王立銘:現(xiàn)代中國(guó)人是怎么來(lái)的?| 巡山報(bào)告
現(xiàn)代中國(guó)人從而何來(lái)?要回答這個(gè)問題,可能需得了解人類從何而來(lái)。
在今天的 “生命科學(xué)·巡山報(bào)告” 中,“智識(shí)前沿學(xué)者”、浙江大學(xué)教授王立銘解釋了分子生物學(xué)如何幫助解開人類起源和遷移之謎,并分享了最近的幾個(gè)古DNA研究進(jìn)展。
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撰文|王立銘
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大家好,我是王立銘。2021年3月6日,生命科學(xué)·巡山報(bào)告又和各位見面了。
話說(shuō)有這么一個(gè)段子,我猜你肯定聽過:疫情期間,每個(gè)學(xué)校、居民區(qū)、寫字樓的保安人員都變成了哲學(xué)家,看到誰(shuí)都是靈魂三問——你是誰(shuí)?你從哪里來(lái)?你要往哪里去?這個(gè)段子抓的笑點(diǎn)還是挺到位的:對(duì)于每一個(gè)有自省能力的現(xiàn)代人來(lái)說(shuō),自我的身份認(rèn)同,自己文化和族群的來(lái)路和去處,大概都是無(wú)可避免的終極話題。
就在短短幾年前,這個(gè)問題回答起來(lái)還真是挺不容易的。雖然人類起源的研究已經(jīng)紅火了很多年,特別是用DNA序列研究人類起源和遷徙、融合的研究在過去30多年里非常火熱,但針對(duì)東亞地區(qū)的研究一直非常稀少。從某種程度上說(shuō),這也有點(diǎn)算一個(gè) “卡脖子” 的問題,畢竟人類古DNA研究的技術(shù)門檻不低,大部分工作又主要是在美國(guó)和歐洲開展的,關(guān)注的焦點(diǎn)顯然不在遙遠(yuǎn)的東方。
讓人興奮的是,在過去這五年時(shí)間里,由中國(guó)科學(xué)家開展的人類古DNA研究開始逐漸嶄露頭角。在過去這幾個(gè)月里,就有幾項(xiàng)中國(guó)科學(xué)家主導(dǎo)的研究恰好都和這個(gè)話題有關(guān)。他們的研究從不同角度出發(fā),豐富了我們對(duì)于現(xiàn)代中國(guó)人來(lái)源的認(rèn)識(shí)。所以,在這期巡山里,我們就從他們的研究出發(fā),看看現(xiàn)代中國(guó)人的來(lái)路。
現(xiàn)代人從何而來(lái):
線粒體夏娃和Y染色體亞當(dāng)
要說(shuō)清楚這個(gè)問題,我們得先聊一個(gè)更大的話題——今天,居住在世界各地的人,最早是從哪里來(lái)的?
這個(gè)問題在中學(xué)生物課上就有討論,結(jié)論你應(yīng)該還記得:生物學(xué)意義上的現(xiàn)代人,學(xué)名叫作 Homo sapiens,屬于脊索動(dòng)物門哺乳綱人科人屬智人種,起源于20-30萬(wàn)年前的非洲。今天地球上生活著的所有人類個(gè)體,不論國(guó)籍、膚色、高矮胖瘦,祖籍全都可以追溯到非洲大陸。
這個(gè)說(shuō)法到底有什么證據(jù)呢?
其實(shí),“現(xiàn)代人起源于非洲” 這個(gè)理論,最早是進(jìn)化論的老祖宗達(dá)爾文提出來(lái)的。達(dá)爾文在寫出了《物種起源》這本巨著之后,很自然的想用自己的理論解釋一下人類的起源問題。按照他自己的理論,地球生物共享一個(gè)共同的祖先,在漫長(zhǎng)的時(shí)光里,這個(gè)祖先的子孫后代通過變異、生存競(jìng)爭(zhēng)和自然選擇,在豐富多樣的地球環(huán)境里形成了成千上萬(wàn)的獨(dú)特物種。有些物種比較接近,說(shuō)明它們的共同祖先出現(xiàn)得晚,彼此分開的時(shí)間比較短;有些物種則相差甚遠(yuǎn),說(shuō)明它們可能很早就彼此分開、獨(dú)立進(jìn)化了。
按照這個(gè)說(shuō)法,想要解決現(xiàn)代人的起源問題,最自然的方法就是找自然界哪些物種和人類最接近,然后順藤摸瓜尋找這些物種和人類的共同祖先。達(dá)爾文關(guān)注到了大猩猩和黑猩猩這兩種生物,認(rèn)為它們就是人類最近的親戚。這個(gè)看法驚人的準(zhǔn)確。而既然大猩猩和黑猩猩的原產(chǎn)地都是非洲大陸,達(dá)爾文自然就認(rèn)為現(xiàn)代人也是從那里和兩個(gè)親戚分道揚(yáng)鑣,從此獨(dú)立成家的。后來(lái)證明,這個(gè)看法也驚人的準(zhǔn)確。
其實(shí)從技術(shù)上說(shuō),達(dá)爾文這個(gè)結(jié)論當(dāng)時(shí)并沒有什么像樣的證據(jù)支持,自己演繹的成分很多。比如一個(gè)很簡(jiǎn)單的問題就是,憑啥猩猩們生活在哪里,人就得是哪里起源的?猩猩們也可以是后來(lái)才遷移到非洲大陸的嘛。但大神就是大神,隨便這么一猜,結(jié)果還真的猜對(duì)了。
而在最近30多年時(shí)間里,“現(xiàn)代人非洲起源” 的理論得到了大量證據(jù),特別是DNA證據(jù)的支持。
比如人們發(fā)現(xiàn),在全世界范圍內(nèi),人類基因多樣性最多的地區(qū)就是非洲,比全世界其他地區(qū)加一塊還要多得多。非洲一個(gè)原始部落,比如著名的桑人,這是人類已知最古老的族群,他們內(nèi)部的基因差異,可能比中國(guó)人和法國(guó)人的差異還大。
最簡(jiǎn)單的一個(gè)解釋就是,人類祖先原本就生活在非洲,只有一小群人從非洲離開走向了全世界。這群出走的人,他們的遺傳多樣性當(dāng)然就大大下降了。打個(gè)比方你就好理解了,你從國(guó)家圖書館里隨便拿一麻袋書回家,每一本復(fù)印幾千次,放在一起,數(shù)量上看倒是也能辦一個(gè)山寨圖書館。但毫無(wú)疑問,你這個(gè)圖書館書籍的多樣性,肯定遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如國(guó)家圖書館。
甚至利用DNA信息,科學(xué)家還能推測(cè)出人類離開非洲一路遷移的路線圖。這就要說(shuō)到著名的 “線粒體夏娃” 和 “Y染色體亞當(dāng)” 的研究了。在這里,我簡(jiǎn)單介紹一下基本思路。
線粒體是人體細(xì)胞中的一個(gè)微型細(xì)胞器,主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)細(xì)胞活動(dòng)所需的能量。這個(gè)細(xì)胞器比較獨(dú)特的地方是,它有一套自己的遺傳物質(zhì)——一個(gè)由16000多個(gè)堿基對(duì)構(gòu)成的環(huán)形DNA分子。更有意思的是,我們知道,每個(gè)人體內(nèi)的遺傳物質(zhì)都來(lái)自父親和母親,兩邊的貢獻(xiàn)基本一半一半。但線粒體DNA完全來(lái)自母親的卵細(xì)胞,父親對(duì)此毫無(wú)貢獻(xiàn),還不產(chǎn)生干擾。因此,通過分析線粒體DNA序列的變化情況,我們可以重構(gòu)人類母系家族的歷史。誰(shuí)是誰(shuí)的女性祖先,誰(shuí)是誰(shuí)的女性后代,她們相隔多少時(shí)光,都可以從線粒體DNA上推算出來(lái)。
以此類推,男性特有的Y染色體只能從父親傳兒子,不會(huì)被媽媽的DNA干擾,因此也能很好的用來(lái)推算父系家族的歷史。
我再打個(gè)比方吧。比如說(shuō),你在東北找到了三個(gè)人,她們雖然不住在一起,但她們體內(nèi)的線粒體DNA序列幾乎都一樣。與此同時(shí),第一個(gè)人的線粒體DNA上有一個(gè)突變A,第二個(gè)人有突變A和B,第三個(gè)人有突變A、B和C。那么,一個(gè)可能的猜測(cè)就是,這三個(gè)人其實(shí)是一家子的,分別是外婆、女兒和外孫女。這三個(gè)人當(dāng)中,外婆是線粒體夏娃,她在生孩子的時(shí)候把自己的線粒體DNA突變A遺傳給了女兒,同時(shí),還因?yàn)樯^程中的基因復(fù)制錯(cuò)誤,讓女兒獲得了一個(gè)新的突變B;到了外孫女,故事重演,帶了ABC三個(gè)突變。原則也很簡(jiǎn)單,后代會(huì)繼承先代的基因變異,還會(huì)時(shí)不時(shí)增添新的變異。
如果把這個(gè)故事的時(shí)間尺度放大幾千幾萬(wàn)倍,基本就是科學(xué)家們找到 “線粒體夏娃” 和 “Y染色體亞當(dāng)”的思路。
再打個(gè)比方說(shuō)明一下這個(gè)思路。比如,科學(xué)家們分析了大量現(xiàn)代人的線粒體DNA序列,發(fā)現(xiàn)蒙古高原的人線粒體DNA上有基因突變A,北美地區(qū)的印第安人體內(nèi)有突變AB,南美原住民體內(nèi)則有突變ABC。那么,一個(gè)合理的猜測(cè)就是,人類的祖先是順著這條路從蒙古穿過白令海峽走到北美,然后一路南下,穿過巴拿馬地峽到達(dá)南美洲的。這一路上生兒育女、留下后代在當(dāng)?shù)囟ň?,就把特征性的基因突變給留下來(lái)了。
更進(jìn)一步的,科學(xué)家們還大概能推測(cè)出線粒體DNA出現(xiàn)一次變異大概需要多少時(shí)間。大致來(lái)說(shuō),任何一個(gè)特定位置,大概每一代人只有一千萬(wàn)分之一的概率發(fā)生變異。拿這個(gè)數(shù)字當(dāng)作計(jì)時(shí)器,就能進(jìn)一步還原出祖先們到達(dá)不同地區(qū)的大致時(shí)間?,F(xiàn)代人的母系和父系祖先,也就是傳說(shuō)中的線粒體夏娃和Y染色體亞當(dāng),都生活在大約20-30萬(wàn)年前的非洲。這個(gè)信息當(dāng)然進(jìn)一步確認(rèn)了現(xiàn)代人的非洲起源理論。
當(dāng)然,在上面這個(gè)比方里,你肯定也能看出來(lái),光是依靠ABC這三個(gè)突變做推論,其實(shí)還有點(diǎn)勉強(qiáng)。所以一般來(lái)說(shuō),古人類DNA的研究往往還需要其他學(xué)科的證據(jù)。
咱么還是用那個(gè)比方說(shuō)事。比如你發(fā)現(xiàn),正在研究的這三個(gè)女性,除了基因變異的信息之外,年齡差距恰好是一個(gè)比一個(gè)年輕二三十歲。不光如此,這三個(gè)人做飯的口味也很像,都是喜歡炒番茄雞蛋多放辣椒;說(shuō)話習(xí)慣也挺相似,都喜歡帶一個(gè) “你瞅啥”;長(zhǎng)相也像一家人,都是丹鳳眼、小嘴巴,那這個(gè)祖孫三代的結(jié)論就更可靠了。
實(shí)際上,科學(xué)家們?cè)谧鋈祟惼鹪囱芯康臅r(shí)候也是這個(gè)思路,他們也會(huì)關(guān)注古人類化石的發(fā)掘和特征比較,古人類使用的工具的差異、文化特征的差別、語(yǔ)言文字的變化等。如果這些信息和DNA的變異規(guī)律能對(duì)上,當(dāng)然說(shuō)服力就更強(qiáng)。
哦,對(duì)了,在這里我還要糾正一個(gè)很常見的誤解。線粒體夏娃也好,Y染色體亞當(dāng)也好,并不是說(shuō)幾十萬(wàn)年前地球上就一個(gè)女人、一個(gè)男人了,他們周圍完全可以生活著大量的伙伴,也都能生孩子。更不是說(shuō)他們必須是夫妻——實(shí)際上這兩個(gè)人完全可能相隔好幾萬(wàn)年。
這兩個(gè)人能成為夏娃和亞當(dāng),其實(shí)單純是因?yàn)榍珊隙?。這里頭的道理我打個(gè)比方你就明白了。比如說(shuō)吧,假設(shè)你身邊,有一對(duì)夫妻生了兩個(gè)兒子兩個(gè)女兒。那孩子的爺爺奶奶外公外婆都對(duì)孩子有基因?qū)用娴呢暙I(xiàn),基本就是每人貢獻(xiàn)了1/4,對(duì)吧。但是這幾個(gè)孩子的線粒體夏娃是誰(shuí)呢?是他們的外婆,奶奶可不是!因?yàn)槟棠痰木€粒體傳到兒子這兒就斷掉了;而幾個(gè)孩子的Y染色體亞當(dāng)是他們的爺爺,外公可不算,因?yàn)橥夤氖桥畠海约旱腨染色體壓根就沒有人繼承!
你看,在這個(gè)故事里,線粒體夏娃和Y染色體亞當(dāng)可壓根就不是一家人。所以說(shuō)回線粒體夏娃,他特別幸運(yùn)的地方就是從20萬(wàn)年前至今,他們的每一代后代里至少都有一個(gè)女性。別的祖先當(dāng)然也會(huì)傳遞遺傳信息給后代,但只要這上萬(wàn)代人的傳承中有任何一代沒生出女兒,線粒體就被丟掉了。
長(zhǎng)話短說(shuō),我們可以簡(jiǎn)單總結(jié)一下線粒體DNA和Y染色體DNA分析所展示的人類起源和遷移的路線圖。再次提醒一下,這張圖里的信息,主要來(lái)自人們對(duì)現(xiàn)代人線粒體DNA和Y染色體DNA序列的分析和比較。
大約20-30萬(wàn)年前,最早的智人,也就是現(xiàn)代人的直接祖先出現(xiàn)在非洲大陸。
5-10萬(wàn)年前,一小批人類祖先開始通過阿拉伯半島走出非洲。在今天的近東地區(qū),他們分道揚(yáng)鑣,一支向西進(jìn)入歐洲;一支向西北進(jìn)入中亞和西伯利亞;還有一支向西南沿著海岸線進(jìn)入今天的印度、東南亞和中國(guó)。
再往后,可能在兩三萬(wàn)年前,后面這兩支祖先在西伯利亞匯合后,一路穿過冰封的白令海峽進(jìn)入今天的阿拉斯加,并花了一萬(wàn)年時(shí)間從北向南占領(lǐng)了整個(gè)美洲大陸。
最后一波大遷移發(fā)生在最近一萬(wàn)年以內(nèi),來(lái)自中國(guó)東南沿海的人類祖先駕著獨(dú)木舟乘風(fēng)破浪,先后來(lái)到中國(guó)臺(tái)灣和東南亞地區(qū),此后又繼續(xù)南下,在太平洋的小島上找到了安身立命之所。最后一批探險(xiǎn)家坐著獨(dú)木舟挺進(jìn)新西蘭和復(fù)活節(jié)島,都已經(jīng)是公元1000年以后的事情了,那時(shí)候中國(guó)已經(jīng)在宋朝統(tǒng)治下。到這個(gè)時(shí)候,這場(chǎng)持續(xù)五萬(wàn)年的大遷移才算基本告一段落。
這就是現(xiàn)代人DNA序列分析提供給我們的、關(guān)于祖先來(lái)源的線索。
當(dāng)然,我必須得強(qiáng)調(diào)一下,這張路線圖所展示的情形肯定是過度簡(jiǎn)化了的。一個(gè)核心的原因在于,它的分析主要建立在現(xiàn)代人線粒體DNA和Y染色體DNA的序列分析之上,呈現(xiàn)的是人類祖先漫長(zhǎng)遷移后的一個(gè)結(jié)果,就像一部漫長(zhǎng)電影定格在片尾的 “截圖”,祖先們遷移路上發(fā)生的各種曲折故事在這張截圖里是很難看到的。
比如說(shuō),如果有一批祖先在經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的遷移之后,因?yàn)榉N種原因徹底滅絕了,并且沒有留下后代,或者只對(duì)現(xiàn)代人的DNA有非常微弱的貢獻(xiàn),那通過分析現(xiàn)代人的基因序列就不太可能還原出他們的故事。即便他們可能曾經(jīng)人數(shù)眾多,獨(dú)霸一方,但是卻沒有在現(xiàn)代人的DNA里留下印跡。
再比如,人類祖先走出非洲的時(shí)候,肯定不是這么目標(biāo)明確、路線清晰的。他們很可能會(huì)在一個(gè)水草豐美的地方住下來(lái),一住就是上千年,直到環(huán)境特別惡劣或者人口膨脹住不下了,才會(huì)無(wú)奈的再次搬家。在搬家的路上,大概率也不是悶著頭一直趕路,走走停停、走回頭路,甚至走幾次回頭路,都是很自然的事情。畢竟祖先們的目的是找一個(gè)地方活下去,而不是替我們探索地球。
所以,也許一個(gè)更有可能的人類遷移路線圖,不是像一根箭頭一樣穿出非洲,擴(kuò)散到全世界,而是像一團(tuán)毛線團(tuán),線頭彼此交織纏繞在一起。可能我們的祖先并不只走出過一次非洲,而是在幾萬(wàn)年、十幾萬(wàn)年的時(shí)間里多次分批走出非洲,甚至還會(huì)走出非洲之后又回到老家。可能先出發(fā)的祖先們?cè)诼飞蠜Q定打道回府,還會(huì)和后出發(fā)的相遇,爆發(fā)慘烈的戰(zhàn)爭(zhēng)或者長(zhǎng)期的通婚。可能一群祖先在某個(gè)地方定居幾百上千年之后,又被新來(lái)的其他祖先驅(qū)逐、屠殺或者同化。也可能兩支沿著不同道路遷移的祖先會(huì)在某個(gè)地方不期而遇,然后攜手繼續(xù)前進(jìn)……
這里涉及到非常多的細(xì)節(jié),我就不展開了。你需要知道的是,現(xiàn)代人類固然都起源于非洲,但從非洲祖先到如今全世界開枝散葉的現(xiàn)代人,這中間發(fā)生的故事可能比你想象得更加曲折驚險(xiǎn)。
現(xiàn)代中國(guó)人從何而來(lái):
非洲起源 vs 多地起源
說(shuō)完人類的起源,接下來(lái)我們就可以討論現(xiàn)代中國(guó)人的起源問題了。
按照現(xiàn)代人非洲起源的理論,全世界各地的人都得到5-10萬(wàn)年前的非洲去認(rèn)祖歸宗。中國(guó)人當(dāng)然也不例外。盡管今天人們對(duì)中國(guó)土地上的居民具體是什么時(shí)間、沿哪條路線自非洲而來(lái)的,還有不少疑團(tuán)未解,但大多數(shù)人的看法是,和地球上其他地方的居民一樣,中國(guó)人同樣是幾萬(wàn)年前走出非洲的這一批人類祖先的后代。早在2001年,復(fù)旦大學(xué)的金力教授牽頭測(cè)定了亞洲1萬(wàn)2千多名男性的Y染色體序列,證明它們無(wú)一例外都源自非洲的某個(gè)祖先類型 [1]。
但既然說(shuō)是大多數(shù)人的看法,那就說(shuō)明學(xué)術(shù)界還沒有形成一統(tǒng)江湖的理論。確實(shí)還有不少科學(xué)家堅(jiān)持,現(xiàn)代中國(guó)人的祖先不是5-10萬(wàn)年前走出非洲的那一批人,或者不僅僅是5-10萬(wàn)年前走出非洲那一批人。
這話是什么意思呢?
剛剛咱們簡(jiǎn)單描繪了人類祖先走出非洲的時(shí)間表和路線圖。但請(qǐng)注意,人類祖先走出非洲可不只是這么一次,在這之前可能有很多次。早在200萬(wàn)年前,智人這種生物還沒有出現(xiàn)的時(shí)候,統(tǒng)治非洲大陸的是一種人類的近親——直立人(Homo erectus)。這是一種早期人類,已經(jīng)能夠直立行走并且制造簡(jiǎn)單的石器工具,但腦袋只有現(xiàn)代人3/4大,眉骨突出,下巴前伸,有點(diǎn)像猿猴。直立人也有過一次大規(guī)模的走出非洲行動(dòng)。早在智人現(xiàn)之前很久,直立人就已經(jīng)在歐亞大陸的很多地方生活了。像大家耳熟能詳?shù)脑诒本┲芸诘臧l(fā)現(xiàn)的北京猿人,就是直立人,它生活在距今大約70萬(wàn)年前。
在那之后,走出非洲應(yīng)該還發(fā)生過很多次,包括下面我們會(huì)提到的人類最近的親戚——尼安德特人和丹尼索瓦人,他們也早在智人出現(xiàn)之前就走出了非洲。在智人形成之后,過去這20萬(wàn)年時(shí)間里,祖先們可能也有好幾批先后走出非洲。
因此有些科學(xué)家認(rèn)為,今天世界各地的現(xiàn)代人,不是5-10萬(wàn)年前才走出非洲的,而是更早、甚至200萬(wàn)年前就已經(jīng)開始走出非洲了。這些生活在歐亞大陸很多地方的直立人,在當(dāng)?shù)亟?jīng)過漫長(zhǎng)的進(jìn)化,形成了今天的歐洲人、亞洲人。這就是曾經(jīng)占據(jù)主流的現(xiàn)代人多地起源理論。按這個(gè)理論,中國(guó)人的祖先就是早早到達(dá)東亞地區(qū)的直立人,比如北京猿人。
其實(shí)說(shuō)白了,非洲起源也好,多地起源也好,兩派都同意人類的祖先能追溯到非洲大陸,區(qū)別在于追溯的時(shí)間點(diǎn)不同——非洲起源理論認(rèn)為全世界人民關(guān)系比較近,5-10萬(wàn)年前是一家;而多地起源理論認(rèn)為全世界人民關(guān)系比較遠(yuǎn),可能200萬(wàn)年前才是一家。
平心而論,雖然非洲起源的理論解釋力強(qiáng),簡(jiǎn)單明了,擁護(hù)者眾,但支持多地起源的這方也提出了不少實(shí)在的證據(jù)或者質(zhì)疑。
比如,從化石的形態(tài)上看,中國(guó)本土的直立人化石,比如北京猿人,有些地方和現(xiàn)代中國(guó)人很接近,看起來(lái)更像是一脈相承。其中,比較有代表性的是所謂 “鏟形門齒”。你不妨試著用舌頭舔舔自己上排門牙的內(nèi)側(cè),是不是感覺兩邊凸起,中間有個(gè)凹陷,像一把鏟子?這就是所謂的鏟形門齒,在中國(guó)人中比例非常高。而北京猿人的門齒也長(zhǎng)這個(gè)樣子。
既然如此,這個(gè)特征是不是就是北京猿人傳給我們的?
這個(gè)問題,科學(xué)家倒是能從DNA角度給出合理解釋。鏟形門齒這個(gè)特征,是一個(gè)叫作EDAR370A的基因變異導(dǎo)致的。這個(gè)基因變異除了改變了牙齒的樣子,也讓人更容易出汗,毛發(fā)變得更濃密。這個(gè)特點(diǎn),也許會(huì)幫助我們的祖先在東南亞和華南地區(qū)的炎熱潮濕環(huán)境中更好的生存下來(lái) [2]。既然如此,一個(gè)可能的解釋就是,北京猿人也好,晚期智人也好,都出現(xiàn)鏟形門齒,也不能說(shuō)明他們是親戚,只說(shuō)明他們?yōu)榱诉m應(yīng)環(huán)境,都產(chǎn)生了同一個(gè)基因變異而已。
打個(gè)比方,蝴蝶也會(huì)飛,蝙蝠也會(huì)飛,喜鵲也會(huì)飛,但它們的生物學(xué)關(guān)系是很遙遠(yuǎn)的。當(dāng)然,這個(gè)解釋本身并不能推翻中國(guó)人本地起源的理論,它只是說(shuō),非洲起源和本地起源兩個(gè)理論都能解釋我們特殊的鏟形門齒的特征,兩者暫時(shí)難分勝負(fù)而已。這一點(diǎn)我們接下來(lái)還會(huì)繼續(xù)展開。
還有,剛剛我們說(shuō)過,在非洲起源理論中,非洲之外的所有現(xiàn)代人都是5-10萬(wàn)年前走出非洲那一小群祖先的后代。但是在中國(guó)境內(nèi),科學(xué)家卻找到了幾個(gè)歷史更悠久的智人遺跡。比如中國(guó)南方發(fā)現(xiàn)的福巖洞等遺跡,如果用經(jīng)典的鈾釷定年法測(cè)定遺跡最頂端巖石的年代,會(huì)發(fā)現(xiàn)它們至少有7萬(wàn)年歷史,甚至十幾萬(wàn)年 [3]。如果當(dāng)真如此,那說(shuō)明早在人類祖先走出非洲之前,中國(guó)已經(jīng)生活著很多智人了。如果他們才是我們的祖先的話,非洲起源說(shuō)就無(wú)法成立了。
這個(gè)問題在最近出現(xiàn)了一個(gè)比較意外的回應(yīng)。2021年2月8日,復(fù)旦大學(xué)李輝教授和合作者們?cè)凇睹绹?guó)科學(xué)院院刊》上發(fā)表了一篇新論文,通過重新研究中國(guó)南方五處晚期智人遺跡的年代(黃龍洞、陸那洞、福巖洞、楊家坡洞、三游洞)[4]。他們從這些晚期智人遺跡中找到了幾顆智人的牙齒,提取到了微量的線粒體DNA,并且測(cè)定了他們的序列。根據(jù)剛才咱們講過的分析思路,科學(xué)家們推測(cè)這些人類的活動(dòng)時(shí)間應(yīng)該并沒有那么古老,可能最早也就是1萬(wàn)5千年前。
與此同時(shí),科學(xué)家們還在遺跡中找到了一些動(dòng)物骨頭,大概是祖先打獵留下的,他們利用碳14紀(jì)年法測(cè)定了古人牙齒和這些動(dòng)物骨頭的年代,結(jié)果發(fā)現(xiàn)也主要集中在差不多同一時(shí)代,最早也不過3萬(wàn)年左右。換句話說(shuō),不管是通過線粒體DNA分析,還是碳14分析,這些晚期智人遺跡的年代都仍然處于晚于非洲起源理論所允許的時(shí)間窗口內(nèi)。至于為什么這些遺跡上頭覆蓋的巖石的年代反而更古老,科學(xué)家們也做出了一些推測(cè),這里就不展開了。
說(shuō)到這,是不是說(shuō)非洲起源說(shuō)還是大獲全勝,現(xiàn)代中國(guó)人的起源就徹底沒有疑問了呢?
我要提醒你注意:并不是這樣的。你可能還記得剛才我們的討論,人類祖先走出非洲的路線圖很可能不是一根箭頭,而是一個(gè)毛線團(tuán)。在五萬(wàn)年前這一批祖先走出非洲之前,可能還有更早的智人祖先走出非洲來(lái)到這里定居繁衍,只是這些祖先可能并沒有把他們的基因序列持續(xù)傳遞到現(xiàn)代中國(guó)人這里罷了。
舉一個(gè)例子吧,中國(guó)科學(xué)院古脊椎所的付巧妹研究員在2020年7月份的一項(xiàng)研究中,從廣西和貴州的1萬(wàn)1千年前的智人樣本中提取并測(cè)定了線粒體DNA序列,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了這些線粒體DNA序列上面的某些特征現(xiàn)在僅存在于東南亞人群中,中國(guó)本土反而沒有 [5]。也就是說(shuō),這一群1萬(wàn)年前生活在西南地區(qū)的人,并不是現(xiàn)代中國(guó)人的祖先,反而在現(xiàn)代東南亞人群中留下了痕跡。
按照這個(gè)解釋,在中國(guó)土地上找到一些5萬(wàn)年之前的智人遺跡本身并不是特別值得驚訝的事情。就算上述幾個(gè)南方智人遺址可能時(shí)代被糾正了,但還有一些其他的更古老的智人遺跡,比如2017年在河南許昌發(fā)現(xiàn)的 “許昌人” 頭骨 [6],可能還是很古老,已經(jīng)有超過10萬(wàn)年歷史。從這個(gè)角度說(shuō),在中國(guó)大地上找到一些幾萬(wàn)年、十幾萬(wàn)年前的智人遺址,本身既不能用來(lái)支持非洲起源的理論,也不能用來(lái)支持本地起源的理論。更關(guān)鍵的證據(jù)是這些智人身體里的DNA是不是對(duì)現(xiàn)代的中國(guó)人有影響,而這個(gè)問題目前我們還沒有答案。
而更重要的是,實(shí)際上非洲起源理論也好、本地起源理論也好,可能這種劃分本身就已經(jīng)過時(shí)了。
根據(jù)更新的研究證據(jù),現(xiàn)代人類可能是融合的產(chǎn)物。
這個(gè)故事說(shuō)來(lái)話長(zhǎng),要從2010年說(shuō)起。當(dāng)年,德國(guó)科學(xué)家帕博(Svante Paabo)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定了一位4萬(wàn)年前生活的尼安德特人的基因組DNA序列,結(jié)果拿這個(gè)尼安德特人和現(xiàn)代人DNA序列一比對(duì)發(fā)現(xiàn),除了生活在非洲南部的以外,歐洲人,亞洲人,美洲人,身體里都有大概1-4%的DNA序列其實(shí)是來(lái)自尼安德特人[7]。這就意味著人類走出非洲之后可不光是自己一路生兒育女披荊斬棘,還和當(dāng)時(shí)在歐陸廣泛生活的人類的親戚尼安德特人發(fā)生了大范圍的通婚雜交,并且在子孫后代的身體里留下了永恒的印記。
這還沒完,同一年,帕博實(shí)驗(yàn)室還測(cè)定了另外一種人類親戚——丹尼索瓦人——的基因組DNA。這種曾經(jīng)廣泛分布于亞洲大陸的人類近親早已滅絕 [8],但它們也給東亞地區(qū)的現(xiàn)代人后裔、特別是太平洋上居住的巴布亞人和新幾內(nèi)亞人,貢獻(xiàn)了一部分基因組DNA [9]。也就是說(shuō),在人類祖先走出非洲全球遷移的路線上至少發(fā)生過兩次大規(guī)模的人種之間的基因交流,一次是和尼安德特人,一次是和丹尼索瓦人。而這兩群人應(yīng)該也是在幾十萬(wàn)年前走出非洲的直立人的后代。從這個(gè)角度說(shuō),現(xiàn)代人類還真不能說(shuō)是純粹的非洲起源或者是本地起源,它有多個(gè)源頭。
打個(gè)比方的話,如果現(xiàn)代人類是一棵大樹,它主要的根系當(dāng)然還是出自大約五萬(wàn)年前的非洲,但歐亞大陸上的尼安德特人和丹尼索瓦人也作為旁系的根,為這棵大樹供給了養(yǎng)分。
既然如此,那是不是也有一個(gè)可能性,今天的中國(guó)人的來(lái)源其實(shí)要比我們想象的復(fù)雜得多?
除了非洲智人、尼安德特人、丹尼索瓦人之外,當(dāng)時(shí)亞歐大陸上、中國(guó)的土地上、有沒有可能生活著其他人類近親?如果有的話,它們有沒有和遠(yuǎn)道而來(lái)的智人大規(guī)模通婚繁衍,為現(xiàn)代中國(guó)人貢獻(xiàn)了一部分遺傳物質(zhì)?如果當(dāng)真如此的話,那么從某種意義上說(shuō),現(xiàn)代中國(guó)人可能同時(shí)是5-10萬(wàn)年前走出非洲的祖先的后代,也是尼安德特人和丹尼索瓦人的后代,還是更多尚未被發(fā)現(xiàn)的、生活在亞歐大陸上的其他祖先族群的后代。甚至像北京猿人這樣的直立人,在東亞地區(qū)要是也進(jìn)化出了能夠和智人通婚的后代,那么傳遞一部分DNA下來(lái)也不是完全不能想象的。
當(dāng)然,這些問題在當(dāng)下是挺難完全搞清楚的。畢竟想要證明或者推翻這個(gè)猜測(cè),我們需要找到更多生活在中國(guó)土地上的人類祖先的遺跡,測(cè)定他們的DNA序列,和現(xiàn)代人加以比較。這是一項(xiàng)對(duì)技術(shù)要求很高、同時(shí)還高度依賴運(yùn)氣的工作。我們只能期待在未來(lái)會(huì)有新的研究成果,幫助我們進(jìn)一步搞清楚我們中國(guó)人到底從哪里來(lái)。
中國(guó)人的形成史:
南方人和北方人到底有什么區(qū)別?
好了,現(xiàn)在我們先拋開上面的疑團(tuán)不談,暫且接受現(xiàn)代人的非洲起源理論,接受中國(guó)人的祖先是一群五萬(wàn)年前從非洲出發(fā)前途跋涉而來(lái)的智人。這倒是不太會(huì)影響我們接下來(lái)的討論,畢竟我們還是承認(rèn)雖然現(xiàn)代人的祖先可能不止一個(gè),但主要的遺傳物質(zhì)還是從5-10萬(wàn)年前走出非洲的智人祖先那里繼承來(lái)的。
2017年,付巧妹研究員測(cè)定了生活在北京房山的田園洞人的基因組DNA,明確了早在4萬(wàn)年前,中國(guó)土地上已經(jīng)生活著現(xiàn)代東亞人的祖先了 [10]。
但接下來(lái)問題又來(lái)了:從4萬(wàn)年前到現(xiàn)在,祖先們?cè)谥袊?guó)土地上又經(jīng)歷了什么?
這個(gè)問題當(dāng)然沒有那么容易回答,從傳說(shuō)中的三皇五帝、大禹治水到信史中的中國(guó),中國(guó)人的早期歷史還存在大量的空白。而僅僅看看二十四史我們就能想象,在中國(guó)這塊土地上,民族的大規(guī)模屠殺、遷移、雜交同化發(fā)生的有多么頻繁。在有信史之前,相信一定也發(fā)生過大量類似的事件,它們參與塑造了現(xiàn)代中國(guó)人的歷史和現(xiàn)在。
那有沒有可能同樣利用生物學(xué)的研究方法來(lái)幫助我們揭開信史時(shí)代之前的中國(guó)人歷史呢?
最近這段時(shí)間,幾項(xiàng)全新的研究,給我們提供了幾個(gè)特別精彩的范例。
先說(shuō)說(shuō)背景。大家經(jīng)常開北方人南方人的玩笑,比如吃粽子、豆腐腦、月餅,到底是甜的還是咸的。好像一般規(guī)律是北方人吃甜粽子甜月餅咸豆腐腦,南方人則剛好反過來(lái)。這些飲食上的差別大概出現(xiàn)的時(shí)間很晚近,很可能是經(jīng)濟(jì)和文化的共同作用,上升不到人類學(xué)的研究范疇里去。但如果真把歷史拉長(zhǎng),中國(guó)的北方人南方人之間真的有差異么?
想要回答這個(gè)問題,比較現(xiàn)代意義上的北方人和南方人就沒什么用了,因?yàn)?/span>經(jīng)歷了幾千年的民族遷移和融合之后,現(xiàn)代北方人和南方人在基因意義上是高度相似的同一群人。科學(xué)家們需要挖掘古代北方人和南方人的遺骨,測(cè)定他們的基因組DNA序列,才能做出更準(zhǔn)確地分析。
這里要專門強(qiáng)調(diào)一句,提取祖先遺骨里的DNA并完成基因組測(cè)序是一個(gè)技術(shù)上非常有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。要知道這些幾千上萬(wàn)年的遺骨暴露在惡劣環(huán)境中,里面的DNA大部分早就分崩離析降解成碎片了,同時(shí)遺骨上生長(zhǎng)的細(xì)菌真菌等微生物還會(huì)造成大量DNA的污染。科學(xué)家們需要非常小心的采集樣本,在非常干凈的實(shí)驗(yàn)室里鉆開遺骨,從內(nèi)部取出尚未被污染和降解的組織樣本,然后富集當(dāng)中的人類DNA,才有可能測(cè)出相對(duì)完整的基因組序列。
2020年5月14日,還是付巧妹研究員,在《科學(xué)》雜志發(fā)表了一篇論文 [11]。他們辛苦尋找到了1萬(wàn)年以來(lái)分布在山東、內(nèi)蒙古、福建等地的接近300份智人的遺骨,從中成功提取和測(cè)定了26個(gè)基因組序列。
我們來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下他們的研究結(jié)果。對(duì)比這些基因組序列,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)早在八九千年前,古代北方人和古代南方人的基因組DNA已經(jīng)出現(xiàn)了明確的差異,前者更接近生活在北方西伯利亞的居民,后者更接近生活在東南亞和太平洋島嶼的南島人。
考慮到中國(guó)人的祖先也是在差不多時(shí)間分別在黃河流域馴化了小米,長(zhǎng)江流域馴化了水稻,進(jìn)入了生產(chǎn)力和人口爆炸的農(nóng)業(yè)時(shí)代,我們當(dāng)然忍不住會(huì)聯(lián)想,也許在四萬(wàn)年前,人類祖先自非洲而來(lái),由南向北占領(lǐng)中國(guó)的土地之后,就分別在兩條大河附近定居,發(fā)展農(nóng)業(yè),形成了穩(wěn)定的人口規(guī)模和勢(shì)力范圍,也因此形成了各具特色的基因特征。
但也是從那個(gè)時(shí)候開始,南北方就一直存在持續(xù)的基因交流。科學(xué)家們?cè)诠疟狈饺说幕蚪M里找到了屬于南方人的特征,也在古南方人的基因組里看到了屬于北方人的特征。這種持續(xù)的基因交流到現(xiàn)在,就讓今天的北方人南方人之間的基因差異變得非常微小了——換句話說(shuō)你愛吃甜粽子咸月餅,大概率已經(jīng)怪不到基因的頭上了。
那這樣兩群人在此后的幾千年時(shí)間里又發(fā)生了什么變化呢?
我們先來(lái)看北方人。付巧妹他們發(fā)現(xiàn),在過去幾千年時(shí)間里,古北方人的基因組序列逐漸南下,大范圍地取代了原本的古南方人基因組。這說(shuō)明古北方人可能大舉南下,來(lái)到了南方人的地盤,雙方長(zhǎng)期的混居通婚最終融為一體。
最近,這項(xiàng)研究也得到了進(jìn)一步的支持。2021年2月22日,廈門大學(xué)王傳超教授和哈佛大學(xué)的大衛(wèi).里奇(David Reich)教授合作,在《自然》雜志發(fā)表了一篇論文。他們用利用類似的手段,系統(tǒng)分析了166個(gè)東亞地區(qū)的人類祖先的基因組DNA,分布時(shí)間是至今1000到8000年前 [12]。他們得到的一個(gè)重要結(jié)論就是 “漢藏同源”,把古北方人的遷移路線搞得更加具體了。5000多年前生活在黃河上游、甘肅青海一帶的祖先們,塑造了今日的漢族和藏族人。發(fā)展出農(nóng)業(yè)技術(shù)的他們生產(chǎn)力生育力爆棚,一路向西南擴(kuò)張進(jìn)入青藏高原,變成了今天的藏族;同時(shí)也向東向南擴(kuò)張,變成了今日的漢族。
而原來(lái)的古南方人呢?他們也并沒有束手待斃。付巧妹的研究發(fā)現(xiàn),福建沿海小島上發(fā)現(xiàn)的古南方人的基因組DNA序列特征(所謂亮島人),大量分布在臺(tái)灣原住民和東南亞各國(guó)的居民當(dāng)中。因此一個(gè)可能性是,在古北方人大舉南下進(jìn)入長(zhǎng)江流域、進(jìn)入華南地區(qū)的時(shí)候,古南方人也同樣在大舉南下。他們向東南方向發(fā)展,以臺(tái)灣為跳板,進(jìn)入東南亞島嶼,挺進(jìn)太平洋。
這個(gè)發(fā)現(xiàn)也得到了王傳超論文的支持。同時(shí)王傳超他們的研究還發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)非常重要的遷移方向。這些古南方人還有一部分向西南方向發(fā)展,穿過云貴高原,形成了今天傣族、壯族等少數(shù)民族的祖先,還進(jìn)一步進(jìn)入中南半島。
說(shuō)到這里,我們就可以做個(gè)總結(jié)了 [13]。
從智人的祖先走出非洲至今,現(xiàn)代中國(guó)人的歷史至少有4萬(wàn)年、甚至更長(zhǎng)。這段時(shí)間里,有這么幾個(gè)時(shí)間片段,是我們現(xiàn)在有所了解的:
● 第一個(gè)階段開始于大約5-10萬(wàn)年前。一批智人祖先走出非洲大陸,可能沿著中東-印度-東南亞的路線進(jìn)入中國(guó)的土地,然后自南向北擴(kuò)張,在最晚4萬(wàn)年前就已經(jīng)占領(lǐng)了東亞最富饒的核心地帶,并從此定居在這里。另外別忘了,祖先們?cè)谶w移的路上可能發(fā)生過很多次大規(guī)模的融合,讓我們的血脈里也帶有尼安德特人、丹尼索瓦人的印跡,甚至還有更多今天已經(jīng)湮沒無(wú)聞的祖先也把一部分遺傳物質(zhì)留傳給了我們,只是我們還沒有發(fā)現(xiàn)他們的蹤跡。
● 第二個(gè)階段開始于差不多1萬(wàn)年前。在那個(gè)時(shí)候,祖先們已經(jīng)分別在黃河和長(zhǎng)江流域定居下來(lái),馴化農(nóng)作物,開始了生產(chǎn)力和人口的同步擴(kuò)張。北方人從黃河上游出發(fā),向西登上青藏高原,成為今天藏族人的祖先;向東向南擴(kuò)散到了整個(gè)中原地帶,成為今天漢族人的祖先。而南方人也并沒有就此消亡,他們當(dāng)中的一部分人留在當(dāng)?shù)睾捅狈饺顺浞秩诤?,形成了今天的南方漢族人。而另一部分戰(zhàn)略性的放棄了中國(guó)南方,大舉向東南和西南方向遷移,成為了今天云貴地區(qū)、東南亞、和太平洋島民的祖先。傳說(shuō)中的三皇五帝、阪泉之戰(zhàn)、逐鹿之戰(zhàn)、大禹治水,如果真有其事,大概就發(fā)生在這個(gè)時(shí)代。
● 第三個(gè)階段開始于差不多三四千年前。伴隨著金文和甲骨文的發(fā)明,中國(guó)進(jìn)入信史時(shí)代。到了西周共和元年,中國(guó)歷史更是開始了確切紀(jì)年的時(shí)代,中華民族的集體回憶,從那時(shí)候器綿延至今從未斷絕。
從這個(gè)描述里你就能看到,現(xiàn)代中國(guó)人的形成歷史還是有很多疑問沒有被回答的。比如說(shuō)從4萬(wàn)年前智人定居在東亞,到在1萬(wàn)年前形成古北方人和古南方人的對(duì)峙格局,這之間發(fā)生過什么?是什么原因讓中國(guó)人的祖先先是從南向北進(jìn)入中原,又北向南進(jìn)入青藏高原、長(zhǎng)江流域、西南地區(qū),甚至走的更南?當(dāng)時(shí)生活在中國(guó)周邊地區(qū)的祖先,比如生活在西伯利亞地區(qū)的人類祖先,生活在中亞地區(qū)的人類祖先,是否和中原地區(qū)的祖先們發(fā)生過接觸和基因交換?還有,這些史前時(shí)代的遷移和融合,和之后出現(xiàn)的各個(gè)新石器時(shí)代的文化,比如仰韶文化、龍山文化、良渚文化,之間又是什么關(guān)系?等等等等。這些關(guān)系我們來(lái)源的問題,還在等待更多的研究為我們解答。
在大多數(shù)時(shí)候,當(dāng)我們想到中華民族的歷史、文化、傳統(tǒng),我們想到的最多無(wú)非是這第三個(gè)階段里發(fā)生的故事。是二十四史里的道德三皇五帝,功名夏后商周;是唐詩(shī)宋詞里的爾曹身與名俱滅,不廢江河萬(wàn)古流。但是從這期巡山報(bào)告里,我想告訴你中國(guó)人的歷史要遠(yuǎn)比這個(gè)更長(zhǎng)、更曲折、也一定藏著很多動(dòng)人的故事。那段幾萬(wàn)年的歷史雖然沒有用文字記載流傳,但是現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步,一定最終能夠幫助我們讀懂它。
謝謝你的收聽。這就是本期的巡山報(bào)告。下個(gè)月6號(hào),我繼續(xù)為你巡山。
本文特別感謝中科院古脊椎動(dòng)物所付巧妹研究員和廈門大學(xué)王傳超教授的審讀和建議。
制版編輯 | 盧卡斯