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中国人是从哪来的?

时间:2019-09-23|栏目: 考古 • 进化 |点击:1

    中国人是从哪来的?

    当古DNA技术被引入人类学研究后,一系列新的成果逐渐揭开了中国人的起源之谜。我们的祖先在5万年从非洲走出后,带着优异的素质迅速取代了沿途的古人类,迁徙到长江流域和黄河流域,独立发展出了农业文明。而随后的扩张和融合,则奠定了整个中国,甚至东亚的格局。

    撰文 | 大卫·赖克

    翻译 | 叶凯雄、胡正飞

    在追问现代人的起源和迁徙路线时,向亚洲迁徙的这些分支一直保留着浓厚的神秘感,这不仅是因为相关的区域缺少研究数据,融合、扩散和再融合的现象也让问题本身变得非常复杂,甚至呈现出了一些相互矛盾的信息。

    “南方路线”假说就是其中非常著名的一种,这个理论认为,远早于5万年前,首批现代人就到达了澳大利亚。他们离开非洲,沿着印度洋沿岸向东迁徙,抵达如今的澳大利亚、新几内亚、菲律宾、马来西亚和安达曼群岛等地,成为当地的原住民,然后逐渐向北迁徙。然而,当科学家引入古DNA研究后,“南方路线”假说被推翻,“东亚人”的演化故事也呈现出了另一番场景。

    短暂的巨变

    东亚是一片涵盖巨大的地理区域,包含了中国、日本、东南亚等地,是人类演化的重要舞台之一。世界上超过三分之一的人口在这片区域生活,保留的语言种类也达到了相似的比例。至少在19 000 年前,陶器从这里诞生;至少在15 000 年前,人类从这里迁入美洲;至少在9000 年前,农业从这里独立发展出来。

    值得注意的是,至少在170万年前,东亚就已经是古人类的家园,这个数据来自在中国发现的一具遗骸,他属于已知最古老的直立人。在印度尼西亚发掘出的化石证据也有同样悠久的历史。不过,他们跟30万前在非洲化石记录中开始出现的现代人(从解剖学意义上定义的)有所不同,骨骼形态还是存在差异。因此,关于古人类跟当下东亚人的遗传连续程度,一直存在巨大的争议。

    一方面,中国和西方的遗传学家基本都认同,如今分布在非洲以外的现代人都起源于大约5万年前的一次大迁徙事件,他们从非洲向外扩散,基本取代了之前的欧亚人群。另一方面,中国的一些古人类学家发现,在这个时间段前后,东亚人的骨骼形态和使用的石器工具的特点都存在明显的相似性,暗示了两个人群可能存在遗传连续性。可惜,在已发表的古DNA 数据中,来自东亚的数据少于5%,我们能够利用的信息非常有限。

    在欧亚西部,关于这段历史的宏大叙事是这样的:大约在5万年前,现代人类学会了制作复杂的石器工具。在这些属于旧石器时代晚期的工具中,有一种非常具有代表性。它是用预制好的石核,通过全新的方式打造的,整体更细长,边缘也更锋利。在近东地区,科学家发现了已知最早生产这些石器的遗址。不久后,石器制造的相关技术迅速传播到了欧洲和欧亚大陆的北部。鉴于制造这种石器工具的人群在西方取得了成功,我们很自然地认为这种技术也会扩张到东亚。但事实并非如此。

    在东亚地区,古人类学家的发现有些不同。大约4万年前,现代人迁徙到了中国和印度东部的广阔地区,他们在当地引起了巨大的文化行为变化。当地开始出现复杂的骨器、装饰用的贝壳项链和穿孔兽齿,以及世界上已知最古老的洞穴艺术。在澳大利亚,有证据表明现代人抵达当地的时间至少在47 000年以前,而目前已知最早的现代人也是在这个时间进入欧洲的。因此,现代人几乎同时到达了东亚、澳大利亚和欧洲。但令人疑惑的是,在东亚的中部、南部以及澳大利亚,首批出现的现代人并没有使用典型的旧石器时代晚期的石器。相反,他们使用了其他的技术,其中某些跟大迁徙前非洲现代人使用的技术有相似性。

    基于这些发现,古人类学家玛尔塔·米拉松·拉尔(Marta Mirazon Lahr)和罗伯特·弗利(Robert Foley)主张,到达澳大利亚的首批现代人来自一股更早走出非洲和近东的人口,这次迁徙早在旧石器时代晚期的石器技术出现以前就开始了。人类学家卡捷琳娜·哈瓦蒂(Katerina Harvati)和同事也报告了澳大利亚原住民跟非洲人在骨骼形态学上的相似性,并且主张这些相似性能够为“南方路线”假说提供支撑。

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    图片来源:维基百科

    “南方路线”覆灭

    “南方路线”假说绝不仅仅主张远在5万年前非洲以外就存在现代人,因为所有严肃的学者都认同这一点。在以色列的斯虎尔和卡夫扎地区,古人类学家就挖掘出了现代人的遗骸,大约属于13万到10万年前的人类。在阿拉伯联合酋长国的杰贝尔·法亚(Jebel Faya)遗址,科学家也发现了大约有13万年历史的石器工具,它们与北非同时期的石器工具非常相似。这些证据暗示,现代人很早就跨过红海进入了阿拉伯半岛。另外,初步的遗传学证据表明,非洲以外的早期现代人可能在尼安德特人群中留下了一小部分血统。因为尼安德特人的基因组含有一个现代人支系的基因,总量为几个百分点,而这个支系与目前的现代人支系在演化上存在着明显的距离,时间超过几十万年。这些数据或许表明,尼安德特人的祖先曾与斯虎尔和卡夫扎地区的现代人支系发生过混血。

    虽然包括我在内的很多科学家都对这条遗传学证据表示怀疑,但还是很认同早就有现代人走出过非洲。因此,“南方路线”的问题,并不在于这些迁徙是否存在,而在于这些迁徙是否最终站稳了脚跟,与目前的现代人是否有直接的血缘关系。

    2011年,哥本哈根大学地理遗传学中心的负责人艾斯克·维勒斯列夫(Eske Willerslev)和同事用四群体检验(Four Population Test,一种基于基因突变的分析方法,可用来识别不同群体之间的亲属关系)做了一项实验。他们发现,与澳大利亚原住民相比,包括中国人在内的其他东亚人与欧洲人有更多共同的遗传突变,这一现象和之前的假说(早期通过“南方路线”迁徙来的人群与澳大利亚原住民发生混血)吻合。使用对应的历史模型(包含“南方路线”)对基因组数据进行拟合分析后,他们还发现,对澳大利亚原住民有遗传贡献的支系要比东亚人更早从演化树上分离出来,时间范围为75 000年到62 000年前,而东亚人的分离时间为38 000年到25 000年前。

    但是,这项分析有一个问题,它没有考虑澳大利亚原住民有3%~6%的血统来自一个名为丹尼索瓦人的古人类。我们的实验室分析表明,把丹尼索瓦人的混血现象考虑进去后,跟澳大利亚原住民相比,中国人和欧洲人并没有共享更多的遗传突变。也就是说,无论是中国人还是澳大利亚的原住民,几乎所有的血统都来自一个共同的祖先群体。而这个群体在很早以前就与当今欧洲人的祖先分离了。这项发现也表明,在异常短暂的迁徙过程中,发生了一系列重要的人群分离事件。值得注意的是,这些群体的分离时间都发生在尼安德特人与非洲以外人群的共同祖先混血之后,丹尼索瓦人与澳大利亚原住民祖先混血之前。前一次混血发生在54 000年到49 000年以前。至于后一次,根据遗传学数据推算,应该比尼安德特人与现代人的混血时间晚12%,也就是49 000年到44 000年以前。

    我们可以发现,在与尼安德特人和丹尼索瓦人分别发生混血的这段时期内,相继发生了多次主要支系分离的事件,这说明现代人迁徙进入欧亚大陆的时候,已经可以迅速适应新的环境,扩张人口,取代先前存在的人群。这次扩张如此迅速,以至于我们想象不出在这片土地上生存了近200万年的古人类是否进行过有效的抵抗。至于“南方路线”假说里所描述的扩张到东亚的早期现代人,就算他们真的到达了东亚,也非常有可能被后来者完全取代。

    早期现代人对现代人类基因的贡献非常有限,最多不过几个百分点。在东亚发生的故事或许和欧亚大陆西部的一样,现代人迁徙和扩张的过程就像是擦黑板,快速创造出大量空白的空间。欧亚大陆之前的人类全部瓦解,后来者群迅速取而代之,占领了整片土地。

    石器并不是关键

    如果东亚和澳大利亚的现代人基本上都来自同一个支系,而且这个支系同时还衍生出了欧亚西部人,我们如何才能解释东南亚和澳大利亚人并没有使用旧石器时代晚期的技术呢?要知道,这项技术的传播跟现代人在近东和欧洲的迁徙紧密相关。

    在50 000年到46 000年前,带有旧石器时代晚期标志性特点的工具出现了。但从遗传学角度来看,欧亚西部人和东亚人在演化上分离的时间可能比这更久远。而这次分离很有可能发生在54 000年到49 000年前,也就是尼安德特人与现代人混血事件后的几千年中。可以看出,这两个人群的分离事件很有可能发生在旧石器时代晚期技术出现以前,而这项技术后来的地理分布模式正好反映了对应群体(发明这项技术的群体)的扩张模式。

    我们还可以找到新的证据支持这个理论。在东西伯利亚的马耳他考古遗址,科学家挖掘出了一具有大约24 000年历史的遗骸,这个男孩应该属于古代欧亚北部人。他们在遗传上跟欧亚西部人同属一支,但地理分布却更接近东亚。遗传学家对这两条看似矛盾的信息一直感到很困惑。不过,如果从旧石器时代晚期技术的地理分布来考虑这个问题,一切都将迎刃而解。这意味着,不仅只有欧亚西部人会使用这种石器,欧亚北部人和东北亚人也会。如果这项技术恰好出现在东亚人分离出去之后,在欧亚北部人和欧亚西部人分离之前,那么石器技术和遗传上的地理分布就都可以得到合理的解释。

    不管为什么这类石器技术没有传播到东亚南部,后来历史的走向,以及这些人群取得的成功(成功取代之前的人群,如丹尼索瓦人等),我们或许可以这样推断:石器技术本身并不是5万年前现代人成功扩张进到欧亚大陆的必要条件。像创造力和适应力之类比石器技术更意义深远的技能,让现代人迅速扩张,并成功在他们抵达的区域取得了最终的胜利。而石器技术,只是现代人独特能力的一种表现而已。

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    图片来源:维基百科

    东亚人的繁盛

    2009年,有科学家公布了第一项关于现今东亚人的基因组调查,这项大规模调查涵盖了近2000人,大约来自75个群体。其中有一项结果特别值得关注:东南亚人的遗传多态性比东北亚的要高一些。他们认为,有一支独立的现代人首先迁徙到东南亚,然后再向北进入中国以及其他地方。这种看法借用了一种解释全球人群多态性的理论:一支独立的现代人走出非洲,向各个方向扩张,每衍生出一支新的群体,就会丢失一部分遗传多态性。现在,我们认为这种理论推导并不准确,因为历史上曾发生过多次群体替代和混血事件。根据古DNA研究,我们认识到当今欧亚大陆西部的遗传多态性模式无法准确反映首批现代人迁徙到该地区的过程。类似的,对于东亚地区而言这种迁徙模型也不准确。

    2015年,中国学者王传超(现为厦门大学人类学与民族学系的教授)与我们合作,分析了一份珍贵的数据。这套数据大约来自40个中国人群,包含了400多位现代个体的全基因组数据。在接下来的一年半中,我们把这些数据与已经发表的其他数据做了综合对比(包括东亚国家人群的数据,以及来自俄罗斯远东地区古DNA的数据)。相关研究帮我们更深刻地认识了东亚人的历史,并找出了不同东亚人的起源。

    通过主成分分析,我们发现绝大多数的东亚人都可以用3个群组来描述。

    第一个群组的核心人群来自黑龙江流域。这个群组包含了我们以及其他实验室从黑龙江流域获得的古DNA。而这个区域的居民在过去超过8000年的时间里,都保持着遗传上的相似性。

    第二个群组的主要人群来自中国的青藏高原,也就是喜马拉雅山以北的大片区域。这片区域的大多数地方的海拔都比欧洲的最高峰阿尔卑斯山还要高。

    第三个群组的主要人群来自东南亚,最具代表性的是中国大陆沿岸岛屿,例如海南省和台湾地区的原住民。

    我们使用了四群体检验评估了不同现代人群之间的关系。除了以上3个群组的代表性人群,我们还纳入了美洲原住民、安达曼群岛原住民和新几内亚人的数据。后面这3个人群的祖先至少从末次冰期开始就与东亚人的祖先分离了,因此,这些人身上与东亚人有关的遗传信息,就像是来自那个时期的古DNA。

    我们发现,现在绝大多数的东亚人都是两个支系的混血,只是混血的比例各不相同,而这两个被称为“幽灵群体”的现代人支系在很早之前就相互分离了。两个支系的成员往各个方向扩张,它们相互之间,以及它们与其他偶遇的人群之间都发生了混血,正是这些过程铸造了如今东亚地区的人群结构。

    首批农作物种植者

    中国是世界上为数不多独立发展出农业的地区之一。考古证据表明,从大约9 000年起,古人就在中国北部的黄河流域种植水稻和其他作物了。大约在同一时期,中国南方的长江流域也有另一群人开始种植这些农作物了。长江流域的农业文明沿着两条路线往外扩张:一条大陆路线,在大约5 000年前到达越南和泰国;一条海洋路线,在同样的时间抵达了中国台湾地区。

    通过遗传学研究,我们发现无论在东南亚,还是中国台湾等地区,祖先(全部或者绝大多)都来自一个同质化的群体。因为这些人群的地理分布恰好跟长江流域水稻种植文化往外扩张的区域重合。为此,我们不禁提出了一个假说,认为这些人群恰好就是开创水稻种植文化人群的后代。目前我们还没有来自长江流域首批种植农作物的古人的DNA信息,但我猜测,他们应该与“长江流域幽灵群体”的概念范围相吻合。因此,我们认为这个“幽灵群体”就是为现在东南亚人贡献绝大多数血统的祖先群体。

    汉族人是世界上人口最多的群体,拥有超过12亿人口。但是我们发现,他们并不是“长江流域幽灵群体”的直接后代。当王传超建立起关于东亚人群的历史模型时,他发现中国的汉族人和藏族人有很大一部分血统都来自同一个祖先群体。而这个祖先群体却没有给其他东南亚人群贡献什么遗传信息。我们的假说认为,这个群体在黄河流域发展出了农业文明,并逐渐向外传播汉藏语系的语言,形成了“黄河流域幽灵群体”。将来,如果有幸能找到来自黄河流域首批农作物种植者的古DNA,相关研究可以很好检验我们的假说是否成立。

    一旦中国平原上的核心农业群体(也就是长江与黄河流域的“幽灵群体”)成型,他们便开始往各个方向扩张,并与在几千年中就到达当地的群体发生混血。

    目前,我们对东亚大陆人群的认识还非常模糊、非常有限。在农业文明建立之后的几千年里,在不同的历史时期——石器时代、铜石并用时代、青铜时代和铁器时代,不同的人群兴起又衰落,形成了复杂的人群结构。在过去2000年的时间里,汉族人非比寻常的迁徙路线和混血事件,给本来就已经非常复杂的人群结构增加了更多的谜题。这也意味着,对于每一个仅仅利用现代人群的遗传学数据重建的演化模型,我们都应该非常谨慎。

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