非洲的纳马族女性。
【资料图】
现代人类起源一直有单地起源说(单一中心假说)和多地起源说(多中心假说)两种主要假说。单地起源说认为,现代人的起源是在约5万年前走出非洲的人完全取代了其他地区的人类;多地起源说并不否认人类起源于非洲,但是认为现代人的起源可以追溯到更早的时期,约200万年以来的所有人类都属于同一个物种,现代人只是这同一物种下的一个群体,5万年前走出非洲的人并没有完全取代其他地区的早期人类(这些早期人类也是非洲起源的),而是与早期人类有基因交流共同塑造了现代人类。
多年来,单地起源说在学界一直占主流。现在,一项研究为一种新的多地起源说提供了证据,该理论认为人类的确是起源于非洲,但在非洲这块大地上就已经是多地起源,非洲的东南西北的早期人种相互通婚构成血缘交流,才形成了今天的人类。
美国加州大学戴维斯分校(UC Davis)人类学和基因组中心教授布伦娜·赫恩(Brenna Henn)和加拿大麦吉尔大学的西蒙·格拉韦尔(Simon Gravel)共同领导的一项研究结果发表于2023年5月17日的《自然》杂志。这项研究的总体结论是,人类可能源自非洲多个祖先群体,而非单一群体。
研究人员在2012年至2015年间对南部非洲的纳马人(Nama)村庄中从事日常事务的现代人提取唾液样本,生成了基因数据。这些基因数据包括非洲的44个现代纳马个体的新测序基因组,与其他现代群体相比,这是一个已知具有特殊遗传多样性水平的土著群体。
对这些人基因组的测序表明,早期人类群体发生分离是在12万至13.5万年前,在此之前,两个或更多基因差异较弱的人属群体已经混合了数十万年。在种群分离之后,人们仍然在干茎群(stem populations)之间迁移并产生基因交流,创造了一个结构薄弱的结构茎。因此,人类的演化可能更像是一个盘根错节的藤蔓,而非简单的生命之树。
这是研究人员首次提出人类的演化像“弱化结构茎”模型,这一假说认为,人类起源在当初的非洲就已经是多地起源了,当时的人类祖先在非洲多地演化并相互进行基因交流。而此前的多地区起源学说则认为,人类从5万年前走出非洲后,与之前更早走出非洲的人在多地进行交流而产生了今天的不同人种。
这项研究的作者指出,根据他们的模型,当代人类群体中1%-4%的遗传分化可归因于结构茎的变异。这些结构茎的变化都起源于生活在约100万年前的这些古老的人群,他们在基因上存在微小的差异。
同时,研究人员的基因数据不只是现在非洲人的数据,也纳入了欧洲人群,以及尼安德特人的基因序列数据。基因组数据分析表明,这些古代的人类(“祖先茎”)的局部人群数千年间在非洲的各地迁移,不断婚配和杂交,分享各自演化出的基因差异。
非洲遗传基因的多样性证实了非洲的多地起源说。
新研究除了纳入南部非洲的纳马人基因数据外,也纳入了来自现存的东非和西非人群的基因组测序数据。这些大数据能帮助研究人员理解并追踪历史上基因在几代人之间的迁移。例如,数据表明,在农牧业扩张的5000年前,纳马人祖先与其他群体之间的迁移比西非和东非人之间的迁移弱一个数量级。但是,东非和西非之间的基因流动相对较高。进一步发现,全新世(1.2万-1万年前)初期从其他地方,如欧洲的基因流回非洲主要影响了埃塞俄比亚农业人口的祖先,占其遗传血统的近65%。还有相当多的基因从阿姆哈拉和奥罗莫流入纳马族,这些基因代表的是东非以放牧山羊和牛的牧民。这表明,东非和西非与纳马人的基因交流比较频繁。
这项研究提出的人类是在非洲多地起源的假说有一个比较有说服力的事实是,能解释单一起源假说的不自洽。
人类单一起源假说有一部分证据是来自化石记录,但是化石记录与基因组数据并不能很好地吻合。根据单一起源学说,如果人类确实从一个地区起源并演化和辐射开来,那么远离中心点的人类化石更为年轻,而靠近中心点的化石更为古老。但实际上,考古研究并未发现符合这种预期和逻辑的化石记录。
由于这项新研究纳入了非洲南部、东部和西部的人口基因组数据,就能解释当时的人类演化是在非洲内部通过迁徙进行通婚和交流,因而呈现为演化的多元化或散射,而非从源头上单一的辐射。
关于人类起源和演化,目前认为,经历了南方古猿→能人→直立人→智人(Homo sapiens)的发展阶段。约3300万-2400万年前,从旧世界的猴子中产生了猿。约500万-800万年前,有些类似黑猩猩的猿类物种在非洲东部的雨林周围与稀树大草原连接地带成功生存,演化为南方古猿,称为正在形成中的人。
约150万到250万年前,南方古猿的其中一支进化成能人(Homo habilis) ,最早在非洲东岸出现,能人是能制造工具的人,是最早的人属动物。约20万到200万年前,直立人(Homo erectus)在非洲出现,也即晚期猿人,懂得用火,开始使用符号与基本的语言。约3万到25万年前,早期智人(early Homosapiens) 出现。约1万到5万年前,晚期智人(late Homo sapiens) 出现,也就是所谓现代人的祖先。
因此,人类的祖先是智人,在约20万年前的东非大裂谷演化成形。按照单地演化说,现在的人类是早期智人多次走出非洲后形成了今天的人类。但是,现在新研究提出,人类在非洲多地起源则表明,人类早期在非洲就已经是多地起源,通过迁徙和通婚,形成了基因的多样性。
但是,赫恩和格拉韦尔等人的研究只是提出了一种新的解释人类起源的多地区起源假说,并非盖棺论定。关于人类的起源,还需要更多研究来解读和解答。赫恩和格拉韦尔等人也希望进一步扩大研究范围,引入来自非洲其他地区的更多DNA数据,以证实或证伪他们现在的关于人类是在非洲多地区起源的假说。
张田勘
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