我們?nèi)祟?lèi)來(lái)自哪里?這個(gè)問(wèn)題一直困擾著包括哲學(xué)家在內(nèi)的很多人。隨著新的科學(xué)證據(jù)的不斷出現(xiàn),答案似乎變得越來(lái)越復(fù)雜。在二十世紀(jì)下半葉盛行的林奈(Linnaean)分類(lèi)學(xué)中,人類(lèi)有著研究自己獨(dú)立的分支——人科(Hominidae),這使得人類(lèi)與猩猩科(Pongidae)被區(qū)分開(kāi)來(lái)。人類(lèi)既不屬于三種非洲大猩猩(普通黑猩猩,倭黑猩猩和大猩猩),也不屬于來(lái)自東南亞的紅毛猩猩。然而,科學(xué)家認(rèn)為現(xiàn)代人類(lèi)起源于三種非洲大猩猩中的一種。那么如此顛覆性的論斷是如何產(chǎn)生的呢?
早期觀(guān)察
在19世紀(jì),確定動(dòng)物之間的親緣關(guān)系的唯一證據(jù)是通過(guò)肉眼觀(guān)察兩種動(dòng)物骨骼、牙齒、肌肉和器官的相似程度。
英國(guó)生物學(xué)家托馬斯·亨利·赫胥黎(Thomas Henry Huxley)是第一個(gè)對(duì)現(xiàn)代人類(lèi)和猩猩進(jìn)行系統(tǒng)性差異評(píng)估的人。他在1863年出版的《人類(lèi)在自然中地位的證據(jù)》(Evidenceas to Man’s Place in Nature)一書(shū)中指出,現(xiàn)代人類(lèi)與非洲猩猩之間的差異性低于非洲猩猩和紅毛猩猩之間的差異性。
深入研究
20世紀(jì)上半葉,由于生物化學(xué)和免疫學(xué)的發(fā)展,科學(xué)家尋找現(xiàn)代人類(lèi)和猩猩之間相關(guān)性的證據(jù),由宏觀(guān)形態(tài)轉(zhuǎn)向分子形態(tài)。
20世紀(jì)60年代初,法國(guó)生物學(xué)家埃米爾·朱克坎德(EmileZuckerkandl)和美國(guó)生物學(xué)家莫里斯·古德曼(MorrisGoodman)報(bào)道了應(yīng)用于蛋白質(zhì)的新一代分析方法。朱克坎德利用生物酶將現(xiàn)代人類(lèi)和猩猩的血紅蛋白分解成多肽,從而證明了現(xiàn)代人類(lèi)、大猩猩和黑猩猩的多肽成分是類(lèi)似的。古德曼利用免疫擴(kuò)散法研究血白蛋白,證明了現(xiàn)代人類(lèi)和黑猩猩血白蛋白的免疫模式是相同的。
猩猩和人類(lèi):相關(guān)性
蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ),而氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位。許多情況下,某一個(gè)氨基酸可以被另一個(gè)氨基酸替代而不會(huì)改變蛋白質(zhì)的功能。
20世紀(jì)60年代后期,美國(guó)人類(lèi)學(xué)家文斯·薩里奇(VinceSarich)和新西蘭生物學(xué)家艾倫·威爾遜(AllanWilson)通過(guò)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的微小差異得出結(jié)論:現(xiàn)代人類(lèi)和非洲猩猩存在相關(guān)性。1975年,美國(guó)人類(lèi)遺傳學(xué)家瑪麗·克萊爾·金(Mary-ClaireKing)和艾倫·威爾遜(AllanWilson)證明,黑猩猩和現(xiàn)代人類(lèi)血液蛋白質(zhì)的氨基酸序列同源性為99%。
DNA證據(jù)
詹姆斯·沃森(JamesWatson)和弗朗西斯·克里克(FrancisCrick)發(fā)現(xiàn)了DNA的基本結(jié)構(gòu),隨后克里克等人又發(fā)現(xiàn)了遺傳密碼的性質(zhì),這意味著生物之間的關(guān)系可以深入到基因組水平。
在過(guò)去的十年中,研究人員相繼發(fā)表了黑猩猩、紅毛猩猩、大猩猩和倭黑猩猩的基因組序列譜圖。截止2013年,79種猩猩的基因組序列譜圖已經(jīng)被研究,這些猩猩的基因組序列對(duì)比結(jié)果表明了現(xiàn)代人類(lèi)與黑猩猩之間的親緣關(guān)系比大猩猩更為密切。通過(guò)現(xiàn)代人類(lèi)和猩猩之間的DNA差異可以預(yù)測(cè),現(xiàn)代人類(lèi)、黑猩猩和倭黑猩猩的共同祖先可能出現(xiàn)大約在800萬(wàn)年前。
人類(lèi)屬的起源
大多數(shù)研究人員將現(xiàn)代人類(lèi)定義為人族(Hominin)。古人類(lèi)學(xué)的跨學(xué)科性質(zhì)促使尋找人類(lèi)祖先的證據(jù)不再以古人類(lèi)化石的發(fā)現(xiàn)為唯一依據(jù)。這需要用到一系列進(jìn)步的學(xué)科,例如考古學(xué)、解剖學(xué)、地球科學(xué)、進(jìn)化生物學(xué)、基因組學(xué)和靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物學(xué)等。人類(lèi)祖先譜系的發(fā)展導(dǎo)致了今天的進(jìn)化物種——智人(Homosapiens),這是人類(lèi)進(jìn)化史上最有趣的部分。
親緣關(guān)系有多近?黑猩猩(左上)、猩猩(右上)、大猩猩(左下)和倭黑猩猩(右下)。
第一批被發(fā)現(xiàn)的早期人類(lèi)化石樣本是四百萬(wàn)年前的南方古猿(Australopithecus),他們最有可能是人類(lèi)(Homo)屬的祖先。大約250萬(wàn)年前,非洲出現(xiàn)了第一批物種,許多研究者認(rèn)為他們屬于人類(lèi)的一個(gè)分支——能人(Homohabilis),因?yàn)樗麄儠?huì)使用石器,并且大腦比南方古猿要大,可以直立著用兩條腿走路。
然而,好多人對(duì)第二批物種——碩壯人(Homorudolfensis)知之甚少。他們腦袋偏小,下頜骨較大,面部平坦,并且擁有巨大的牙齒。一些研究人員認(rèn)為,能人和碩壯人是完全不同于南方古猿的,他們可能是現(xiàn)代人類(lèi)的祖先。
制作工具并不是智人的唯一特權(quán)
越來(lái)越多的研究者認(rèn)為,早期的南方古猿可能已經(jīng)會(huì)制作工具,這意味著制作工具不再被視為智人的唯一特權(quán)。
非洲大陸隨后出現(xiàn)的物種——匠人(Homoergaster),更符合Homo屬的特征。該物種可能在200萬(wàn)年前離開(kāi)非洲,遷移到中國(guó)和印度尼西亞,最終進(jìn)化為直立人(Homoerectus)。隨著匠人同時(shí)遷移出非洲的另一個(gè)人類(lèi)分支——海德堡人(Homoheidelbergensis),被許多古人類(lèi)學(xué)者認(rèn)為是穴居人/尼安德特人(Neanderthal)和現(xiàn)代人類(lèi)的祖先。
智人的起源
一旦我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)今人類(lèi)物種(智人)的起源,我們就能夠使用新一代DAN測(cè)序技術(shù)來(lái)恢復(fù)古代人類(lèi)的DNA(aDNA)。
在穴居人化石中發(fā)現(xiàn)了一些不同于現(xiàn)代人類(lèi)的DNA,這表明在十萬(wàn)年前,穴居人與現(xiàn)代人類(lèi)之間發(fā)生過(guò)血緣交配。DNA的相關(guān)證據(jù)表明,現(xiàn)代人類(lèi)與之前的古人類(lèi)物種以及被稱(chēng)為丹尼索瓦人(Denisovans)的神秘物種之間存在基因交流。
接下來(lái)的工作
盡管成千上萬(wàn)的人類(lèi)化石已經(jīng)被復(fù)原和研究,但是我們?nèi)杂性S多工作要做。例如,在匠人之前存在成功走出非洲的古人類(lèi)物種嗎?人類(lèi)進(jìn)化的大部分時(shí)間是發(fā)生在非洲嗎?在非洲以外,人類(lèi)進(jìn)化發(fā)生了哪些重要的轉(zhuǎn)變?直立人是什么時(shí)候滅絕的?在直立人、現(xiàn)代人類(lèi)和其他人類(lèi)物種之間是否存在遺傳交流?
隨著科學(xué)的發(fā)展和古人類(lèi)化石的大量發(fā)現(xiàn),從化石中提取古人類(lèi)DNA進(jìn)行研究,也許產(chǎn)生的問(wèn)題比得到的答案還要多。
責(zé)編:微科普