澳大利亚新英格兰大学与印尼的研究人员在今年10月28日出版的《自然》杂志发表一份报告说,他们在印尼挖掘到一具史前小矮人化石,是人类历史上从未被发现的一个新人种。 研究人员是在印尼弗洛勒斯岛上的一个洞穴中发现这具女性化石的,身高仅0.91米。这名女性死时至少已有20岁,头颅只有柚子般大小,弗洛勒斯人的脑袋只有380立方厘米,只及现代人的1/4,因此科学家将这具化石取名为“小矮人”,编号LB1,并将这个新人种命名为“弗洛勒斯人”。 随后,研究人员又发现了6具类似的古人遗骨,这6具骸骨的碎片可追溯到1.2万至9.5万年前。研究人员认为,弗洛勒斯人80万年前定居于此。由于孤岛资源缺乏,加上动物难以长途觅食,对体型细小的动物较有利,于是居于孤岛的弗洛勒斯人就倾向于进化成矮小人,所以科学家推测,这是一个以前从未发现过的小型古人种。 在前天公布的由美国《科学》杂志评出的年度十大科技突破中,小矮人化石的发现名列第二。一些专家认为,这是过去50年间古人类学中最重要的一项发现,它改写了我们对人类进化的认识。 弗洛勒斯岛位于印度尼西亚东南部,是努沙登加拉群岛中部的一个大岛,面积约为我国台湾岛的一半。在这个美丽的岛屿上,最近古人类学家发现了弗洛勒斯人的化石,震惊全世界。这种身高不到1米的古人类是当地更早的直立人的真正后代,曾经存活到了距今1.8万年前,与我们现代人共同生活了一段很长的时期。这一发现再次证明了人类进化的复杂性,也说明在远东地区现代人是外来的入侵者,而非当地古人类进化的产物。 从人类遗传学到分子人类学 要说明弗洛勒斯人的进化地位,先得从进化论的基本法则谈起。 进化论告诉我们,融合是违反进化的基本法则的,多起源说所谓不同人种发展成同一个人种是很不合理的。但进化论本身只是一种理论思辨,它有一定的事实基础,也带有一定的主观性,分子人类学的研究和分析则是完全客观和实证的,没有古人类学和考古学研究中难以避免的类型比较的主观性。通过形态的比较来确定化石和化石之间是否有联系,多少有些冒险,比如一老一少长得相像,我们不能就此推断出他们是父子,但做一下DNA检测结果就一目了然了。分子人类学研究发现,现代人是从单一的古人种发展而来的,而不是各地不同的直立人的后代。问题是分子人类学复杂的专业理论使大众甚至很多学者难以理解。 首先要说明的是,分子人类学完全不同于传统的分子遗传学,它是在遗传学的基础上发展起来的一个新兴学科。它根据对各种人类学问题研究的需要,选用分子遗传学和生物统计学的工具。分子遗传学也尝试过分析人群之间的关系,甚至计算过人群发生的年代,但是因为没有正确的理论模型的支持,这些研究的结论是经不起推敲的,其中的相关参数和数学模型现在看来漏洞百出。 在研究人群进化方面,分子人类学与分子遗传学最大的差别在于对遗传材料的选取。在分子遗传学研究中,什么样的基因、什么样的DNA序列都可以拿来用,抓到篮里就是菜,而分子人类学对遗传材料则有严格的要求。 首先,不能是基因。读者可能会大吃一惊,遗传材料不就是基因吗?其实,在我们的基因组里,真正有功能的基因只占很小一部分,大部分是“没有功能”的、可以随机突变的DNA序列。分子人类学研究进化的材料要求排除功能基因,选用那些随机突变的DNA序列。为什么不能选择功能基因呢?因为我们研究的是人类进化的历史,换句话说就是研究时间。时间等于距离除以速度。在随机突变的DNA序列中,我们可以获得一个比较稳定的突变速度。这个突变速度是考虑随机丢失的机制而作了矫正的。 也就是说,我们既考虑了突变产生的速度,也考虑了突变在群体中丢失的速度和突变扩散的速度。除此之外,其他因素几乎可以忽略。这个综合的突变速度是稳定的、匀速的。而在功能基因中,突变速度就很复杂了。功能的变化受到自然选择的压力,功能基因会随环境的变化而变化,它的突变淘汰速度是不恒定的,这就使得整个突变速度不稳定,我们无法获得一个比较确定的数值。 同样,无功能的DNA序列中,由于突变的随机发生,距离总是随着群体分化的年代而不断拉大。我们也通过群体消散和融合等因素加以矫正。这样得到的距离也是客观的。但功能基因则不然。因为功能受环境的选择,在特定的环境中有些功能必须保持,这样,群体分化的年代再久远,遗传距离也不一定发生变化。相反,如果两个关系较近的群体到了不同的地 区,在不同的环境作用下,有的基因中遗传距离会变得异常地大。所以功能基因中的遗传距离是不客观的。 不知道距离也不知道速度,时间就不可能计算出来,所以我们不能用功能基因来分析人类进化的历史。以前遗传学家计算出来的进化速度往往相差悬殊,不同基因做出来的结果会有天壤之别。原因就在这里——他们从一开始就错了。 分子人类学中的时间、速度和距离 在人类学的各个领域中,科学家已经达成这样的共识:只有分析那些无功能的材料,才能判断客观距离。比如,在文化人类学中,学者会分析那些装饰性的纹饰。纹饰图案可有可无,没有具体的功用。正因为此,它们的变化也是随机的,它们的差异相对客观地体现了人群文化的分离年代和相对关系。而那些功能性的器物,受到其功用的限制,不可能有很大的变化,即便看到两个群体相似的器物,我们也不能判断是否真的有关。在语言人类学中也是这样,那些体现人类共性的语言现象,不能用以判断群体关系。比如几乎所有的语言都用相似的声音来称呼爸爸妈妈,这些音是人类最容易发出的,我们就不能据此来判断语言之间的关系。相反,绝大部分词的音义关系是任意的(随机的),它们的对应和差异才能体现群体距离。一些貌似多余的形态变化,更能够说明语言之间的相关性。分子人类学作为人类学的一个分支,其理论基础与其它人类学的分支是基本相通的。 其次,分子人类学要求遗传材料必须不重组。所谓重组,通俗地说就是来自父方和来自母方的遗传材料发生融合交换,混杂以后再传给下一代。换句话说,同样的组合方式可能来自不同的个体间结合,一旦用这样的材料进行分析,其结果必然是一团乱麻,也就无法判断真实的群体间距离。不重组的材料只来自父方或者只来自母方,不会使不同时期不同路径的突变混杂在一起,我们看到的突变就只能是一步步积累的,据此判断的距离才是客观真实的。目前用于研究的不重组的遗传材料有母系遗传的线粒体DNA和父系遗传的Y染色体非重组区DNA。尽管已经发现线粒体DNA在很偶然的情况下也会发生重组,但不会太多影响对线粒体DNA的利用。Y染色体非重组区是目前最好的人类进化研究材料,兼有不重组、无功能和突变丰富等优点。 分子人类学研究通过对线粒体DNA和Y染色体非重组区DNA的研究,得出现代人之间的最大分化年代是大约25万年,非洲之外的人群最大差异在10万年左右。非洲之外的现代人都不可能是当地早期人种演化的结果,而是从非洲走出的,他们替代了各个地区的早期人种。对古代人种遗骸的研究也证实了这一点,比如欧洲的早期智人——尼安德特人,分子人类学的分析发现他们与现代人的差距有30万年以上,但在1万年前还和现代人共存,因此不可能是现代人的祖先。现在,同样的情况也出现在了东亚,弗洛勒斯人也曾与现代人共存,如果他们的DNA数据出来,一定比尼安德特人和现代人之间的差距更大。东亚直立人的化石再多,也不可能是我们黄皮肤人的祖先。东亚的古人类学界必须重新评价他们手中的材料。
|