尋找人類祖先

在人類學上，現(xiàn)代人是否傳承了尼安德特人這支古老人種的血脈，是一個爭論不休的話題。最新研究成果披露了更多的細節(jié)，但仍無法徹底平息爭論

大約20多萬年前，歐洲大陸活躍著一群體格健壯、驍勇善戰(zhàn)的原始人，其足跡甚至遍及西亞地區(qū)。這一人種的化石，最早是由幾名礦工于1856年于德國杜塞爾多夫附近的尼安德河谷的一個洞穴中發(fā)現(xiàn)，人類學家因之將其命名為“尼安德特人”（Neanderthal，下稱尼人）。

但4萬年前，當現(xiàn)代人的祖先進入這片土地后，尼人卻從歷史舞臺上神秘地消失了。他們緣何消失？是否在現(xiàn)代人的血緣中留下痕跡？在過去150年里，這些一直是科學家們爭議不休的話題。

這一話題最近有了新的結論。11月16日出版的英國《自然》雜志和11月17日出版的美國《科學》雜志，同時發(fā)表了德國和美國科學家的最新成果，其結論是：尼人在幾十萬年前（《自然》的說法是50萬年，《科學》的說法是37萬年前）與現(xiàn)代人分離后，就獨自進化，沒有確鑿證據(jù)能夠證明現(xiàn)代人的體內(nèi)留有他們的基因。也就是說，尼人僅僅是一個曾經(jīng)存在過但早已滅絕的旁支，與現(xiàn)代人類不存在血緣關系。

就在此前不久，11月7日出版的《美國國家科學院院刊》（PNAS）也發(fā)表了一篇關于尼人的論文，結論卻與之大相徑庭。

該文指出，3.7萬年前，現(xiàn)代人發(fā)生了一種特殊的基因變異。正是這種變異，使人類大腦相對其他同類，擁有了更多進化上的優(yōu)勢。由于這一時期恰好是現(xiàn)代人的祖先同尼人在歐洲共存的時期，因此，這種變異極有可能來自于兩者的通婚。

短短時間內(nèi)，出現(xiàn)了如此截然相反的研究結果。這使得“尼人之謎”變得更加撲朔迷離。

DNA分析技術

目前科學界普遍的看法是，從13萬年前到4萬年前，尼人是那個時期歐洲的真正“主人”。但由于其骨骼與現(xiàn)代人有明顯不同，包括前額低而傾斜，眉骨向前突出，因此，一直被認為是人類進化史上最終歸于滅絕的旁支之一。

實際上，關于現(xiàn)代人類的起源問題，長期以來有兩種理論：多區(qū)進化說和非洲起源說。前者認為，現(xiàn)代人類是由當?shù)氐脑缙谥侨耍缰袊年兾鞔罄笕说龋髯云叫邪l(fā)展，演化成現(xiàn)代人類。而非洲起源說則認為，解剖學結構上的現(xiàn)代人類是在非洲形成，然后遷徙到世界各地。其中一支侵入到歐洲的尼人區(qū)域，消滅了當?shù)赝林瑥亩纬涩F(xiàn)代的歐洲人；另一支侵入亞洲地區(qū)，替代了亞洲土著，進而發(fā)展成現(xiàn)代的黃種人。

1987年，美國遺傳學家卡恩（Rebecca L. Cann）和威爾遜（Allan C. Wilson）等人通過分析線粒體DNA（脫氧核糖核酸），指出人類的共同祖先起源于一位28.5萬年前到14.3萬年前生活在非洲的女性。此后，非洲起源說在“人類起源”的較量中逐漸取得優(yōu)勢，并開始被多數(shù)人所接受。

按照這一理論，當現(xiàn)代人類的祖先從非洲進入歐洲大陸后，尼人就開始走向衰落，直至最后滅絕。迄今為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的距今最近的尼人遺跡，也在2.8萬年前。關于他們消失的原因，至今眾說紛紜。有科學家歸咎于氣候，但也有人認為是其在智力上的相對劣勢造成的。

前文提到，這一結論的依據(jù)是DNA分析。大約在20世紀50年代中期，科學家們終于解開一個巨大的困惑，那就是雙螺旋形狀的DNA是主宰人類遺傳的物質(zhì)。

在動物細胞內(nèi)，實際存在兩種DNA：核DNA，位于細胞核中；線粒體DNA，位于游蕩在細胞質(zhì)內(nèi)的線粒體中。通過分析它們的變異，可以判定生物體的遺傳關系。借助這種方法對人類在不同進化時期的骨骼化石進行研究，就有可能沿著一條虛擬的“時間隧道”，甚至回溯到人類的幼年時代。

在構成人體最基本的單元細胞中，往往含有數(shù)百個線粒體，每個線粒體中又包含2到10個線粒體DNA，而核DNA的數(shù)量卻只有46個。從線粒體中提取基因的可能性，要比從染色體中獲得核基因的可能性大，這也是卡恩等人最早選擇以此為突破口，來洞察人類進化奧秘的原因。

但不幸的是，線粒體DNA分析也有其自身缺陷。那就是它只包含母系的遺傳信息，無法給出完整的“遺傳圖景”。因為在自然受精過程中，精子的細胞質(zhì)是無法進入卵子的，能進入并且攜帶遺傳物質(zhì)的，只是細胞核。

這也為可能的爭議埋下了伏筆。1997年，德國慕尼黑大學的科林斯（M Krings）等人通過對尼安德特人的線粒體DNA進行分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代歐洲人的線粒體DNA同尼人的截然不同。

也就是說，現(xiàn)代人和尼人遺傳信息相互混合的可能性很小，尼人很可能只是人類進化過程中已經(jīng)滅絕的旁支，而不是現(xiàn)代人的祖先。這一發(fā)現(xiàn)，也被《科學》雜志評為當年十大科技成就之一。

隨著新技術的出現(xiàn)，從2005年7月開始，美國勞倫斯－伯克利國家實驗室（LBL）的愛德華魯賓（Edward M Rubin）等人，開始從尼人化石中提取完整的核DNA樣本。

他們的研究成果發(fā)表于11月17日《科學》上，文章指出：尼人和現(xiàn)代人平均在37萬年前就分開各自進化了。如果在這之后兩者又通婚的話，那么，現(xiàn)代人的基因序列上應存在一些來自尼人的等位基因。但這樣的情況并沒有被發(fā)現(xiàn)，因此，尼人和現(xiàn)代人在約4萬年前曾經(jīng)通婚的可能性“幾乎為零”。

此前，一些古生物學家一直認為，當尼人和現(xiàn)代人的祖先都生活在歐洲時，這兩個族群曾大量雜交繁衍。但上述研究結論，顯然沉重地打擊了這種觀點。

誰能還原“現(xiàn)場”？

在一起共同生存幾千年的兩個種族，沒有發(fā)生大規(guī)模通婚，至少在部分科學家看來，這顯得有些不合常理，甚至令人難以置信。

《美國國家科學院院刊》上論文的作者之一、美國霍華德休斯醫(yī)學研究所研究人員華裔科學家藍田（Bruce Lahn）在接受《財經(jīng)》記者采訪時表示，在歐洲、西亞乃至中東地區(qū)，科學家多次在臨近區(qū)域發(fā)現(xiàn)了尼人和現(xiàn)代人的遺跡。而這些遺跡的年代，均在距今4.5萬年前到3萬年前之間，“他們不可能沒遇見過。”

通過分析現(xiàn)代人類基因變異過程，藍田所在的團隊表示，現(xiàn)代人類祖先在3.7萬年前，獲得了讓大腦獲得一定進化優(yōu)勢的基因變異。而這恰在尼人滅絕之前，很可能源自“兩者之間的通婚”。

“我們的發(fā)現(xiàn)，并不能確鑿無誤地證明尼安德特人就是這個等位基因的源頭。”藍田補充說，“但尼安德特人是最可能的來源之一。”

所謂等位基因，是在一對同源染色體上，占有相同位置的一對基因，它控制一對相對性狀。他們發(fā)現(xiàn)，約七成的現(xiàn)代人擁有同樣一種形式的變異等位基因（D等位基因）；而其余的人，則擁有另外一種古老的等位基因（非D等位基因）。

非D等位基因一直在人類的譜系中遺傳，而D等位基因，直到3.7萬年前才通過一次聯(lián)姻進入人類的譜系。而擁有這種基因的后代，逐漸獲得遺傳上的優(yōu)勢，并在長期進化中轉化成人數(shù)上的優(yōu)勢。

“現(xiàn)在擁有D等位基因的人，在非洲以外的地區(qū)十分普遍。這表明它來自非洲以外的一個已經(jīng)滅絕的遠古人種，從時間上看，來自尼安德特人的可能性最大。”藍田對《財經(jīng)》強調(diào)，“現(xiàn)在地球上的大部分人，都擁有3.7萬年前的同一個祖先，而其很可能就是尼安德特人。”

問題來了，到底誰是錯誤的？我們?nèi)詿o法確定，因為現(xiàn)有的“工具”，還遠不足以還原“現(xiàn)場”。

美國密蘇里州圣路易斯市華盛頓大學人類學家艾里克特林庫斯（Eric Trinkaus）在接受《財經(jīng)》記者采訪時認為，DNA分析只是一個人為設計的“花招”。它沒法告訴我們，在3萬年前到4萬年前，尼人與現(xiàn)代人相遇時，究竟發(fā)生了什么。

特林庫斯的研究小組在11月14日出版的《美國國家科學院院刊》發(fā)表的論文中，也通過對化石的重新分析，為尼人和現(xiàn)代人的通婚提供了新的支持。

中國的吉林大學邊疆考古研究中心古DNA實驗室主任周慧教授對《財經(jīng)》記者表示，目前分子古生物學測定年代的技術，采用了分子鐘的假設，即假定基因發(fā)生變異的速度是恒定的。而人類和黑猩猩之間基因，發(fā)生變異的數(shù)目和進化的時間是已知的，這樣就可反推進化經(jīng)歷的年代。

但實際上，基因變異的速度并不是完全恒定的，它受到很多外界因素的影響，所以，估算出的時間也有一定的不確定性。比如此前提到的發(fā)生通婚的時間，實際上是在1.4萬年前到6萬年前之間，而3.7萬年前只是一個平均數(shù)而已。

分子古生物學這種不確定性，也使得不少經(jīng)典的古生物學家，寧愿與化石直接“對話”。

特林斯庫分析的化石，來自1952年科學家在羅馬尼亞南部一個洞穴發(fā)現(xiàn)的原始人遺跡。這些骨化石兼有現(xiàn)代人和尼安德特人的共同特點：狹窄的鼻子和窄小的前額屬現(xiàn)代人類的特征，而明顯突起的頭顱骨和特別低的下頜骨又是尼人的特征。

“這些特征在非洲的現(xiàn)代人身上沒有，只能是來自尼安德特人的。”特林庫斯對《財經(jīng)》記者強調(diào)。

通過對這些骨骼的碳同位素測年，發(fā)現(xiàn)它們距今約有3萬年，正好接近尼人滅絕的時代。所以，他們認為，這些骨骼應該屬于現(xiàn)代人和尼人共同養(yǎng)育的后代。

“現(xiàn)代人類開始在歐洲闖蕩之后，3.5萬年前確實和尼安德特人發(fā)生過通婚。那種認為現(xiàn)代人僅僅是取代了尼安德特人，兩者從來沒有發(fā)生關系的說法，應該被放棄了。”特林庫斯說。

“時尚”遭遇“經(jīng)典”

作為一個經(jīng)典的古生物學家，特林庫斯教授認為，從分子的水平上來分析古生物，雖然現(xiàn)在頗為“時尚”和“性感”，但很顯然并不能從根本上解決問題。

他對《財經(jīng)》記者表示，DNA分析有很大不確定性的另一個原因，是沒有辦法驗證DNA樣本是否曾經(jīng)被破壞或者污染。因為在自然環(huán)境中古DNA很容易被破壞殆盡。而利用傳統(tǒng)碳-14測年（碳-14作為一種放射性同位素，其含量會隨著時間不斷衰減），可以通過化學方法檢驗骨骼中蛋白質(zhì)是否經(jīng)歷過變化，因而也更加可靠。

在他看來，分子生物學家應該和古生物學者開展“建設性的對話”，否則前者還會持續(xù)給出一些“幼稚可笑的結論”。

不過，《自然》雜志的文章作者之一、德國馬普研究院理查德格林（Richard E Green）在接受《財經(jīng)》記者采訪時則表示，通過把尼人的古DNA和人類以及黑猩猩的DNA對比，可反映出尼人和現(xiàn)代人在遺傳上分離成兩個種族的時間大約在38萬年前。但這并不意味著他們在那時就要分手，或變成兩個物種，因為內(nèi)部遺傳上和外部形態(tài)的分野，未必是同步的。

而且，這個38萬年前也是一個平均數(shù)，它的可能范圍也在十幾萬年前到六十幾萬年前之間。

中國地質(zhì)大學古生物學教授賴旭龍告訴《財經(jīng)》，目前國際上無論從形態(tài)學還是從分子生物學研究上，均認為尼人是現(xiàn)代人演化上的一個旁支，這是沒有爭議的。而認為尼人與現(xiàn)代人在大約50萬年前分離的結論，是基于分子鐘的假說。目前雖然很難評價分子鐘的精確程度，但馬普進化人類學研究所的同事們得出的結論是“有一定可信度的”。

不過，他也提醒說，許多人類學家認為，在研究和探討生物起源和進化時不能過分相信和依賴來自分子生物學的證據(jù)。特別是當這些證據(jù)與已經(jīng)確定的化石記錄相矛盾的時候，分析更要謹慎。

格林在接受《財經(jīng)》采訪時也謹慎地指出，分子生物學家們基于DNA分析的技術，對尼人和現(xiàn)代人是否曾經(jīng)通婚的問題得出的答案都比較類似，由于資料有限，“還不能下明確的結論。”

而對于古生物學家更傾向于從形態(tài)學的觀點，來推斷尼人曾經(jīng)和現(xiàn)代人留下共同的后代，他表示自己不是這方面的專家，“無法發(fā)表評論“。

但他強調(diào)，其發(fā)現(xiàn)只是否定了兩者之間的大規(guī)模通婚的可能性，但并沒有排除零星接觸的存在。只有拿到更多更完整的數(shù)據(jù)，才有可能確定尼安德特人是否給人類留下了基因。而這可能需要從歐洲、西亞的更多地點，取得來自不同年代的尼人化石資料，才有可能確定到底他們和人類有沒有通過婚。

吉林大學邊疆考古研究中心古DNA實驗室主任周慧教授接受《財經(jīng)》記者采訪時也認為，《自然》、《科學》上發(fā)表的兩篇文章的意義，并不在新的結果本身，更多的在于提出了一種新方法，讓我們能夠從遠古的化石樣本中提取出盡量完整的DNA資料。“因為要揭開這個謎底，還需要很長時間，誰也不知道最后的答案。”她說。