現代人類起源的泥潭

近期研究支援一項關於人類進化存在爭議的理論

在解釋現代人類的出現時,研究人員通常認同兩種假設之一。“走出非洲”理論認為,智人大約在15萬至20萬年前作為新物種在非洲突然出現,隨後取代了尼安德特人等古人類。另一種模型,被稱為多區域進化或區域連續性,認為我們人類的起源更加古老和多樣化。這種觀點的支持者認為,智人大約在兩百萬年前起源於非洲,並作為一個單一物種在舊世界傳播和進化,不同地區的人群透過基因和文化交流聯絡在一起。在這兩種模型中,“走出非洲”理論受到了大多數人類進化學者的青睞。然而,就在本月,兩項研究的結果出爐,似乎支援多區域論,為這場曠日持久的辯論增添了新的燃料。

圖片:凱特·王 (KATE WONG)
尼安德特人和其他古人類可能是我們祖先的一部分。

雖然“走出非洲”模型最初是根據化石證據發展起來的,但它之所以廣受歡迎,部分原因是大量的基因研究似乎支援它。這些研究中的絕大多數都集中在來自現存人群的 DNA 上。但在 1997 年,德國萊比錫馬克斯·普朗克進化人類學研究所的古代 DNA 專家斯萬特·帕博 (Svante Pääbo) 和他的同事在《細胞》雜誌上報道說,他們首次提取並測序了屬於尼安德特人的線粒體 DNA (mtDNA)。


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該團隊發現,尼安德特人和現代人的 mtDNA 之間的差異是任何兩個現存人類之間觀察到的差異的三倍以上。此外,尼安德特人的 DNA 並沒有顯示出與現存歐洲人 DNA 的任何特殊相似性,如果尼安德特人在歐洲居住了超過 20 萬年,並且對現代人類基因庫做出了貢獻,那麼人們可能會期望看到這種相似性。對於許多研究人員來說,《細胞》雜誌的研究嚴重削弱了多區域論者的論點,即尼安德特人是我們的祖先之一,即使沒有完全否定這個論點。去年,來自另外兩個尼安德特人樣本的 DNA 也產生了類似的結果,進一步加強了“走出非洲”替換案例。

然而,尼安德特人 DNA 資料的批評者指出,在沒有來自解剖學意義上的現代人類的同樣古老的樣本進行比較的情況下,尼安德特人 DNA 與來自現代人的 DNA 之間的差異的確切意義還不能完全理解。他們認為,由於隨著時間的推移發生的微進化變化,任何那麼古老的人類 DNA 都可能與當代人類 DNA 相當不同。其中一項新的研究似乎證實了這種懷疑。

在 1 月 16 日的《美國國家科學院院刊》上發表報告稱,巴黎皮埃爾和瑪麗·居里大學的格雷戈裡·J·阿德科克 (Gregory J. Adcock) 和他的同事提取並分析了來自代表解剖學意義上的現代人類的澳大利亞化石的 mtDNA。其中一個標本被稱為芒戈湖 3 號 (LM3),其年代約為 62,000 年。因此,LM3 mtDNA 是已知的最古老的現代人 mtDNA。它也比去年分析的兩個尼安德特人樣本更古老,甚至可能比構成《細胞》雜誌報告基礎的樣本更古老(產生該 mtDNA 的化石的年齡未知)。

重要的是,阿德科克的研究小組發現,LM3 mtDNA 與現存人類 mtDNA 的差異與尼安德特人 mtDNA 的差異一樣大。相比之下,來自較年輕的澳大利亞化石的 mtDNA 與現存人類的 mtDNA 非常相似。“如果現代人類(LM3)中存在的線粒體 DNA 序列可能滅絕,那麼尼安德特人的線粒體 DNA 可能也發生了類似的事情,”紐約州立大學奧尼昂塔分校的約翰·H·雷勒斯福德 (John H. Relethford) 在一篇隨 PNAS 報告發表的評論中指出。他說,如果是這樣,那麼在現存人類中沒有尼安德特人 mtDNA 並不能排除他們對我們的基因庫做出貢獻的可能性。其他研究人員則持保留態度,直到結果在獨立的實驗室中得到重複,理由是存在汙染的可能性。

實際上,mtDNA 研究還存在其他問題,因為單個基因的歷史不一定反映人群的歷史。不同的基因可以講述不同的故事,就人類進化研究人員而言,mtDNA 僅代表一個基因。不幸的是,就古代 DNA 而言,使用目前可用的技術從早期人類化石中回收核 DNA(以及其他基因)的可能性非常渺茫。因此,化石仍然是人類起源辯論中非常重要的一部分。

圖片:米爾福德·H·沃爾波夫 (MILFORD H. WOLPOFF)
早期現代歐洲人)與尼安德特人()的共同特徵比與來自中東的現代人()更多。

為此,本月發表的第二項研究對“走出非洲”替換情景提出了質疑,該研究的重點是骨骼。根據他們在 1 月 12 日的《科學》雜誌上發表的報告,密歇根大學的米爾福德·H·沃爾波夫 (Milford H. Wolpoff) 和他的同事著手透過檢查來自中歐和澳大利亞的、年代介於 20,000 年至 30,000 年之間的早期現代人頭骨(上圖),尋找來自多個種群的基因輸入,來檢驗替換理論。這兩個群體顯然都表現出其在中東和非洲祖先中看到的特徵。但是,來自中歐的早期現代人標本也表現出尼安德特人特徵,而早期現代澳大利亞人則表現出與來自印度尼西亞的古老人屬的親緣關係。“這些特徵相當於這些區域內連續性的確鑿證據,”猶他大學的團隊成員約翰·霍克斯 (John Hawks) 說。

沃爾波夫斷言:“古代人類在世界各地廣泛的區域內共享基因和行為,並沒有被後來進化成我們的‘幸運群體’消滅。”“化石清楚地表明,不止一個古代群體倖存下來並繁榮發展。”多區域論者認為,最終,尼安德特人和其他古人類作為實體透過雜交消失了。(其他古人類學家對新資料提出異議,指出之前對這些相同頭骨的分析支援了替換模型。)

可以肯定的是,新的發現不會結束關於現代人類起源長達數十年的辯論。然而,它將從哪裡開始,沒有人能夠猜測。

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大眾科學 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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