智人如何成為終極入侵物種

地球上曾居住過許多人類物種。但我們是唯一一個殖民了整個星球的物種。一項新的假說解釋了原因

大約在7萬年前,我們的物種智人離開了非洲,開始了其不可阻擋的在全球範圍內的擴張。其他人類物種已經在歐洲和亞洲建立了自己的領地,但只有我們的智人祖先最終成功地擴充套件到所有主要大陸和許多島鏈。他們的擴張並非尋常。智人所到之處,都伴隨著大規模的生態變化。他們遇到的古人類滅絕了,大量的動物物種也滅絕了。毫無疑問,這是我們星球歷史上最重大的遷徙事件。

古人類學家長期以來一直在爭論,為何以及如何只有現代人類完成了這一驚人的傳播和統治壯舉。一些專家認為,更大、更復雜的大腦的進化使我們的祖先能夠進入新的土地,並應對他們在那裡面臨的陌生挑戰。另一些人則認為,新技術推動了我們物種從非洲的擴張,使早期現代人類能夠以前所未有的效率捕獵獵物——以及消滅敵人。第三種設想認為,氣候變化削弱了尼安德特人和其他居住在非洲以外地區的古人類物種的種群,使現代人類能夠佔據上風並接管他們的地盤。然而,這些假說都未能提供一個全面的理論,可以解釋智人影響範圍的全部程度。實際上,這些理論大多被提出作為對智人在特定地區(如西歐)活動記錄的解釋。這種研究智人殖民地球的零散方法誤導了科學家。人類大遷徙是一個包含若干階段的事件,因此需要作為一個單一的研究問題進行調查。

過去16年來,我領導的在南非南部海岸尖峰點的挖掘工作,結合生物和社會科學領域的理論進展,最近使我對智人如何征服全球提出了另一種設想。我認為,當一種新的社會行為在我們物種中進化出來時,大遷徙就發生了:一種基因編碼的與無關個體合作的傾向。這種獨特的傾向與我們祖先先進的認知能力相結合,使他們能夠靈活地適應新的環境。它還促進了創新,催生了一項改變遊戲規則的技術:先進的投射武器。有了這些裝備,我們的祖先從非洲出發,準備將整個世界屈服於他們的意志。


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擴張的渴望

為了理解智人對地球的殖民是多麼非凡,我們必須回溯大約20萬年,回到我們物種在非洲的黎明時期。在數萬年的時間裡,這些解剖學意義上的現代人——看起來像我們的人——一直待在非洲大陸的範圍內。大約10萬年前,他們中的一群人短暫地進入了中東,但顯然未能繼續前進。這些人需要他們當時還不具備的優勢。然後,在7萬年前之後,一小群創始種群突破了非洲,開始了向新土地的更成功的征程。當這些人擴張到歐亞大陸時,他們遇到了其他密切相關的人類物種:西歐的尼安德特人和最近在亞洲發現的丹尼索瓦人後裔。在現代人入侵後不久,古代人就滅絕了,儘管他們的一些DNA由於群體之間偶爾的雜交而保留在今天的人們身上。

一旦現代人到達東南亞海岸,他們就面臨著一片看似無限且無陸地的海洋。然而,他們毫不畏懼地繼續前進。像我們一樣,這些人可以設想和渴望探索和征服新的土地,因此他們建造了適合海洋航行的船隻,並出海航行,至少在45000年前到達了澳大利亞海岸。作為第一個進入世界這一部分的人類物種,智人迅速遍佈整個大陸,用投矛器和火穿越它。許多長期統治這片南方大陸的奇異有袋動物滅絕了。大約在4萬年前,開拓者們找到並跨越了通往塔斯馬尼亞的陸橋,儘管南部海洋無情的洋流阻止了他們前往南極洲。

在地球的另一邊,一支向東北方向行進的智人種群滲透到西伯利亞,並輻射到環繞北極的土地上。陸地冰和海冰一度阻礙了他們進入美洲。他們最終何時跨越到新大陸是一個激烈的科學辯論問題,但研究人員一致認為,大約在14000年前,他們突破了這些障礙,席捲了一個野生動物從未見過人類獵人的大陸。在短短幾千年的時間裡,他們到達了南美洲的最南端,並在他們的身後留下了新大陸冰河時代巨獸的大規模滅絕,例如乳齒象和巨型地懶。

馬達加斯加和許多太平洋島嶼在另一個1萬年裡仍然沒有人類,但在最後的衝刺中,水手們發現並殖民了幾乎所有這些地方。就像智人定居的其他地方一樣,這些島嶼遭受了人類佔領的沉重打擊,生態系統被破壞,物種被消滅,環境被改造成我們祖先的目的地。人類對南極洲的殖民,則留給了工業時代。

團隊合作者

那麼智人是如何做到的呢?在被限制在他們起源的大陸上數萬年後,我們的祖先最終是如何突破並佔領的,不僅是先前人類物種殖民的地區,而是整個世界?一個有用的關於這次大遷徙的理論必須做到兩件事:首先,它必須解釋為什麼這個過程在當時開始而不是更早。其次,它必須提供一種在陸地和海上快速傳播的機制,這將需要能夠輕鬆適應新環境並取代在那裡發現的任何古人類。我認為,使我們一方面成為無與倫比的合作者,另一方面成為無情的競爭者的特徵的出現,最好地解釋了智人突然崛起為世界霸主的原因。現代人類擁有這種不可阻擋的屬性;尼安德特人和我們其他滅絕的近親則沒有。我認為這是對構成人類學家金·希爾(來自亞利桑那州立大學)所稱的“人類獨特性”的一系列特徵的最後一次重大補充。

我們現代人類的合作程度非常高。我們與非親屬甚至可能是完全陌生的人進行高度複雜的協調小組活動。想象一下,正如加州大學戴維斯分校的人類學家莎拉·布萊弗·赫迪在她2009年的著作《母親和其他人》中提出的情景,幾百只黑猩猩排隊,登上飛機,被動地坐上幾個小時,然後在提示下像機器人一樣退出。這是不可思議的——它們會不停地互相爭鬥。但我們的合作天性是雙刃劍。同一個物種會跳出來為受迫害的陌生人辯護,也會與無關的個體合作,對另一個群體發動戰爭,並對競爭對手毫不留情。我的許多同事和我認為,這種合作傾向——我稱之為超社會性——不是一種後天習得的傾向,而是一種只存在於智人中的基因編碼的特徵。其他一些動物可能表現出它的蛛絲馬跡,但現代人類擁有的東西在本質上是不同的。

我們是如何獲得這種對我們極端合作方式的基因傾向的問題是一個棘手的問題。但社會進化的數學建模已經產生了一些有價值的線索。聖塔菲研究所的經濟學家山姆·鮑爾斯已經表明,基因編碼的超社會性可以傳播的最佳條件,矛盾的是,當群體處於衝突之中時。擁有更多親社會人群的群體將更有效地協同工作,從而勝過其他群體,並將他們這種行為的基因傳遞給下一代,從而導致超社會性的傳播。加州大學戴維斯分校的生物學家皮特·裡奇森和亞利桑那州立大學的人類學家羅伯特·博伊德的額外工作表明,當這種行為始於一個亞種群,群體之間的競爭激烈,並且整體人口規模很小時,例如所有現代人後裔的非洲智人原始種群,這種行為傳播得最好。

狩獵採集者傾向於居住在約25人的群體中,與群體外的人結婚,並聚整合由配偶交換、贈送禮物以及共同語言和傳統聯絡在一起的“部落”。他們有時也會與其他部落戰鬥。然而,他們這樣做會冒很大的風險,這就提出了一個問題,是什麼觸發了這種參與冒險戰鬥的意願。

關於何時戰鬥是值得的見解,來自於傑拉姆·布朗(現任奧爾巴尼大學)於1964年提出的經典“經濟可防禦性”理論,該理論旨在解釋鳥類之間攻擊性的變化。布朗認為,個體採取攻擊性行為是為了實現某些目標,這些目標將最大化他們的生存和繁殖。當戰鬥有助於實現這些目標時,自然選擇將支援戰鬥。所有生物體的一個主要目標是確保食物供應,因此如果食物可以被防禦,那麼隨之而來的是,對其防禦的攻擊性行為應該被選擇出來。如果食物無法防禦或巡邏成本過高,那麼攻擊性行為就會適得其反。

在1978年發表的一篇經典論文中,當時都在康奈爾大學的拉達·戴森-哈德森和埃裡克·奧爾登·史密斯將經濟可防禦性應用於生活在小型社會中的人類。他們的研究表明,當資源密集且可預測時,資源防禦是有意義的。我想補充一點,所討論的資源必須對生物體至關重要——沒有生物體會防禦它不需要的資源。這個原則至今仍然成立:民族群體和民族國家為了密集、可預測和有價值的資源(如石油、水和高產農業用地)而進行激烈的鬥爭。這種領土理論的一個含義是,在早期智人的世界中,會促進群體間衝突,從而促進能夠進行這種戰鬥的合作行為的環境並非普遍存在。它們僅限於高質量資源密集且可預測的地區。在非洲,陸地資源在很大程度上是稀疏且不可預測的,這解釋了為什麼在那裡研究的大多數狩獵採集者在防禦邊界方面投入的時間和精力很少。但這條規則也有例外。某些沿海地區擁有非常豐富、密集且可預測的食物,如貝類床。世界範圍內狩獵採集者戰爭的人種學和考古學記錄表明,最高水平的衝突發生在利用沿海資源的群體中,例如北美洲太平洋沿岸的群體。

人類何時首次採用密集且可預測的資源作為其飲食的基石?數百萬年來,我們遠古的祖先覓食陸地植物和動物,以及偶爾的一些內陸水生食物。所有這些食物的密度都很低,而且大多數都不可預測。因此,我們的祖先生活在高度分散的群體中,他們不斷旅行以尋找他們的下一頓飯。但是,隨著人類認知變得越來越複雜,一個種群弄清楚瞭如何透過食用貝類在海岸上謀生。我的團隊在尖峰點遺址的挖掘工作表明,這種轉變始於大約16萬年前的非洲南部海岸。在那裡,在人類歷史上第一次,人們開始瞄準一種密集、可預測且極具價值的資源——這一發展將導致重大的社會變革。

基因和考古證據表明,智人在起源後不久,由於大約在19.5萬年前至12.5萬年前持續的全球降溫階段而經歷了人口下降。在嚴酷的冰川週期中,海邊環境為智人提供了飲食避難所,冰川週期使內陸生態系統中難以找到可食用的植物和動物,因此對我們物種的生存至關重要。這些海洋沿海資源也為戰爭提供了理由。尼爾森·曼德拉都市大學的揚·德·維因克領導的最近在非洲南部海岸進行的實驗表明,貝類床的生產力極高,每小時覓食可產生高達4500卡路里的熱量。我的假設本質上是,沿海食物是一種密集、可預測且有價值的食物資源。因此,它們引發了人類之間高度的領土性,而這種領土性導致了群體間的衝突。群體之間經常發生的戰鬥為群體內部的親社會行為提供了選擇條件——共同努力保衛貝類床,從而保持對這種珍貴資源的獨佔權——隨後這種行為在整個人群中傳播開來。

戰爭武器

憑藉在無關個體群體中行動的能力,智人正朝著成為一股不可阻擋的力量邁進。但是,我推測,它需要一項新技術——投射武器——才能充分發揮其征服潛力。這項發明醞釀已久。技術是累加的:它們建立在先前的實驗和知識之上,並變得越來越複雜。投射武器的發展也遵循了同樣的軌跡,最有可能從刺棒,到手擲標槍,到槓桿輔助投擲標槍(投矛器),到弓箭,最後到當代人類想出的所有極具創造性的發射致命物體的方式。

隨著每次新的迭代,這項技術變得更加致命。簡單的帶削尖點的木矛往往會產生刺傷,但這種傷害的影響有限,因為它不會使動物迅速流血。用鋒利的石頭尖端裝飾矛頭會增加傷口的創傷。然而,這種精細化需要幾種相關的技術:必須能夠將工具塑造成一個可以穿透動物的尖端,並塑造一個可以連線到矛杆的底部。它還需要某種連線技術來將石尖固定到木杆上——要麼使用膠水,要麼使用捆綁材料,有時兩者都使用。現在在南非開普敦大學的傑恩·威爾金斯和她的同事已經表明,來自南非卡圖潘1遺址的石器在50萬年前被用作矛頭。

卡圖潘1發現的古老性意味著它是尼安德特人和現代人類的最後共同祖先的手工製品,而20萬年前的晚期遺骸表明,正如人們可能預期的那樣,這兩個後代物種也製造了這類工具。這項共同的技術意味著,在一段時間內,尼安德特人和早期智人之間存在權力平衡。但這種情況即將改變。

專家們一致認為,考古記錄中微型石器的出現標誌著真正的投射技術的出現,輕便性和彈道學對於這種技術至關重要。這種工具太小,無法用手揮舞。相反,它們必須安裝在骨頭或木頭上的凹槽中,以製造能夠高速和遠距離發射的武器。已知的最古老的這種所謂的微石器技術例項來自尖峰點。在那裡,在一個簡稱為PP5-6的巖棚中,我的團隊發現了人類長期居住的記錄。利用一種稱為光釋光測年的技術,澳大利亞臥龍崗大學的地質年代學家澤諾比亞·雅各布斯確定,PP5-6的考古序列跨越了從9萬年前到5萬年前的時間。該遺址最古老的微石器工具可以追溯到大約71000年前。

時間暗示氣候變化可能促成了這項新技術的發明。在71000年前,PP5-6的居民正在用一種叫做石英岩的岩石製作大型石尖和石片。正如團隊成員埃裡希·費舍爾(來自亞利桑那州立大學)所表明的那樣,當時海岸線靠近尖峰點。以色列地質調查局的米拉·巴爾-馬修斯和現在的亞利桑那州立大學博士後研究員克斯廷·布勞恩對氣候和環境的重建表明,當時的條件與今天該地區普遍存在的條件相似,冬季多雨,灌木植被茂盛。但大約在74000年前,世界氣候開始轉向冰川條件。海平面下降,露出沿海平原;夏季降雨增加,導致營養豐富的草地和以金合歡樹為主的林地蔓延。我們認為,一個大型的遷徙生態系統在以前被淹沒的海岸上發展起來,在這個生態系統中,食草動物在夏季向東遷徙,在冬季向西遷徙,追蹤降雨,從而追蹤新鮮的草。

PP5-6的居民在氣候轉變後開始製造小型輕型武器的確切原因尚不清楚。但也許是為了在動物遷徙穿過新平原時將其獵殺。無論是什麼原因,那裡的人們都開發出了一種巧妙的製造小型工具的方法:轉向一種新的原材料——一種叫做矽質岩的岩石——他們用火加熱它,使其更容易塑造成小型鋒利的尖端。只有在發生氣候轉變之後,這些早期現代人類才能獲得足夠穩定的來自蔓延的金合歡樹的木柴供應,才能使製造這些熱處理微石器工具成為一種持久的傳統。

我們尚不清楚這些微石器被用於哪種投射技術。我的同事,南非約翰內斯堡大學的馬里茲·隆巴德研究了來自其他遺址的稍晚的例子,並認為它們代表了弓箭的起源,因為它們上的損傷模式與已知的箭頭尖端上的損傷模式相似。我並不完全相信,因為她的研究沒有測試投矛器造成的損傷。無論是在尖峰點還是在其他地方,我認為更簡單的投矛器先於更復雜的弓箭。

我也懷疑,就像最近在非洲的狩獵採集者一樣,他們的生活在人種學記錄中有所記載,早期的智人會發現毒藥的有效性,並用它來提高投射物的殺傷力。長矛狩獵的最後殺戮時刻是混亂的——心臟砰砰直跳,肺部劇烈喘息,塵土和鮮血,以及汗水和尿液的惡臭。危險無處不在。一隻被追趕到地面,因精疲力竭和失血而倒地的動物,還有最後一招:本能尖叫著讓這隻野獸最後一次猛撲起來,縮小差距,並將它的角埋在你的內臟裡。尼安德特人短暫的生命和殘破的身體表明,他們遭受了用手持長矛近距離狩獵大型動物的後果。現在考慮一下從遠處發射的投射物和塗有麻痺動物的毒藥的優勢,可以讓獵人走上前去結束追逐,而幾乎沒有威脅。這種武器是一項突破性的創新。

自然之力

隨著投射武器與超社會行為的結合,一種壯觀的新型生物誕生了,其成員組成了團隊,每個團隊都像一個單一的、不可戰勝的捕食者一樣運作。沒有獵物——或人類敵人——是安全的。有了這種強大的特徵組合,六個說六種語言的人可以一起划槳,在10米高的湧浪中航行,以便捕鯨手可以在領頭人的命令下升到船頭,並將致命的鐵器投擲到龐然大物的起伏的身體中,這種動物應該將人類視為只不過是小魚。同樣,一個由500人組成的部落分散在20個聯網的群體中,可以派出一支小軍隊,對一個鄰近部落的領土入侵進行報復。

這種殺手和合作者的奇怪混合物的出現很可能解釋了為什麼,當冰川條件在74000年前至60000年前之間再次返回時,再次使非洲大片地區變得不適宜居住,現代人類種群並沒有像以前那樣萎縮。事實上,他們在南非擴張了,憑藉各種先進的工具蓬勃發展。不同之處在於,這一次現代人類已經做好了準備,用靈活的社會聯絡和技術來應對任何環境危機。他們成為了陸地上的頂級掠食者,並最終成為了海洋中的頂級掠食者。這種掌握任何環境的能力是最終開啟走出非洲並進入世界其他地區大門的鑰匙。

無法聯合起來並投擲武器的古人類群體無法與這種新物種抗衡。科學家們長期以來一直在爭論為什麼我們的近親尼安德特人滅絕了。我認為最令人不安的解釋也是最有可能的解釋:尼安德特人被視為競爭對手和威脅,入侵的現代人類消滅了他們。這是他們進化來的目的。

有時我會想到現代人類和尼安德特人之間的那次命運攸關的相遇是如何發生的。我設想尼安德特人可能會在他們的篝火旁講述那些與難以置信的巨型洞熊和猛獁象進行的殊死搏鬥的誇耀故事,這些戰鬥發生在冰川歐洲灰色的天空下,赤腳踩在因獵物和兄弟的鮮血而變得溼滑的冰面上。然後,有一天,傳統發生了黑暗的轉變;吹噓變成了恐懼。尼安德特人的故事講述者談到有新人來到這片土地——快速、聰明的人,他們投擲的長矛距離令人難以置信,而且非常準確。這些陌生人甚至在晚上成群結隊地來,屠殺男人和孩子,並帶走女人。

那些現代人類的智慧和合作的最初受害者,尼安德特人的悲慘故事,有助於解釋為什麼當今世界會出現可怕的種族滅絕和滅絕種族行為。當資源和土地變得稀缺時,我們將那些看起來或說話不像我們的人指定為“其他人”,然後我們利用這些差異來證明消滅或驅逐他們以消除競爭是正當的。科學已經揭示了觸發我們硬編碼的將人歸類為“其他人”並以可怕的方式對待他們的傾向的刺激因素。但這並不意味著我們註定要做出這種反應,僅僅因為智人進化為以這種無情的方式應對稀缺。文化可以凌駕於最強烈的生物本能之上。我希望認識到我們為什麼會在艱難時期本能地互相攻擊,將使我們能夠超越我們邪惡的衝動,並聽從我們最重要的文化指令之一:“永不再犯。”

更多探索

起源於71000年前南非的早期且持久的先進技術。凱爾·S·布朗等人,《自然》,第491卷,第590-593頁;2012年11月22日。

非洲和西亞沿海資源利用的起源和意義。柯蒂斯·W·馬裡安,《人類進化雜誌》,第77卷,第17-40頁;2014年12月。

來自我們的檔案

當海洋拯救人類柯蒂斯·馬裡安;2010年8月。

柯蒂斯·W·馬裡安是亞利桑那州立大學人類起源研究所的基金會教授,也是南非納爾遜·曼德拉大學沿海古科學中心的榮譽教授。他研究現代人類的起源、非洲的史前史、古氣候和古環境以及考古遺址的動物骨骼。馬裡安對人類對沿海生態系統的佔領特別感興趣。他是南非海岸古氣候、古環境、古生態學、古人類學(SACP4)專案的首席研究員,該專案由國家科學基金會資助。

更多作者:柯蒂斯·W·馬裡安
大眾科學雜誌 第313卷 第2期本文最初以“最具入侵性的物種”為標題發表於《大眾科學》雜誌 第313卷 第2期 (), p. 32
doi:10.1038/scientificamerican0815-32
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