亞歷山大·果爾亞金

研究尼安德特人和丹尼索瓦人的基因,可以幫助我們復原歐洲和亞洲的人類演變過程。但是,在地球的另一處,被譽為“人類的家園”的非洲曾經發生過什么事呢?這里的人科是如何進化的呢?
2011年9月,亞利桑那大學的遺傳研究小組組長馬依克·哈姆米爾宣稱:“我們已經找到今天人類的祖先在非洲雜交的遺跡。”其研究成果發表在《美國國家科學院院刊》上。哈姆米爾在2%至3%的非洲原住民的基因中看到一部分古代核苷酸酶的排列。核苷酸是核糖核酸及脫氧核糖核酸的基本組成單位,是體內合成核酸的必需品。核苷酸隨著核酸分布于生物體內各器官、組織、細胞核及胞質中,并作為核酸的組成成分參與生物的遺傳、發育、生長等基本生命活動。
不過,哈姆米爾所用的研究方法,與他參加“尼安德特基因排序”課題研究的同仁有著根本的不同。“尼安德特基因排序”課題組采用的做法是將人類早期已經滅絕的親戚——尼安德特人和丹尼索瓦人——的基因,與現代人類的基因進行對比。但是在非洲發現的古人的化石中很難找到DNA,因為在熱帶和亞熱帶炎熱、干燥的氣候下,化石很快就解體碎落。
鑒于從化石中提取DNA有困難,哈姆米爾轉而在現代人的身上提取。他說:“我們分析了現代非洲不同部落的人的DNA,找到了其中異常的部分。”接著他將這一不同的部分輸入計算機,設法弄清這些核苷酸酶的序列在現代非洲人的祖先與最古老的人科交配之后是否出現在DNA里。哈姆米爾小組尤其關注三類非洲人的基因,即俾格米人(俾格米人生活在非洲中部熱帶森林地區,他們身材矮小,被稱為非洲的“袖珍民族”,成年人平均身高1.30米至1.40米,八九歲時生理機能就已經成熟,13歲就有結婚的。他們崇尚森林,實行一夫一妻制。俾格米人在世界上瀕臨滅絕)、曼杰卡人和布須曼人,他們的身上至今還保留著與其他部族特別不同的基因。哈姆米爾小組提取了他們的基因片段進行研究,發現它們都不接受任何蛋白質產生的指令,而恰恰就是這些不能被譯碼的部分,被認為是分析研究它們在進化過程中曾經發生了什么樣的變化的最有用的部分。要知道,這部分里面經常包含著從古代先人那里獲取的基因結構。實際上,在這三類人的基因片段中,哈姆米爾小組還真找到了明顯的古代核苷酸酶序列,它們與我們所知的典型的智人結構不同。計算證實,這些核苷酸酶序列源于3.5萬年前的現代非洲人,最常見于巴卡族和木布提族的俾格米人身上,其次是布須曼人身上。而在這些民族中,唯一身上保存著所有這三類人中最為古老的記號的,就是遷居到扎伊爾東部(現為剛果民主共和國)熱帶雨林的木布提族中的俾格米人。
哈姆米爾推斷說:“非洲中部有可能就是今天已經滅絕的古代人科的居住地,那里混雜著解剖學意義上的現代人的祖先。”這一人科有別于我們人類的直系祖先,推測生活在距今70萬年前。
這一顱骨的發現是這一猜測的極為有力的證據。1965年,伊巴丹大學的考古學家在尼日利亞西南部發現了它。當時它與其他骨骼化石擺在一起。在半個世紀后的今天,這一發現具有了極其重大的現實意義。
它被挖掘出來的地點——伊沃·耶列魯——處在一塊低垂的巖石板下。考古學家對這里的骨骼化石做了年代測定,驚奇地發現它們的年紀是1.3萬年。要知道,這具顱骨的模樣異常特別,其中離奇地混雜著非常古老的特征,比如眼眶軸突出并不明顯,但是顱骨頂呈扁平且較長,很像古代靈長目的人科。如果非要用什么東西來做比較。那么可以說它很像一個橄欖球。它的模樣看上去要比用放射性碳測定的年紀老很多。
2011年,考古學家對這個奇怪的顱骨進行了第二次斷年,這一次采用了更加可靠的鈾釷方法。德國圖賓根大學人類學家卡捷尼娜·哈爾瓦吉、倫敦自然歷史博物館的克里斯頓費爾·斯特尼蓋爾以及他們的同仁使用三維測定模擬了伊沃·埃列魯顱骨,然后將它與幾十具最古老的人科顱骨和現代人的顱骨進行對比。
結論是:這具顱骨的結構更像恩卡羅巴顱骨。恩卡羅巴顱骨是在坦桑尼亞的拉埃頓里發現的,被認為是14萬年前的古人的遺骸。但是,伊沃·埃列魯顱骨的年紀實際上是令人難以置信的1.3萬年。
我們知道,1967年,著名人類學家尼恰爾德·尼卡在埃塞俄比亞奧莫河岸上也發現了兩具大約13萬年前的顱骨。但是,在2000年中期進行的二次斷年中,認定它們的年紀有20萬年。到了2016年夏天,考古學家報道,這些智人的年紀可能超過30萬年。
“我們未曾料到,古代人科在解剖學意義上的現代人出現之后還能生存如此之久。”斯特尼蓋爾在《科學》上撰文指出,“顯然,對人科遷居非洲的進化過程的認識不該被簡單化,認為現代人突然出現,同時所有留下的人科全部滅絕。”伊沃·埃列魯顱骨要么屬于后古代人,要么屬于古代和現代人雜交的一種人。
馬依克·哈姆米爾相信這一結論。他認為,他的小組在現代非洲人的基因中發現最古老的核苷酸酶序列這一事實,僅僅是冰山一角,“大量古代遺產在人的基因中存在殘跡”。
在非洲人的密林中,甚至在智人出現之后16.5萬年,我們依然可以見到將古代人和現代人的外貌特征奇怪地混雜在一起的人。我們的直系祖先繼續與還生活在這里的人科進行基因交換,其中異種交配就發生在中非某處荒蕪偏遠的地方。考古學家的發現和基因研究結果都證實了這樣的接觸。
在生物世界中經常會有這種情況:近親緣關系的變異基因——被稱為等位基因——可以克服種間和亞種間的界限,從一個種群的基因庫滲透到另一個種群的基因庫里。如果這種等位基因能以這樣或那樣的方式提供給種群(代表)明顯優勢(幫助他們生存、有助他們的繁衍),他就會將其遺傳給后代。于是,在新的種群中就越來越常見這種情況。
正如美國威斯康星大學的古人類學家霍克斯的推測,這種源自遠古時代的結構會在不同人種之間的接觸中顯現出來,在他們一次又一次的交配過程中,有益的等位基因就從一種人科傳遞給另一種人科。因此,最古老的變異基因就滲透進智人的基因庫。
幾年前,《科學》雜志發表了美國免疫學家羅列特·阿比·雷肯德和比杰爾·巴爾埃姆撰寫的文章。他們在文章中指出:“被改寫的滲透基因在許多方面促進了現代人免疫系統的生成,古代等位基因充實了滲透基因。”
例如,6號染色體中具有被稱為MHC(MaiorHistocompatibility Complex)的明顯片段。它是含蛋白質的分子結構,與病菌和細菌的典型片段聯合在一起,參加人類免疫系統的工作。它的T細胞(即調節細胞,可阻止自身組織免疫系統遭受損害)和“殺敵細胞”會識別微生物病原體,在所有的器官中尋找它,并及時殲滅這一入侵之敵。
阿比·雷肯德和巴爾埃姆分析了非洲、歐洲、亞洲和大洋洲原住民的6號染色體,同時也分析了尼安德特人和丹尼索瓦人(丹尼索瓦人屬于生活在上一個冰河時期的一個全新的人類種群。20世紀80年代,丹尼索瓦人被誤認為是早期智人)的6號染色體,結果發現現代人身上擁有數量驚人的等位基因。根據他們的觀點,這些等位基因源于已經滅絕的兩種人種。也許,這些等位基因是我們的早期祖先與他們早已經滅絕的“堂兄妹”交配的結果。
丹尼索瓦人的等位基因可以在東南亞和小細亞的原住民身上發現,同時尼安德特人的等位基因也能夠在所有的歐洲原住民身上發現。而令人最為驚訝的是,古代基因集結在6號染色體的片段上,在歐洲人身上超過50%,亞洲原住民身上達到70%以上,在一些圭亞那的居民身上多到95%。也就是說,免疫系統的這一部分,幾乎全部是從古代人科身上繼承下來的。另外,最終形成于石器時代的免疫系統,確實是因為我們的直系祖先與“堂兄妹”的接觸。阿比·雷肯德和巴爾埃姆指出,對從非洲遷居出來的解剖學意義上的現代人來說,與歐洲的古代原住民交配是“改善自己后裔的基因,使之成為新的、更有效的、進入MHC的最快手段”。要知道,這些基因在尼安德特人、丹尼索瓦人以及他們的祖先身上經歷了幾十萬年,已經適應了歐洲和亞洲特有的病原體。因此,這些基因的擁有者具有更大的存活機會和更強的繁殖能力。在漫長的選擇過程中,這些基因會在解剖學意義上的現代人的機體上逐漸積累下來。
霍克斯這樣評述美國免疫學家的結論:“原則上,確實需要在免疫系統的基因中尋找古代人科遺傳給我們的基因。但是,依然不可輕易下結論,還應該尋找其他讓這種基因暴露的原因。我認為,完全有可能在我們發現非洲解剖學意義上的現代人之前,在他們的基因里就已經有了完全不同的基因,包括非常古老的等位基因。因此,在給出最終的答案之前,必須詳細研究非洲原住民的基因特點,才能揭開隱藏在非洲密林中的許多謎底!”
很早就有研究人員提出這樣的問題:“解剖學意義上的現代人的基因是否是從唯一的、特殊的、與世隔絕的生活群落中獲得和繼承下來的?或者,我們繼承的基因是從不尋常的祖先那里得來的?他們曾經在非洲占有最為另樣的生態位,生活在不同的地理區域。”盡管目前我們未必能分離出最古老的非洲人科的DNA。但隨著基因技術的發展,我們相信總有一天可以找到這些問題的最終答案。
現在,我們大體上可以認定,不同人科之間的基因交換是人類進化的一大特征。確實,在形成人類機體的某些特征上,雜交可以起到決定性的作用。
2016年夏天,科學家偶然找到了新的非洲人的“堂兄弟”的蹤跡。事情是這樣的。以奧米爾·果克丘門為首的美國布法羅大學的科學家,原本探究人唾液中的一個蛋白質MUC7的形成歷史和工作原理。蛋白質MUC7給唾液提供黏性,而且很可能參與抵制侵害人體的病原體。當然,這些基因學家不會放過對這種蛋白質的祖先的研究。實際上,唾液中摻雜著口腔上皮細胞的殘渣,含有蛋白質,就會帶有DNA。在生活在世界不同地方的人群中,具有這種基因的不同變異體。他們調查了不同民族和人種的2500多例樣本,以便找出這些變異,從而分析它們,并比較它們中的不同之處。他們對現在生活在非洲撒哈拉大沙漠中部以南的居民的基因情況尤為關注。以基因學的觀點,這種“父輩”基因的變異與部落中其他人擁有的同樣基因有著十分明顯的差別,這是基因滲透的結果。但這僅僅是一種推測,實際調查結果顯示,來自非洲撒哈拉沙漠以南的人的基因有與眾不同的版本,果克丘門解釋說,“在現代非洲人的DNA中,被滲透進古代某種人科的基因材料”。
基因學家指出,在異種交配發生時,基因在進化過程中會以迅猛的速度被改寫。這種異種交配大約發生在15萬年前。
顯然,在非洲原住民的祖先同期,還生活著某種人科群落。他們與現代人有著非常顯著的不同。基因測定證明,這兩種人科——我們的祖先和“這些神秘的物種”——分開進化了150萬年至200萬年。他們很可能是智人的一個亞種。
果克丘門認為,這個古老的人種有可能尚未被科學家所認識。無疑,在近期,人類學家可望有新的發現。他們就隱藏在寂靜的非洲人居住的密林中,就像潛在湖泊水底的深坑里,未曾露面!