人類作為一個族系究竟是何時(shí)與黑猩猩分道揚(yáng)鑣的？人類進(jìn)化史缺失的一環(huán)是什么？對這一問題的爭論即將塵埃落定，隨之而來的是對史前歷史的重大改寫。
將以下內(nèi)容在你的腦海中排列好：一代又一代的祖先，從現(xiàn)代文明開始回溯，歷經(jīng)冰河世紀(jì)和走出非洲的史詩般的大遷徙，一直到種族的最初起源。另一條線是：將黑猩猩的祖先也按此順序排列起來。問題是：要回溯多久，歷經(jīng)多少代，這兩條線才能相遇？
這是人類進(jìn)化史上最大和最難解決的問題之一。我們確信，在歷史的某個時(shí)間，我們與黑猩猩擁有共同的祖先，但確切的時(shí)間以及那時(shí)祖先的相貌如何，是非常難以確認(rèn)的。古生物學(xué)家一直在化石殘骸中苦苦尋覓，遺傳學(xué)家則通過歷史文獻(xiàn)徜徉于DNA序列的海洋。他們各自都有所發(fā)現(xiàn)，卻無法達(dá)成一致。
分歧到此為止。對人類祖先與黑猩猩譜系分化時(shí)間的新觀點(diǎn)表明，一些已知的觀點(diǎn)實(shí)際上錯得離譜。如果這些新觀點(diǎn)是正確的，則需要從最初開始重寫史前歷史。
這個“最初”到底是什么時(shí)間？答案就在化石里。眾所周知，化石人類（或者更確切地說早期人類，包括人類以及人猿分化后已滅絕的人類近親）在地表的存留較為稀少，且難以解讀。
遺傳學(xué)家的資料相對較為寬泛。DNA包含一個種族過去所經(jīng)歷事件的蛛絲馬跡，當(dāng)然也包括共同祖先和物種形成的信息。理論上來說，計(jì)算物種分化的時(shí)間簡單而直接。如果兩個物種源于共同祖先，而它們的DNA的差異性會越來越大，主要原因是基因突變的不斷累積。因此，根據(jù)分化的時(shí)間長短，兩個有親緣關(guān)系的物種之間的基因差異是可以量化的。想要知道人類和黑猩猩的大概分化時(shí)間，遺傳學(xué)家只需要數(shù)一數(shù)黑猩猩與人類之間差異基因的數(shù)量，再除以基因突變累計(jì)的速率即可。這種方法被稱為分子鐘方法。
但是，問題又來了。為了得出答案，你必須先知道基因突變的速率。這就又回到了起點(diǎn)：你必須知道人類什么時(shí)候從黑猩猩中分化而出。
為了避免這個進(jìn)退維谷的困境，遺傳學(xué)家將目光轉(zhuǎn)向紅毛猩猩（也叫人猿）。化石研究表明，紅毛猩猩是在一兩千萬年前從人類譜系中分化出去的。據(jù)此，遺傳學(xué)家得出了數(shù)值為75的基因突變率，即每一代的每個基因組中發(fā)生突變的基因有75個。換句話說，人類與黑猩猩的后代中分別有75個新突變不是遺傳自其父母。
化石抑或DNA？
這個數(shù)字（75個基因突變）的得出基于多個重要假設(shè)，尤其是紅毛猩猩的化石記錄提多數(shù)人對此存疑。如果這個數(shù)據(jù)可信的話，人們推測人類祖先從黑猩猩中分化出來的時(shí)間在距今600萬年至400萬年之間。
當(dāng)古生物學(xué)家聽到這個數(shù)字時(shí)，紛紛表示不滿，這個估算的年代下限尤其令人難以接受。南方古猿阿爾法種——一種發(fā)現(xiàn)于東非的早期人類——已經(jīng)具有明顯的人類特征，比如較小的犬齒及直立行走，其歷史可以追溯到385萬年前。
這兩個特征都被認(rèn)為是“人”所特有的。也就是說，在人類與黑猩猩分化后，他們逐漸進(jìn)化為人而不是黑猩猩。令人驚訝的是，他們怎么會進(jìn)化得如此之快，或許只用了15萬年的時(shí)間。
“遺傳學(xué)家完全忽視了古生物學(xué)家的存在，”俄亥俄州肯特州立大學(xué)的歐文·洛夫喬伊教授說，“我們估計(jì)的年限是400萬年左右，然而確切證據(jù)顯示高度進(jìn)化的早期人類早在400萬年前就已經(jīng)出現(xiàn)了。因此，說人類和黑猩猩分化的時(shí)間為400萬年前就顯得很荒謬?！?/p>
哪怕把時(shí)間推遠(yuǎn)至五六百萬年前，也難以令人信服，因?yàn)樽罱诜侵薨l(fā)現(xiàn)的三具化石的形成時(shí)間也是在這一時(shí)期。這三具化石都早于南方古猿，具有明顯的人類特征。雖然學(xué)術(shù)界對化石遺跡的解讀存在分歧，但多數(shù)人都認(rèn)為它們是人猿分化后的物種。
簡單說來，古生物學(xué)家認(rèn)為DNA檢測的結(jié)果準(zhǔn)確率很低。他們確信，人類的歷史比遺傳學(xué)家聲稱的更加久遠(yuǎn)。
歷史似乎正朝著有利于遺傳學(xué)家的方向發(fā)展。在過去的幾年里，研究者有史以來第一次近乎實(shí)時(shí)地觀察到了DNA的突變，這一技術(shù)意義非凡。與依據(jù)稀有的化石進(jìn)行估算的方法不同，人們現(xiàn)在能夠?qū)崟r(shí)地觀
察分子的運(yùn)動?！霸谀軌虮容^人類兒童與他們父母的基因組之前，我們沒有辦法估測人類基因的DNA突變速率?！钡靥幱鴦虻捻f爾科姆基金會桑格研究所的艾爾溫·斯卡利表示。
冰島雷克雅未克基因解碼公司的奧古斯丁·孔及其同事在2012年9月聯(lián)合發(fā)表了一篇具有開拓性意義的論文。在掃描了78位兒童以及他們父母的基因組，并確定了每個兒童體內(nèi)新變異的DNA數(shù)量后，科研人員得出結(jié)論：平均每個兒童攜帶的突變基因?yàn)?6個。關(guān)鍵在于，這是我們先前估測數(shù)值的1/2，意味著分子鐘比我們想象的要慢得多，從而將人猿分化的時(shí)間大大提前。
準(zhǔn)確來說，是多久以前？就在2012年早些時(shí)候，波士頓大學(xué)的凱文·蘭格格雷伯及其同事共同揭開了另一個謎底。跟孔的研究類似，他們也計(jì)算了每代DNA的突變率。但要將其換算為對人猿分化時(shí)間的估算，我們還需要知道每一代有多長，即平均生育年齡。對人類來說，我們掌握有充足的此類數(shù)據(jù)，但對其他靈長類動物就不是很清楚了。就黑猩猩來說，每代的間隔時(shí)間為15年至25年。
通過對8個野生黑猩猩族群里226只新生猩猩的分析，蘭格格雷伯發(fā)現(xiàn)，黑猩猩平均在24.5歲時(shí)開始生育后代?；谶@個數(shù)字，蘭格格雷伯和他的團(tuán)隊(duì)推測的人猿分化時(shí)間至少在700萬年前，甚至可能遠(yuǎn)至1300萬年前。
蘇格蘭圣安德魯斯大學(xué)的克勞斯·祖伯布勒對研究數(shù)據(jù)進(jìn)行了校勘，他表示：“毫無疑問，如果這是正確的，大多涉及人類起源的教科書都會被改寫，其重要性難以估計(jì)?！?/p>
威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的約翰·霍克斯對此表示同意?！拔艺J(rèn)為，這次發(fā)現(xiàn)對人類演化歷史上的每一個事件，從人類族系誕生之初到走出非洲，都影響深遠(yuǎn)?！?/p>
這項(xiàng)研究給我們帶來種種啟示，其中最重要的也許是對早期人類氏族的搜尋。目前公認(rèn)的最古老的人類是南方古猿，更早的人猿分化時(shí)間意味著更多的類人物種進(jìn)入人類演化的框架之中。
黃金時(shí)代
20世紀(jì)90年代后期至21世紀(jì)的最初幾年是古人類學(xué)的黃金時(shí)期。在這10年間，在非洲東部和中部的沙漠里，人們相繼發(fā)現(xiàn)了三具古人類化石。跟之前的化石有所不同，它們可能屬于一種新的古人類物種。其中最完整的一具是始祖地猿（也譯作拉密達(dá)地猿），被人們昵稱為“阿爾迪”，有著440萬年的歷史，出土于埃塞俄比亞的阿法爾州。距今六七百萬年的乍得沙赫人以及約600萬年前的圖根原人也隨后被發(fā)現(xiàn)。
始祖地猿是這三者中最廣為人知的一種，體型與黑猩猩相當(dāng)，骨骼上有著與人類相似的牙齒，頭顱較小，下肢可以直立行走，同時(shí)擁有可以攀爬的較大的腳趾。通過對其牙齒和骨頭化石碎片的研究，科研人員辨認(rèn)出了地猿根源種（很可能是始祖地猿的近親），從而將這個屬的起源追溯到距今580萬年前。
乍得沙赫人因出土于乍得的一只頭骨而被發(fā)現(xiàn)，被人們昵稱為“圖邁”。與地猿相似，它牙齒較小，面孔中部相對較短，與人類相像。脊柱與頭骨相連處的縫隙的形狀和位置表明，它能夠直立行走，但關(guān)于這一點(diǎn)仍未有定論。
對圖根原人，考古學(xué)家只能利用少量牙齒和一些腿骨和指骨化石進(jìn)行研究。這些化石暗示它既能直立行走，也有攀爬能力。
盡管這些化石全部加起來也填不滿兩個鞋盒，卻引起了軒然大波。人們一直以為，古人類化石看起來應(yīng)該更像猿類，始祖地猿阿爾迪、圖邁和圖根原人卻具有明顯的人類特征。主持阿爾迪發(fā)掘、研究工作的
加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的蒂姆·懷特表示：“這一發(fā)現(xiàn)改變了人們原本的認(rèn)識。”
很快，不少人就認(rèn)定它們是人類的祖先。然而，最初的分子鐘證據(jù)表明并非如此：它們出現(xiàn)的年代太早了。因此，它們在人類親緣樹上被歸為旁支，是演化中沒有進(jìn)展的實(shí)驗(yàn)，與主要事件毫不相關(guān)。
如今，根據(jù)新的分子鐘估算結(jié)果，它們又重新受到關(guān)注?！罢J(rèn)為它們存在的年代過早，因此與人類的演化無關(guān)的說法，已經(jīng)站不住腳了。”懷特說道。他還認(rèn)為這三種古人類為同一屬。
“時(shí)間恰好吻合。乍得沙赫人恰好在時(shí)間范圍以內(nèi)。這是最近有關(guān)DNA突變率的研究的共識。”斯卡利說，他最近發(fā)表了一篇關(guān)于這次DNA突變率的改變及其后果的綜述，“它屬于人類、原人類，還是出現(xiàn)在人與黑猩猩剛開始分化的時(shí)期？我想沒有人能完全確定。從遺傳學(xué)的角度來說，我們不能排除任何一種可能，盡管我們之前認(rèn)為它們和人類沒什么關(guān)系。”
懷特認(rèn)為這一論斷在解剖學(xué)上也講得通?！霸谖覀冞@些研究化石的人看來，要從我們與黑猩猩最近的共同祖先演化到南方古猿，其中的過渡形態(tài)應(yīng)該就是阿爾迪。它正向著南方古猿進(jìn)化。換句話說，它是人猿分化后發(fā)展的物種?！?/p>
“阿爾迪是否代表了人類演化主線上的物種？”他繼續(xù)說，“我們還不清楚，因?yàn)槲覀冃枰嗟?、從其他地點(diǎn)發(fā)掘的化石。但是我們不能排除這個可能性?！?/p>
另一個不能否認(rèn)的可能是人猿的分化時(shí)間比我們想象的更早。DNA突變累積的速度很慢，意味著最新估算的突變速率仍有很大的誤差。一般而言，遺傳學(xué)家與古人類學(xué)家大致認(rèn)同這個新糾正后的數(shù)字：七八百萬年前。
也有一些人認(rèn)為分離的時(shí)間可能還要更早?！拔艺J(rèn)為將分化時(shí)間定在1300萬年前或許一點(diǎn)沒錯，”洛夫喬伊說，“在1000萬年至1500萬年前，地球上布滿各種猿類，其中許多已經(jīng)開始具有一些現(xiàn)代人類才有的解剖學(xué)特征?！?/p>
然而，在這一論斷上洛夫喬伊有些孤立無援。在孔及其同事發(fā)表他們的新成果一周后，另一個團(tuán)隊(duì)，其中包括不少相同的研究人員，發(fā)表了另一篇論文。他們分析了85000個冰島人的DNA，主要研究微衛(wèi)星DNA短鏈。根據(jù)論文合作者、哈佛大學(xué)教授大衛(wèi)·賴克的說法，這些DNA在記錄基因突變率方面更加可靠。
與孔的結(jié)果相比，他們測到的DNA突變速率更大一些。因此，他們估算出的分離時(shí)間更加保守，僅為750萬年前。
孔的結(jié)論也有些站不住腳。賴克說，孔的估算結(jié)果還有個問題，那就是如果用他的方法去估算紅毛猩猩與非洲猿類——人類、黑猩猩和大猩猩——的分化時(shí)間，得到的結(jié)果是約3000萬年前，而這與化石證據(jù)表明的2000萬年前的上限相去甚遠(yuǎn)。
為了解決這兩種數(shù)據(jù)之間的矛盾，斯卡利認(rèn)為，當(dāng)我們的祖先從體型較小的靈長類演化為較大的猿類時(shí)，每代DNA的突變積累數(shù)會有所減少。這種現(xiàn)象在其他哺乳動物中也有發(fā)現(xiàn)?！绑w型較大的物種通常有較
長的每代間隔時(shí)間，這在包括靈長類在內(nèi)的許多物種身上都能觀察到?！彼箍ɡf。較長的每代間隔時(shí)間意味著突變速率會更慢一些。
“這是可能的。雖然這個假說若要成立，需要證明我們的祖先和紅毛猩猩的DNA突變率下降恰好在同一時(shí)間開始?！辟嚳苏f，“我認(rèn)為這種可能性微乎其微。盡管如此，斯卡利的假說仍然是目前最具說服力的?！?/p>
拋開這些爭議不談，至少已經(jīng)可以確定人類的譜系比我們曾經(jīng)認(rèn)為的要久遠(yuǎn)得多，這對其他的人類史前歷史會產(chǎn)生影響。分子鐘已經(jīng)解決了很多有關(guān)時(shí)間測定的關(guān)鍵問題，包括通過比較尼日利亞約魯巴人和歐亞人的基因差異，得出我們的祖先大約在何時(shí)走出非洲。
早期的基因證據(jù)表明，我們的祖先大約在5萬年前走出非洲。所以，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)以色列的化石殘骸與印度的遺跡有10萬年的歷史時(shí)，就需要對此進(jìn)行澄清了。在以色列發(fā)現(xiàn)的化石后來被證明屬于另一個沒有再演化的物種，而印度的化石隨后被證明是一個特別明顯的誤報(bào)。新的分子鐘方法為這個爭論畫上句號，將我們的祖先走出非洲的時(shí)間確定為距今13萬年至9萬年。
新的分子鐘對確定智人與尼安德特人的分化時(shí)間同樣發(fā)揮了作用。在西班牙阿塔普爾卡的一個洞穴里發(fā)現(xiàn)的骸骨被證明可能屬于尼安德特人的祖先——生活在距今60萬年至40萬年前的海德堡人。但是，以前的分子鐘結(jié)果卻是海德堡人出現(xiàn)的時(shí)間要更晚一些。根據(jù)新的分子鐘，我們可以確定海德堡人的確有50萬年的歷史。
盡管仍有一些事實(shí)需要進(jìn)一步澄清，但是主要結(jié)論是確切的。人類的歷史比我們曾經(jīng)認(rèn)為的要久遠(yuǎn)得多，我們的近親也與我們“遠(yuǎn)”得多。我們習(xí)慣于認(rèn)為自己與動物王國的其他物種相互獨(dú)立而又不同?，F(xiàn)在看來，我們似乎變得更獨(dú)立、獨(dú)特一些了。
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