引 言
以往中学教科书,主要靠考古学和古生物学的数据,认为中国境内的现代人是由生活在40万年前的“北京山顶洞猿人”进化而来的。现在回想起来,由于当时科学技术水平的局限,缺乏可靠的证据,关于人类演化的假说主要是“多地区起源说”,认为在欧、亚、非的现代人都是由当地的猿人进化而来。
自上世纪80年代,随着分子遗传学的迅猛发展,基因测序、基因突变检测技术也得到空前发展,为探索人类起源和迁徙提供了技术支持。尤其是2022年诺贝尔生理学或医学奖获得者万特·帕博(Svante Pääbo),开创了一个全新的科学领域——古基因组学,并利用这一工具从根本上改变了我们对人类自身起源和独特性的理解。研究人类的基因突变点,不仅可以研究人类之间的关系,还可以找到这个突变点的大概时间。
进入21世纪,随着分子人类学的快速发展,采用古基因组学来研究人类的起源和迁徙获得长足进步。研究发现,现在地球上所有的人类都指向非洲东部晚期智人的后代。
如今,“走出非洲”模型是现代人类起源的主流理论,而DNA技术,特别是对线粒体DNA和Y染色体的研究,为我们绘制了一幅波澜壮阔的人类迁徙路线图。下面,让我们看看DNA是如何记录下这段跨越数万年的“走出非洲”史诗的。
核心理念:我们都是“非洲夏娃”和“非洲亚当”的后代
DNA研究人类迁徙的核心,在于分析基因突变。DNA在复制过程中会积累微小的、可遗传的突变。通过比较世界各地不同人群的DNA序列差异,我们可以做到:①追溯亲缘关系,因为DNA序列越相似,亲缘关系越近;②估算分离时间,根据突变累积的速率(分子钟),可以估算不同人群是在何时从共同祖先中分离出来的。
在研究中,获取证据的方式来自于两个重要的分子遗传学概念。一个是“线粒体DNA”,它只通过母系遗传,不发生重组。线粒体内除包含很少变化的37个基因,还包含一个“超变量”区域。每个人的线粒体都来自母亲,因此线粒体是从母系遗传的角度来研究人类进化的重要工具。此前,科学家曾对世界不同地区和民族的女性进行线粒体DNA调查,确定现代人的线粒体都来自于约10-15万年前的一位女性,这位母系祖先被称为“线粒体夏娃”。
另一个是Y染色体,只通过父系遗传。遗传学家将现代人类的Y染色体分为了18个类型,用A到R的十八个字母作为索引,建立起来人类基因的谱系树。根据基因检测技术成果,现代所有的人类都存在Y—MRCA这个突变点,说明所有人类都是起源于一个群体,而这个突变点出现的时间大约出现在15万—10万年前,说明现代人类(晚期智人),并称之为“Y染色体亚当”。
DNA描绘的人类迁徙路线图
根据DNA证据,科学家们重建了这样一部宏大的迁徙史诗:
第一幕:起源与萌芽(约20万-7万年前)
地点:智人起源于东非(今埃塞俄比亚、肯尼亚一带)。证据是非洲大陆拥有全球最高的人类基因多样性。根据“奠基者效应”,当一个小组群从大群体中分离出去时,只会带走一部分基因多样性。因此,越是远离起源地的人群,其基因多样性越低。非洲人的基因多样性远高于世界其他地区,证明了这里是人类的摇篮。
第二幕:走出非洲(约7万-5万年前)
这是最关键的一次迁徙,决定了今天所有非洲以外人类的命运。一小群人(可能只有数百到数千人)从东非出发,穿越西奈半岛或曼德海峡,进入了亚洲西南部。
从DNA记录看,这次迁徙的母系标志是线粒体单倍群L3,所有欧亚人的线粒体DNA都源自这个单倍群;这次迁徙的父系标志是Y染色体单倍群CT,除了一小部分非洲人,全球男性的Y染色体都源自此单倍群。
为什么是这个时候?DNA证据与考古发现、气候变化记录吻合。约7万年前,地球处于冰河期,海平面较低,可能露出了新的陆桥。同时,人类在技术(如更精致的石器)和认知(可能出现了复杂语言)上的突破,为这次远征提供了可能。
第三幕:席卷全球的壮丽征程
走出非洲后,我们的祖先以惊人的速度向世界各地扩散。
1. 沿海快车:南线迁徙至亚洲与大洋洲(约6.5万-5万年前)
沿着亚洲南部海岸线,一路向东,利用海洋资源迅速推进。目的地有印度次大陆,成为重要的中转站;东南亚,并继续向更遥远的土地进发;萨胡尔大陆,当时海平面较低,新几内亚和澳大利亚连成一片大陆。人类在约5万年前就已抵达澳大利亚,这是人类第一次成功征服一片完全陌生的大陆。
从DNA记录看,线粒体单倍群M、N由L3分化而来,是这次南线迁徙的母系主力;Y染色体单倍群C、D,在澳大利亚原住民和亚洲部分人群中有高频分布。
2. 内陆深入:北线迁徙至东亚与中亚(约5万-4万年前)
一部分人从中东向内陆进发,进入中亚大草原,并转而向东。目的地包括东亚,遍布中国、蒙古、西伯利亚等地;西伯利亚,人类适应了严寒环境,为最终进入美洲做好了准备。
从DNA记录看,线粒体单倍群A、B、G等;Y染色体单倍群N、O单倍群O是当今东亚和东南亚最常见的父系类型。
3. 挺进冰原:抵达欧洲(约4.5万年前)
从中东经由安纳托利亚或高加索地区进入欧洲。需要适应寒冷的冰河期气候,并与早已在此地的尼安德特人共存、竞争。
从DNA记录看,线粒体单倍群U、H是欧洲非常常见的母系类型;Y染色体单倍群I、R:单倍群R及其后代R1b在西欧非常普遍。
4. 跨越陆桥:征服新世界——美洲(约2万-1.5万年前)
这是迁徙史诗的最后一章。来自东亚的人群已经在西伯利亚东北部生活了数千年。末次盛冰期后,冰川消退,露出了通往美洲的通道。当时海平面低,亚洲和美洲由一片名为“白令吉亚”的陆地连接;沿海与内陆路线,人们可能沿着无冰走廊,也可能乘船沿着太平洋海岸南下。一旦进入美洲,人类以极快的速度向南扩散,约在1.4万年前就已到达南美洲最南端。
从DNA记录看,存在独一无二的标记,即所有美洲原住民的DNA都可以追溯到一小群亚洲祖先。线粒体单倍群A、B、C、D、X,这五大母系单倍群构成了美洲原住民的遗传基础;Y染色体单倍群Q,是美洲原住民最主要的父系类型。
DNA揭示的惊人秘密:我们身体里的“古人类”
DNA技术不仅追踪了我们智人的迁徙,还揭示了一段隐藏的历史——我们与其它古人类有过混血。
尼安德特人基因(1-4%):所有非洲以外的现代人体内都含有少量尼安德特人的DNA。这表明当我们的祖先走出非洲进入中东和欧洲时,曾与尼安德特人发生过混血。
丹尼索瓦人基因(最高可达6%):主要存在于美拉尼西亚人和东亚人群的DNA中。丹尼索瓦人是生活在亚洲的一支古人类,我们的祖先在迁徙途中也与他们相遇并融合。
这些古老的基因并非无用,有些帮助我们适应了新的环境,例如尼安德特人的基因可能帮助我们的祖先增强了免疫系统。
总 结
DNA就像一本用密码写就的家族史书,记录了我们每一个人与遥远的非洲祖先之间的血脉联系。它告诉我们:
我们同根同源:无论肤色、国籍,所有现代人都共享着20万年前在非洲的共同祖先。
迁徙是人类的常态:我们的祖先凭借勇气和智慧,在数万年间走遍了地球的每一个角落。
融合是历史的必然:在漫长的旅途中,我们不仅适应了环境,也从已经消失的“亲戚”那里继承了宝贵的遗产。
“走出非洲”的故事,是一部由基因书写、关于我们所有人的宏大史诗。
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