在 人类的起源,发表于 1871 年,查尔斯·达尔文假设我们的祖先来自非洲。他指出,在所有动物中,非洲猿类——大猩猩和黑猩猩——与人类最相似。但他几乎没有化石证据。为数不多的已知人类化石是在欧洲发现的,而在接下来的 50 年里陆续发现的人类化石则来自欧洲和亚洲。
达尔文选错了大陆吗?
1924 年,一个偶然的发现终于支持了达尔文的推测。在南非一个石灰石采石场的废墟中,矿工们发现了一个幼儿的头骨化石。根据这个孩子兼具人类和猿类特征的特征,解剖学家确定这块化石就是当时普遍所说的“缺失的一环”。这是迄今为止发现的最像猿的化石,即人类科的成员,该科包括现代人类和我们所有已灭绝的近亲。
该化石不足以确认非洲是我们的家园。自这一发现以来,古人类学家已经收集了数千块化石,证据一再表明非洲是我们的起源地。遗传学研究强化了这个故事。非洲猿确实是我们现存的近亲,黑猩猩与我们的关系比与大猩猩的关系更密切。事实上,许多科学家现在将类人猿纳入原始人类家族,使用狭义的“人类”一词来指代人类和我们已灭绝的表亲。
在这个以激烈争斗和竞争而闻名的领域,人类起源于非洲的概念将人类进化研究人员团结在一起。“我认为每个人都同意并理解非洲在我们物种的进化过程中非常关键,”科罗拉多大学丹佛分校的古人类学家查尔斯·穆西巴说。
古人类学家已经勾勒出这一进化过程的粗略时间表。大约在 900 万到 600 万年前,第一批古人类进化出来。用两条腿直立行走使我们的祖先有别于其他猿类。我们的祖先也有较小的犬齿,这可能是攻击性减少和社会互动发生变化的标志。大约 350 万至 300 万年前,人类先行者走出了森林地区。非洲变得越来越干燥,草原遍布整个大陆。古人类此时也开始制作石器。人类一属,人属 ,到达于 250 万到 200 万年前,也许更早,比他们的前辈拥有更大的大脑。至少在 200 万年前, 人属 成员开始从非洲前往欧亚大陆。大约 30 万年前, 智人 我们的物种出现了。
但人类的进化并不像 20 世纪 40 年代和 50 年代那样是一个渐进的、线性的过程。它并不是由一条几乎不间断的链条组成,一个古人类随着时间的推移进化成下一个。六十年代和七十年代的化石发现揭示了一个更加茂密的家谱,其中有许多死胡同的分支。据统计,化石记录中已发现超过 20 种古人类。专家们对于如何对所有这些形式进行分类存在分歧——“化石物种是精神构造,”一位古人类学家曾经说过 科学新闻 ——但显然,古人类是多种多样的,有些物种在时间和地点上都有重叠。
即使我们这个物种也并不总是孤独的。就在五万年前,这个身高一米的小型生物 弗洛勒斯人 绰号“霍比特人”,生活在印度尼西亚的弗洛勒斯岛。而三十万年前,纳莱迪人 是南非的邻居。
发现这样的“原始”物种——它们的大脑都相对较小——与人类同时生活 智人 华盛顿特区乔治华盛顿大学的古人类学家伯纳德·伍德说,这是一个很大的惊喜。这些在过去二十年里取得的发现提醒我们还有多少东西需要了解。
伍德说,在非洲和其他地方有如此多的领域有待探索,现在对人类进化进行全面的解释还为时过早。我们的起源故事仍在进行中。
放眼非洲
雷蒙德·达特要举办一场婚礼。
那是 1924 年 11 月的一个下午,这位出生于澳大利亚的解剖学家在专注于化石时只穿了半身正装。含有这些发现的岩石刚刚从汤恩镇附近的一个矿井运到他位于南非约翰内斯堡的家中。
一块橙子那么大的多节岩石上,印着褶皱、沟渠,甚至还有大脑的血管。它完全适合另一块岩石,这块岩石的下巴露出了一点。
新郎催促达特回到正轨。“天哪,雷,”他说。“你必须立即穿好衣服——否则我就得另找伴郎了。”
庆祝活动一结束,时年 31 岁的达特就开始用织针将下巴从石灰岩外壳中取出。几周后,他不仅解放了下巴,还解放了保留了孩子脸部的部分头骨。
1925 年 2 月 7 日,在杂志上 自然,Dart 将 Taung Child 介绍给了世界。他将这块化石描述为一种与众不同的猿类,具有一些明显类似人类的特征,包括相对平坦的脸和相当小的犬齿。枕骨大孔是脊髓从头部伸出的孔,位于颅骨正下方,这意味着孩子处于直立姿势并用两条腿行走。
达特得出的结论是,汤恩儿童属于“一种已灭绝的猿类”介于现存类人猿和人类之间 ”。他的斜体文字强调了他的判断:这块化石是其他灵长类动物和人类之间所谓的缺失环节。他把它命名为 非洲南方古猿,或非洲南部猿。
汤恩儿童是在非洲发现的第二个古人类化石,比第一个原始得多。达特认为,这一发现证实了达尔文关于人类起源于该大陆的信念。“看来没有什么疑问了,”科学通讯 , 的前身 科学新闻 报道称,“在这片著名的‘黑暗’大陆上发现了人类进化史上最重要的一步。”
但达特的说法大多遭到怀疑。需要二十多年的新化石发现和地质年代测定的进展才能证明达特的正确性,非洲才能成为古人类学的中心。
反对当权派
与达尔文不同,19 世纪末和 20 世纪初的许多进化论者都认为人类谱系起源于亚洲。一些人认为亚洲长臂猿是我们现存的近亲。其他人则认为中亚的构造活动和气候变化引发了人类进化。一位博物学家甚至提出,人类的起源可以追溯到一块沉入印度洋的失落大陆,迫使我们的祖先迁往东南亚。
这就是早期人类祖先的最佳竞争者被发现的地方。1890 年代,由荷兰医生出身的人类学家尤金·杜布瓦 (Eugène Dubois) 带领的一个团队在印度尼西亚爪哇岛发现了一顶黄盖帽和大腿骨。厚厚的头盖骨有厚重的眉骨,但杜波依斯估计它曾经拥有一个大约是猿猴大脑两倍大、接近人类大脑大小的大脑。大腿骨表明这个爪哇人,后来被命名为 直立人,直立行走。
欧洲有自己诱人的化石。尼安德特人自 19 世纪中叶就为人所知,但到了 20 世纪初,人们普遍认为他们是近亲,但生活时间太晚,无法为我们的早期进化提供更多线索。一个更相关的发现似乎出现在 1912 年,当时一位业余考古学家在英格兰皮尔当附近发现了类似人类的骨头;该遗址还含有已灭绝生物的化石,表明皮尔当人的历史非常悠久。头骨暗示他有一个人类大小的大脑,但他的原始下巴有一颗巨大的、像猿一样的犬齿。
一些专家质疑头骨和下巴是否属于一体。但英国科学家接受了这一发现——不仅仅是因为它暗示英国在人类起源中发挥着作用。皮尔当人的特征符合英国当权者对人类进化的看法,在这种观点中,大大脑是区分人类祖先和其他猿类的第一个特征。
因此,当达特宣布他在非洲南端发现了一种长有类人牙齿的小脑双足猿时,科学家们就开始持怀疑态度,哥本哈根丹麦自然历史博物馆的科学史学家佩吉·麦迪逊说。科学家们也对 Dart 持怀疑态度。据一位同事合着的一篇论文称,当他在伦敦上学时,他就赢得了“科学异端,热衷于横行霸道的主张”的名声。
但麦迪逊研究了怀疑论者的反应,他表示,最初的批评主要集中在实际问题上。“我发现他们在纸上所说的实际上是相当合理的。”
一个大问题:达特的化石是一个三四岁的孩子。批评者指出,年轻的猿猴在某些方面与人类相似,但随着猿猴的成熟,这些相似之处就消失了。批评者还抱怨达特没有对幼年黑猩猩和大猩猩进行适当的比较分析,并且他拒绝将化石发送到可以进行此类分析的英国。这一拒绝激怒了英国保守派。达特的一位同代人后来写道:“这位年轻的殖民暴发户竟然自己描述了这个头骨,而不是把它提交给他的长辈和上级,这让英国的科学家们感到不快。”
很难不去想那个时代的殖民主义和种族主义态度如何塑造人们的看法。汤恩儿童诞生之际,优生学仍然被认为是合法的科学,人类学的大部分内容都致力于将人们分类并划分出等级制度。一方面,西方研究人员倾向于维持一种错误的观念,即非洲人比其他人更原始,甚至进化程度更低。另一方面,他们想相信欧洲或亚洲是人类的起源地。
这些观点如何影响对汤恩儿童的反应尚不清楚。许多怀疑论者并没有将化石的位置视为问题,一些人承认人类可能是在非洲进化的。但德克萨斯农工大学学院站的古人类学家希拉·阿瑟雷亚 (Sheela Athreya) 表示,根深蒂固的偏见可能让一些研究人员更容易拒绝汤恩儿童并接受皮尔当人,尽管支持这一说法的化石证据也很少。
世界各地的报纸都关注了汤恩儿童的争议。尽管粉丝们给达特寄来诗歌和短篇小说,将这个孩子描绘成民族英雄,但他也收到了来自神创论者的反对信。
其中,达特至少说服了一位著名科学家。罗伯特·布鲁姆 (Robert Broom) 是一位出生于苏格兰、现居南非的医生,也是爬行动物进化方面的权威,他认识到,完全发育的化石 非洲猕猴 需要个体来确认汤恩儿童的人类品质在成年后仍然保留。
1936 年,布鲁姆开始在距约翰内斯堡不远的洞穴中发现这一证据。他经常采取引爆炸药来释放标本的高压手段,收集了一系列代表年轻人和老年人的化石。四肢、脊柱和髋骨证实南非曾经是双足猿的家园,头骨证实了达特的推论 非洲猕猴’像人一样的牙齿。
即使是最坚定的 Dart 怀疑者也不能忽视这一证据。英国解剖学家阿瑟·基思(Arthur Keith)承认,他曾称达特的主张“荒谬”。“我现在确信了,”他在给他的一封只有一段的信中写道。自然 1947 年,“达特教授是对的,我是错的;南方古猿处于或接近人类形态的顶峰。”
几年后,即 1953 年,研究人员揭露皮尔当人只是一个骗局——有人在一只牙齿锉平的猩猩下巴旁边植入了一个现代人类头骨。英国以外的许多专家从一开始就没有相信这一发现。“当他被证明是假的时,我并不完全感到惊讶,”科学通讯 报道称。
尽管如此,非洲在人类进化中的作用并没有得到巩固。从汤恩孩子的出土到第二次世界大战,在印度尼西亚和北京附近一个名为周口店的洞穴遗址中,人类化石的发现不断进行。这些化石使人们的注意力集中在亚洲。
一系列的惊喜
最终,古人类学家路易斯·利基和玛丽·利基夫妇的一系列发现转移了焦点。作为英国传教士的儿子,路易斯在东非长大,长期以来一直相信非洲是人类的家园。20 世纪 30 年代,当布鲁姆 (Broom) 探索南非时,利基 (Leakey) 夫妇开始探索位于现在坦桑尼亚的奥杜瓦伊峡谷 (Olduvai Gorge)。
年复一年,两人都未能找到古人类化石。但他们挖出了石器,这表明古人类一定生活在那里。所以他们一直在寻找。1959 年的一天,当生病的路易斯留在营地时,玛丽发现了一个头骨,上面有小犬齿,例如 南方古猿 。但化石中巨大的臼齿、向外张开的颧骨以及沿着头骨顶部延伸的骨嵴,那里可能附着着巨大的咀嚼肌,这表明了一些其他的东西。该物种因其咀嚼物而被昵称为“胡桃夹子人” 博伊西人 (现在称为 博伊氏拟人猿 因为它显然是 粗壮松,布鲁姆发现的南非物种)。
直到 津人属 发现后,确定古人类化石的年龄很大程度上是一个猜测游戏,因为没有好的方法来测量古代化石形成的时间。但 20 世纪早期和中期核物理学的进步带来了放射性测年技术,可以计算年龄。1961 年,地质学家利用钾 - 氩年代测定法报告称 津人属 来自大约 175 万年前的岩层。这块化石的年龄比利基夫妇最初怀疑的要古老三倍。(之后, 非洲猕猴 事实证明更古老,生活在大约 200 万到 300 万年前。)这一发现极大地延长了研究人员绘制人类进化图的时间尺度。
惊喜还不止于此。20 世纪 60 年代初,Leakeys 团队发现了一种古人类化石,该古人类与人类生活在同一时期 津人属 但它们的牙齿更小、更像人类,大脑也比两者都大得多 津人属 和 南方古猿 。由于大脑尺寸增大,手部细节增多,利基夫妇认为,这种古人类就是在奥杜瓦伊峡谷制造工具的人。1964 年,路易斯和同事将其归入人类属,命名为 能人s,或方便的人。
这 人属 命名是有争议的,直到今天古人类学家还在争论如何对这些化石进行分类。尽管如此,奥杜瓦伊峡谷的发现还是掀起了非洲古人类学淘金热。例如,1974 年埃塞俄比亚的一项发现再次扩大了人类进化的时间尺度。这是人类进化过程中最著名的发现之一:露西近 40% 完整的骨架,更正式的名称是 阿法南方古猿,生活在大约 320 万年前。
从那时起,研究人员反复证明,人类化石记录最远可以追溯到非洲。如今,据称最古老的人类可以追溯到大约 600 万或 700 万年前,大约在人类和黑猩猩的祖先分道扬镳的时候。
关于我们物种的起源
即使在弄清楚古人类起源于非洲之后,我们仍然不确定我们的物种,智人,开始了。到了 20 世纪 80 年代,古人类学家基本上分为两个阵营。一方声称,像最早的人类一样,现代人类来自非洲的某个地方。另一方主张在非洲、亚洲和欧洲建立更分散的开局。
同一个十年,研究人员越来越依赖遗传学来研究人类起源。最初,科学家通过现代人的 DNA 来推断古代人群。但到了 20 世纪 90 年代末,遗传学家完成了一项科幻小说中的壮举:解码古人类化石中保存的 DNA。
对于古人类学家来说,研究古代 DNA 就像天文学家获得了一台新望远镜,可以用新波长的光观察深空。威斯康星大学麦迪逊分校的古人类学家约翰·霍克斯说,它揭示了没人想过要寻找的东西。“这是遗传学赋予我们的最强大的东西。”
它揭示了一个真正错综复杂的故事。
格子或烛台
早在遗传学兴起,甚至发现许多古人类化石之前,解开人类起源就是为了解释世界上不同种族是如何形成的。但在第二次世界大战的恐怖之后,人类学家开始质疑种族的有效性。
“这是科学中真正的道德转折点,”霍克斯说。“人们意识到,从种族的角度看待事物正在世界上制造邪恶。”这在科学上是值得怀疑的,因为基因证据表明,人们都很相似,种族更多的是一种文化概念,而不是一种生物现象。事实上,人类的基因多样性不如黑猩猩。
随着 20 世纪 40 年代和 50 年代种族不再受到重视,人类学家开始更多地思考进化机制以及人口如何随时间变化,这是达尔文进化论和遗传学相结合的“现代综合”的直接影响。
这一时期的一位有影响力的先驱是解剖学家和人类学家弗朗茨·魏登赖希。20 世纪 30 年代离开纳粹德国后,他最终来到中国研究被称为“北京人”(现归类为“北京人”)的化石。直立人),生活在几十万年前。魏登赖希注意到,北京人与当今的东亚人有某些共同特征,例如铲形门牙。
从对时间上明显的区域连续性的观察中,他得出结论,现实生活中从来不只存在一个伊甸园。正如他在 1947 年所写的那样,“人类在旧世界的不同地区不断进化。”
他没有想象一棵只有主干和树枝的家谱,而是将人类进化想象成一个格子。垂直线代表来自不同地理区域的人类群体,格子的交叉线代表群体之间的交配。这种基因流动使得非洲、亚洲和欧洲的古代人类能够保持统一的物种,并逐渐进化成现代人类,并保持一些地区差异。
所有这些混合的后果之一是:“纯粹”的种族从未存在过。
但少数研究人员坚持认为种族是理解人类进化的核心。1962 年,美国人类学家卡尔顿·库恩 (Carleton Coon) 将魏登赖希的格子改造成烛台,并修剪掉了相交的线条。他认为,现代种族起源于共同的祖先,但不同的谱系独立进化成 智人 ,种族在不同时间跨越“智人”边界。在他看来, 科学通讯 解释说:“在进化的阶梯上,黑人种族至少落后白人种族 20 万年。”
今天打出的这份声明令人深感不安,而且当时遭到了许多人的拒绝。库恩在美国民权运动最激烈的时期发表了他的主张,不到一年,小马丁·路德·金就站在林肯纪念堂的台阶上,分享了他的种族平等梦想。种族隔离的倡导者引用所谓的自卑证据来证明他们的种族主义议程合理。但许多专家对库恩的观点不以为然。一位人类学家表示,这是一种“极端观点”科学通讯 1962 年,缺乏“任何性质的证据来支持它”。
尽管如此,库恩的主张玷污了魏登赖希关于人类进化的观点。在 20 世纪 60 年代和 70 年代,人们的兴趣转向了古人类历史的更早期阶段,即数百万年前。
智人 以某种方式到达
20 世纪 80 年代中期,人类学家重新开始理清人类的根源。智人 。到那时,基本情况已经出现:古人类起源于非洲,并且 直立人 据我们现在所知,距今已近 200 万年前,是第一个在该区域之外冒险的人。在一些地方, 直立人 坚持了很长时间;在其他地方,出现了新的群体,例如尼安德特人( 尼安德特人 )在欧洲和亚洲。在某个时刻,以某种方式, 智人 它的到来而它的前身却消失了。
这个“不知怎的”在 20 世纪 80 年代、90 年代和 2000 年代成为了一个争论的话题。
密歇根大学安娜堡分校的古人类学家 Milford Wolpoff 及其同事在 20 世纪 80 年代复兴了 Weidenreich 的网格模型。在这种“多区域”观点下,很难在“多区域”的终结之间划清界限。直立人 和开始 智人 。事实上,沃尔波夫认为 直立人 和其他看似不同的群体应该纳入我们的物种。通过群体间交配这些早期的“古老” 智人 逐渐进化出“解剖学上现代”人类的特征。
批评者怀疑,当时是否存在足够多的群体间交配,足以让分散在全球的一小部分群体保持为一个整体。伦敦自然历史博物馆的古人类学家克里斯·斯金格(Chris Stringer)和他的同事提出,智人 起源于一个地方——源自 直立人 或后续物种——然后传播到世界各地。一路走来,这些人类取代了其他古人类,包括尼安德特人。
这两种理论都很难检验。例如,单一起源观点预测,最古老的现代人类化石应该全部在一个地区发现。但相关时期的化石并不多。在化石记录中看到我们自己被证明是具有挑战性的。研究人员对于现代人类的特征定义存在分歧。球头?脸型扁平?像下巴这样平庸的东西?这些分歧意味着双方的研究人员经常可以查看相同的化石数据并声称支持他们的立场。
基因革命
到了 20 世纪 80 年代,DNA 提供了一种研究遥远过去的新方法。1987 年,一项基因研究将非洲作为起源点,转向单一起源理论。
加州大学伯克利分校的研究人员分析了世界各地人们的线粒体 DNA。因为它是从母亲遗传给孩子的,并且不经历基因重组,所以线粒体 DNA 保留了母系血统的记录。非洲人群表现出最大的遗传多样性。当该团队利用遗传数据构建家谱时,它有两个主要分支:一个仅包含非洲血统,另一个包含来自世界各地的血统,包括非洲。这种模式表明“母亲”血统来自非洲。根据线粒体 DNA 累积变化的估计速度,研究小组计算出这个非洲夏娃生活在大约 20 万年前。
“因此,”该团队在报告中写道 自然 ,“我们建议 直立人 在亚洲被取代,没有与入侵者太多混合 智人 来自非洲。”
与化石一样,遗传证据也可以解释。多区域进化的支持者指出,非洲的多样性可能并不代表更古老,而只是表明非洲人口比其他古代群体多得多。线粒体 DNA 也不是过去的完整记录——鉴于其不寻常的遗传,谱系很容易随着时间的推移而丢失。
尽管有这些警告,随着基因证据的积累,“走出非洲”模式还是赢得了追随者。在 20 世纪 80 年代末、90 年代和 2000 年代初,新的测年技术和发现表明最早的 智人 化石来自非洲,位于埃塞俄比亚遗址,距今 195,000 至 160,000 年前。最近,科学家将大约 30 万年前的摩洛哥化石与 智人.
1997 年,我们打开了一扇了解过去的新窗口。由现供职于德国莱比锡马克斯·普朗克进化人类学研究所的遗传学家 Svante Pääbo 领导的团队从尼安德特人化石中回收了线粒体 DNA。它与任何现代人的 DNA 如此不同,以至于表明尼安德特人一定是一个独立的物种。这是对多区域模式的又一次打击。
但古人类学就像拼图游戏,没有所有的碎片。任何新作品都可以改变现状。这就是 2010 年发生的事情。当 Pääbo 和同事组装了尼安德特人的遗传蓝图或基因组,并将其与现代人类 DNA 进行比较时,研究小组得出了一个惊人的结论:今天非非洲人中大约 1% 到 4% 的 DNA 来自尼安德特人。
纽约石溪大学的考古学家约翰·谢伊后来告诉我们:“我们天真地认为人类刚刚走出非洲,杀死了一些尼安德特人,并在世界各地繁衍生息。”科学新闻.
这些基因数据似乎支持走出非洲和多区域主义之间的折衷模式。是的,现代人类起源于非洲,这个想法是这样的,但一旦他们扩展到新的领土,他们就会与其他古人类交配。上世纪 90 年代末就曾报道过这种杂交的迹象,当时一些研究人员声称来自葡萄牙的一具古代骨骼具有尼安德特人和人类特征的混合体。
杂交并不是 2010 年发生的唯一震惊。Pääbo 的团队还分析了在西伯利亚丹尼索瓦洞穴发现的指骨中的 DNA。尼安德特人和现代人类都曾经生活在那里,但 DNA 与这两个群体都不匹配。遗传学首次揭示了一种新的古人类。这些丹尼索瓦人仍然很神秘,只能通过一些骨头和牙齿来了解,但他们也与人类杂交。例如,丹尼索瓦人 DNA 约占美拉尼西亚人基因组的 2% 至 4%。
情况很复杂
在过去的十年中,随着基因和化石的揭示描绘出一幅更加复杂的人类起源图景,古人类学家已经超越了多区域和简单的非洲之外的情景。人类的进化可能更像是一条辫状的溪流,而不是一棵分叉的树或一个格子,这个概念可以追溯到北京中国科学院的古人类学家吴新智,他用河流比喻来描述中国人类进化的模式。不同的人类群体可能已经出现,其中一些漂流并逐渐消失,另一些则有不同程度的联系。
一种新兴观点认为,早期人类进化的大部分发生在非洲,但非洲大陆上没有一个地方可以 智人 出生于。至少从 30 万年前开始,现代 智人 特征开始出现在化石记录中。但这些特征并不是同时出现的。德国耶拿马克斯·普朗克人类历史科学研究所的进化考古学家埃莉诺·斯切里说,只有通过非洲不同人群的交配,今天定义我们的一系列行为和生物特征才得以结晶。
“我们的起源在于这些不同人群的相互作用,”她说。由于迄今为止,古代非洲研究人员的探索还很少,因此对这些相互作用的理解受到限制。西部、中部和北非的大部分地区都是未知领域。
世界其他地方也还有很多值得探索的地方。德克萨斯农工大学的阿瑟雷亚说,对人类起源进行单一、统一的解释可能是不可能的,因为不同的进化过程可能塑造了不同地区的人类历史。
在理解这些过程和我们的根源方面取得更多进展将来自于新发现、技术进步,更重要的是,新视角。在过去的 100 年里,我们的起源故事大多是由白人、男性科学家讲述的。阿瑟雷亚表示,欢迎更多多元化的研究人员进入古人类学领域,随着科学家对这个故事的补充和修正,将会揭示出盲点和偏见。
毕竟,这是每个人的故事。