我们究竟为何会成为唯一幸存的人类?智人漫漫演化史

现代人类在进化史上已经走过了一段漫长的征程,而这一切都是从用双腿迈出的第一步开始的。大约六百万年前,我们已知最早的祖先之一——乍得沙赫人的运动方式开始逐渐从猿类向人类转变,但又过了五百多万年,智人才开始出现。

 在这段漫长的过渡时期里,许多不同的人类物种先后出现、演化和消亡,有时还会相互混杂和通婚。随着时间的流逝,他们的身体、大脑、思维能力逐渐发生了变化,使用的工具和技术也在不断改变。

为了弄清智人是如何从这些古老的人族(包括现代人类、以及我们已经灭绝的近亲物种和祖先)演化而来的,科学家一直在挖掘远古骨骼和石制工具,开展基因分析,并试图重现影响人类祖先演化的、变化多端的环境。

这些证据越来越有力地证明,智人起源于非洲,不过起源的时间和地点也许并不唯一。

相反,人类祖先似乎是在非洲各个宜居地区分群而居,在相对隔绝的环境中经历了身体和文化上的进化,直到非洲的地形环境受气候影响发生变化,促使他们相互混合,彼此交换基因、工具和技术,最终形成了现代人类独特的基因组成。

“在智人开始出现的那段时期,东非地区的条件非常有利,吸引了很多人类从非洲各地迁移至此。

”美国史密森学会人类起源项目主管里克•波茨指出,“这样的环境非常适合来自非洲各地的种族进行基因混合。这说明人类基因组就是在非洲形成的。每个人都可以算作非洲人,但并非只来自非洲的某一地区、而是各地混杂的产物。”

每当科学家做出新发现,都会向我们对人类进化史的了解中增添关键一笔。在智人进化的时间线中,就有许多这样的重要证据,记录了我们的进化过程。

55万至75万年前:智人的开始

基因可以比化石更好地帮助我们了解人类的迁移、行动与进化史,以及我们的祖先或历史上交配对象的历史。

目前发现的最古老的早期人类近亲DNA来自西班牙阿塔波卡地区的胡瑟裂谷。科学家在其中找到了来自28个人类的数千枚牙齿与碎骨。

2016年,科学家十分费劲地从这些有着43万年历史的人类遗骸中梳理出了部分基因组,结果发现,这些人类竟是已知最早的尼安德特人,是我们最为熟悉的人类近亲之一。

科学家用分子钟估算了最早的尼安德特人基因组与现代人类基因组之间的差别需要多久才能积累而成。在此基础上,研究人员提出,二者的共同祖先大概生活于距今55万年至75万年前。

这当中的误差幅度足有20万年,说明基因分析并不适用于精准的年代测定。“总的来说,利用基因测定年代做不到十分精确。”在普林斯顿大学研究人类基因组进化史的约书亚•阿吉指出,“基因更适合进行定性分析,比如事件发生的顺序、以及相对的时间范围等等。”

在遗传学出现之前,物种开始分化的时间是通过科学家能找到的最古老的化石来估测的。就拿智人来说,已知最早的智人遗骸只能追溯到约30万年前,因此基因研究可以比化石更好地判定人类进化过程中的分化时间点。

图为对海德堡人的面部还原结果。海德堡人是现代人类、尼安德特人和丹尼索瓦人共同祖先的热门人选。

虽然我们的基因清楚地显示,现代人类、尼安德特人与丹尼索瓦人(一支神秘的人种,在我们的DNA中留下了大量痕迹,但目前找到的牙齿与骨骼遗骸却很少)的确拥有共同的祖先,但无法判定其身份。

生活在20万至70万年前的海德堡人是个热门“人选”。这一人种在非洲的一支似乎最后演化成了智人,而在欧洲的一支最终则演化成了尼安德特人与丹尼索瓦人。

假如能找到年代更久远的DNA,整件事的来龙去脉就会更加清楚,但能不能找到就是个未知数了。

很不幸,DNA记录需要在低温、干燥、稳定的环境中才能长时间保存,而这种环境在非洲可不常见。非洲发现的远古人类基因组历史很少有超过一万年的。

“智人的进化大约开始于80万至30万年前,而我们在非洲发现的远古DNA连这个时间段的边都碰不到。”马克斯•普朗克人类历史科学研究所的考古科学家埃莉诺•塞利指出。

30万年前:目前发现的最古老的智人化石

作为远古人类留下的遗骸,化石主要能帮助我们了解他们生前是什么模样。但骨头或牙齿能提供的信息十分有限,据此做出的解读也是五花八门。

虽然人类遗骸可以保存数十万年之久,但它们的形态学特征范围太过广泛,科学家有时无法准确判定它们究竟是智人、还是其它人种留下的。

化石往往现代特征与原始特征兼有,并且这些特征并不会一致朝现代人类的解剖结构演变。在不同的地点与时间点上,部分特征似乎会发生变化,说明独立进行的解剖学演变最终会造就长相迥异的人类。

由于人们在南非和东非都发现了大量早期人类留下的证据,因此从来没有科学家提出过,智人最早生活在现今的摩洛哥地区(位于非洲西北部)。

但在摩洛哥的Jebel Irhoud考古遗迹中,科学家却发现了一些有着30万年历史的头骨、下颚骨、牙齿等化石碎片,成为了目前发现的最古老的智人遗骸。

在Jebel Irhoud发现的、已知最早的智人化石的还原图。

在Jebel Irhoud发现的五名古人类的遗骸呈现出了一些现代人的面部特征,但也有一些偏向于古人类的特征,比如细长的颅骨等等。

此处发现的人类遗骸虽然无法证明这里就是人类的起源地,但可以说明,早在这一时期,人类就已经遍布非洲各地了。

非常古老的智人化石一般都来自南非的弗洛里斯巴遗址(距今约26万年)、以及埃塞俄比亚奥莫河沿岸的基比什遗址(距今约19.5万年)。

科学家在埃塞俄比亚赫托发现的两个16万年前的成年人类头骨被划入了“长者智人”一类,因为它们与普通智人存在一些细微的形态差别,如个头更大等等。

但除此之外,它们与现代人类十分相像,有些科学家甚至提出,它们也许根本就不是什么亚种。在坦桑尼亚加洛巴发现的一枚头骨也被判定为智人头骨,拥有12万年历史,既有许多远古人类的特征,又有一些更偏向于现代人类的特征,如面容更平缓、眉骨更低等等。

考虑到这些差异,专家对“究竟哪些化石遗骸能够代表现代人类”这一问题一直争论不休,以致于有些人提出,不如将这些化石都视作同一个多样化群组的一部分,从而将这个问题简化。

“距今4万至10万年前的所有化石都拥有各式各样的远古与现代特征,因此无法判定这些古老的化石中究竟哪些属于我们这一支、哪些属于演化到最后灭绝了的世系。”塞利指出,“目前最好的模型认为,这些化石全都属于早期智人,这也与其材料文化体现的情况相一致。”

正如塞利所言,非洲的材料文化在大约30万年前发生了一次大范围转变,笨重的手持石制工具逐渐变成了较为精细的刀刃和矛头,即我们所说的中石器时代工具。

那么,化石究竟是从什么时候开始完整体现出现代人类的所有代表性特征的呢?从奥莫河畔基比什遗址发掘的一枚19.5万年前的头骨看上去十分类似现代人类,而另一枚在尼日利亚Iwo Eleru洞穴中发现的头骨拥有许多远古特征,距今却仅有1.3万年历史。

这种矛盾说明,整个进化过程也许并不是线性的,并不是到了某个时间点之后、所有人就突然全都变成了现代人类。

30万年前:文物显示,工具发生了重大变革

我们的祖先早从330万年前就开始使用石制工具了。到了175万年前,他们已经形成了阿舍利文化,开始使用笨重的手斧等切割工具。这些工具随后流行了近150万年之久。

一直到40万年前,在现今的德国地区,人们才开始通过投掷矛头抓捕大型猎物,这在当时已经是非常先进的工具了。但掷矛时必须靠近猎物才行,这显然对使用造成了限制,有时还会将人置于危险之中。

随着我们的祖先在解剖结构上越来越接近当代人类,他们的生活方式和创造的工具也在随之变化。

右侧的两个物体是32万年至50万年前的工具碎片。其余工具都是在同一时期、同一区域使用过的石制工具。

迈入距今约30万年的中石器时代后,人类的技术实现了一次重大飞跃。他们开始将经过精细制作的锐利工具固定在把手和矛杆上,大大增强了捕猎威力。

科学家在肯尼亚南部发现的一些29.8万至32万年前的掷矛就是当时的一大创新。有了这样的工具,就可以杀死各种擅长躲避、或者危险的猎物了。“这从根本上改变了这些早期智人与当地生态系统、以及与其他人类的互动方式。”

用来剥皮、削木头的刮削器和尖状器也是在这一时期出现的。到了9万年前,人们已经开始用骨头制成的带刺矛头来捕鱼了。

就像化石一样,在不同的时间和地点,工具都发生了进步,说明不同的人类种群都在发展工具技术,并且后来可能还相互分享了这些技术。这些种群中也许还包括其它不属于我们这一支的人类世系。

去年,科学家在印度金奈附近发现了一系列远古工具,其中包括一些精细的石刃,时间可以追溯到至少25万年前。

这与现代人类出现在非洲的时间如此接近,说明其它人种或许也独立发明出了这些技术,或者是部分现代人类比目前认为的时间更早地离开了非洲、然后将这些技术传播到了其它地区。

10万至21万年前:化石显示智人开始在非洲之外的地区生存

许多基因溯源分析结果都显示,智人起源于非洲大陆。但智人似乎从很早开始表现出了热爱四处游荡的倾向,远比科学家之前猜测的时间早得多。

在以色列迦密山山坡上一座倒塌的洞穴中发现的一块下颚骨说明,现代人类17.7万至19.4万年前曾在地中海沿岸生活过。

这些下颚骨与牙齿不仅与现代人类极其相似,科学家还在同一座洞穴里发现了一些精致的手斧和燧石。

图为在以色列卡夫扎发现的一枚头骨,现存于美国自然历史

博物馆。

在该地区发现的其它考古遗迹(如以色列卡夫扎)则要晚一些,可以追溯至10万至13万年前,说明人类曾长时间居于此地。

科学家在卡夫扎发现人类遗骸时,还找到了一些红赭石碎块、以及用赭石染色的工具。他们认为,这是人类有意识举办的最早的葬礼。

而在我国南部的石灰岩洞中,人们发现了更多介于8万年至12万年前的证据。例如,在广西省智人洞中发现的一块带有两颗牙齿的下颌骨有着10万年历史,它保留了部分远古人类的特征,如较为后缩的下巴,但在其它方面却十分接近现代人类,因此或许可以代表智人。

此外,人们还在湖南省道县的一座山洞中发现了一系列人类牙齿,与我们的牙齿简直相差无几,说明在距今8万至12万年前,智人便已经在距非洲万里之遥的地方繁衍生息了。

人类迁徙的时间甚至可能比这还要早。一些人认为,有证据显示,人类早在21万年前就已经来到欧洲了。虽然在欧洲发现的大部分人类遗骸都引发过学术讨论,但鲜少能达到在希腊南部阿匹迪玛发现的头骨碎片那样的程度。这些头骨碎片或许已有20万年历史,可能是在非洲之外发现的最古老的现代人类化石。

然而,这处考古遗迹掀起了很大争议。部分学者认为,这些受损严重的人类遗骸与现代人类并不是很相像,倒更像是尼安德特人(就在同一个洞穴中几英尺之外的地方,人们也找到了尼安德特人的遗骸)。

还有人质疑在这处遗址开展的年代分析的精确度,因为这些化石在很久之前就脱离了其原本所在的地质层。

虽然在这一时期,非洲之外的地区生活着多个人类种群,但它们最终都与我们的进化历程无关。基因学可以揭露哪些人种是我们在很久很久之前的祖先,而哪些的人种后代则逐渐走上了绝路。

“当然,远古人类也许曾不止一次走出非洲。”阿吉指出,“问题在于,他们是否都对现代人类的进化做出了贡献?如今我们可以肯定地回答:并没有。”

5万至6万年前:基因与气候重建显示,人类走出了非洲

图为阿拉伯半岛的数字渲染图。科学家认为,人类大约5.5万年前从非洲迁徙至此。

近年来发表的多项基因研究显示,从欧洲人到澳大利亚土著,目前世界上的所有非非洲人的祖先都曾在5万至6万年前开始的一次大规模迁徙中离开了非洲。

对当时气候的重建结果显示,这段时间内有几个时期的海平线较低,为人类走出非洲、前往阿拉伯半岛和中东地区创造了有利条件。距今约5.5万年的一段时期便是其中之一。

“仅仅通过分析现代人的DNA,我们就能推演出一个相当准确的人类进化史大纲。”阿吉指出,“也许在5万至6万年前,一群人类离开了非洲,然后逐渐分散到全球各地,最后散布到了世界上所有宜居地区。”

虽然在此之前,前往中东或中国的非洲人也许与当时在世的一些远古人族进行了通婚,但这些世系最终似乎逐渐淡出了历史、或是被后来的迁徙活动掩盖了。

1.5万至4万年前:基因与化石显示,智人成为了唯一存活下来的人种

在地球历史上的大部分时间里,智人都不是唯一的人类。我们一度与其它人种共同生活在这个世界上,并且基因显示,我们曾频繁与多个人种通婚,包括一些我们尚未辨明身份的人种。

但随着时间的流逝,这些人种一个接一个地谢幕,最终只剩下智人,成为了全人类的代表。从进化的时间尺度来看,有些人种直到“不久前”才刚刚消失。

图为弗洛里斯人的面部还原图。这支人种一直存活到距今5万年前。

印度尼西亚弗洛里斯岛上的化石证据显示,当地曾生活着一个有趣的早期人种,绰号“小矮人”。弗洛里斯人似乎只存活到了五万年前,此后他们究竟遭遇了什么,科学家就不得而知了。他们与如今生活在同一地区的Rampasasa侏儒人之间似乎没有任何近亲关系。

此外,从欧亚大陆到葡萄牙,从英国到西伯利亚,这些地区一度都有尼安德特人的分布。但随着智人在这些地区逐渐发展兴盛,尼安德特人开始逐步退居幕后,在大约4万年前淡出了历史长河。不过有证据显示,少数顽强的尼安德特人也许一直坚持到了2.9万年前。即使到了今天,仍能找到他们存在过的痕迹,因为现代人类基因组中就含有尼安德特人的DNA。

我们的另一支近亲——丹尼索瓦人则要更加神秘一些。由于他们留下的化石太少,科学家至今仍不确定他们究竟长什么样,也不确定他们是否由不止一个人种构成。

近期在巴布亚新几内亚开展的一项人类基因组研究显示,生活在该地区的人类也许一直到1.5万年前还曾经与丹尼索瓦人共同居住、并且通婚过,不过这一观点尚存争议。

相比之下,丹尼索瓦人留下的基因“遗产”要确凿得多。目前在世的许多亚洲人都有3%至5%的DNA是从丹尼索瓦人那里遗传得来的。

虽然我们的这些“近亲”在基因上都对现代人类做出了一点贡献,但他们最终无一避免地走上了“绝路”,智人成为了唯一幸存的人类物种。

这些人类物种的灭绝向我们抛出了一个也许永远得不到解答的问题——我们究竟为何会成为唯一幸存的人类呢?

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