析，共分析以东亚为主的亚洲和大洋洲男性个体12127个，包括来自于中亚、北亚、东亚、东南亚和太平洋岛屿的163个人群。他们一个个去看，看他们的遗传基因上是否有非洲人的遗传标记。查下来的结果是，所有人的Y染色体都含有这个遗传标记( M168。即所有人都是非洲近几十万年前直立人的后代。金力教授说，他们用的是排除法。也就是说，从遗传学来 看，找不到现在人当地起源的任何证据。在东亚地区的现代人对早期直立人的替代是完全的。 所以，约50万年前的北京猿

21、人并非我们的祖先。而对于各地原始人类的去向，金力教授说，他们推测，生活于东亚的直立人和早期智人在最近一次的冰川时期，由于恶劣的气候而绝灭。取而代之的是从非洲不远万里迁徙而来的现代 人种。 非洲移民”可能首先定居在气候较为温暖的东南亚地区，而后随着冰川的逐渐消融，开 始向北扩张。世界各地的情况大致一样，地质学的研究显示，第四纪最后一次冰川于大约7.5万年开始融化，逐渐向北退缩，于1.5万年左右全部消融。由此我们看到由现代分子生物学技术研究的成果使得“单一起源论”的证据越来越明显，而遗传学和生物学的介入，也使得人类起源已不仅仅再是考古学家对化石年代和文化类型所做 的推测，而是一门更加科学的学问，我

22、们可以利用更先进的生物技术进行研究和检测。也许现 在对于这个问题，我们仍然不能盖棺定论，但是随着科学技术的不断提高，人类科学知识的不 断提升，考古发现的不断增加，我们会有一个更明确，更一致的答案。【引用】吴新智院士作客腾讯，谈人类起源问题时的话整理自金力中国人来自非洲【注释】 能人是形态特征比南方古猿进步但比直立人原始的古人类。是目前所知最早能制造石器工具的人类祖先。生活在距今约200万175万年前的东非和南非，考古时代相当于旧石器时代早期。能人化石最早是 1960年在坦桑尼亚奥杜瓦伊峡谷第一层中发现的，当时出土了1011岁小孩的顶骨、下颌骨、手骨和成人的锁骨、手骨和足骨。1963年在第二层中

23、部又发现一个头骨及附连大部分牙齿的下颌骨。1964年被定名为能人，意思是能干、手巧。能人的主要特征是头骨比较纤细、光滑， 面部结构轻巧，下肢骨与现代人很相似，身高在1.40米左右。其平均脑量为646毫升，比南方古猿的平均脑量大得多。能人不仅会制作石器，还会猎取中等大小的动物，并可能已会建造简陋的类似窝棚 的住所。甚至可能已有初步的语言。 直立人又可分为早期直立人和晚期直立人。他们已经具备了人的特征：能制造工具，能直立行走，但脑容量较智人少，头部还保留了较多的原始性质，如直立人头骨平扁，骨臂厚，大部分厚度达10毫米，而现代人常为5毫米。眶上脊粗壮，可突出15毫米。生存年代大约在二，三百万年到三，

24、四十万年前，属于地质学上更新世早期到更新世早期前段，相当于考古学上的旧石器时代的初期。直立人的脑子已经明显增大，早期成员的脑量就已经达到800毫升左右，晚期成员则上升为1200毫升左右。而且，脑子不仅仅是体积增大了，它的结构也变得更加复杂并进行了重新改组，显示出直 立人已经有了相当复杂的文化行为。大脑左右两半球出现了不对称性，显示出直立人已经有了掌握有 声语言的能力。 智人是目前公认的现代人类最近的祖先，可分为早期智人和晚期智人两个发展阶段。早期智人 原称“人属尼安德特种”，简称“尼人”。这个时期的人类与现代人更为接近，但仍带有许多原始性 质：眉脊发达，前额较为倾斜，枕部突岀，鼻部宽大，颌骨前

25、突等，就脑容量而言，有超越1300毫升的纪录， 不仅会保存天然火，还学会了人工取火。其生存年代大约距今二三十万年到五万年前，属于地质学上 更新世中期后一段到更新世晚期前一段，相当于考古学上的旧石器时代中期。晚期智人原称“智慧的 人”，简称“智人”，相当于以前划分的新人阶段。这个时期的人类除有某些原始性之外，基本上和 现代人相似额部较垂直，眉嵴微弱；颜面广阔，下颏明显；身体较高，脑容量大。文化上以有雕刻和绘画艺 术，岀现了装饰品。生存年代大约从五万年前开始，直到现代。属地质学上更新世后一阶段到全新世， 相当于旧石器时代晚期到现在。晚期智人通常也叫做现代人，但现代人的概念，还是以指新石器时代 以后的人类，即距今约一万年前至现在的人类为宜。尼安德特人 是岀现在欧洲的早期智人。直立人走岀非洲后，约60万年前在欧洲演化岀海德堡人，海德堡人又于约 30万年前演化出尼安德特人，简称尼人。名称因其化石在1856年发现于德国杜塞尔多夫附近尼安德特河谷的一个山洞中而得名。尼人分布很广，西起欧洲的西班牙和法国，东到中亚的乌兹别克斯坦，南到巴勒斯坦，北到北纬53。线。年代最早的距今达20万年左右，最