人类演化史就像一本被岁月磨损的史书,总有几段关键篇章模糊不清。
古生物学家曾长期困惑,为何95万到65万年前的非洲与欧亚大陆,古人类化石突然变得凤毛麟角?直立人遗迹消失后,谁是现代人类真正的直系祖先?
直到中国科学家的一项研究登上《科学》杂志,这些谜团才逐渐清晰。
他们没有依赖易损坏的古DNA,而是从现代人的基因里“打捞”出百万年前的生存记忆,也就是那段人类祖先仅剩千余人、挣扎11万年的绝境往事。
人类祖先曾面临灭绝
在埃塞俄比亚博里遗址,考古学家曾发现一个令人费解的现象。
原本连续堆积的古人类文化层,在90万到80万年前突然中断,长达十万年的地层里,仅留下几件尺寸缩小38%的石器,刃口断裂痕迹显示它们被打磨使用到了极限。
这种“化石空白期”并非个例,非洲大陆多个遗址都出现过类似断层,欧亚大陆的直立人化石也在90万年前戛然而止。
传统研究面对这样的困境往往束手无策,因为非洲的高温环境让古DNA难以保存,百万年前的生物遗传信息早已在岁月中分解。
猿人
还有就是,早期群体遗传学工具的时间分辨率不足,最多只能回溯30万年内的人口动态,对于更早的“中更新世转型期”,始终无法触及。
此前科学家只能靠推测,认为这一时期人类可能经历了小规模迁徙,但始终缺乏实证支撑。
正是这样的研究瓶颈,为中国科学家的突破创造了契机。
当化石与传统基因工具难以突破时,来自中国科学院上海营养与健康研究所的李海鹏团队,联合华东师范大学潘逸萱团队,选择从“现代人基因”这一特殊“化石”入手。
他们相信,百万年前的生存印记,早已刻进了我们每个人的DNA里。
人类进化示意图
要从现代人的基因中倒推百万年前的种群规模,绝非易事。
李海鹏团队花了七年时间,基于溯祖理论开发出一款名为FitCoal的快速极小时间溯祖算法,这款工具就像一台“时光显微镜”,能从基因变异的细微痕迹中,还原远古人类的生存状态。
与传统工具相比,FitCoal有着颠覆性的优势。
它无需预设人口变化模型,能自动搜索最优解,避免了人为假设带来的偏差,通过解析突变频谱与溯祖树分支长度的数学关系,它将计算误差率降至极低,甚至仅用3个非洲现代人的基因组样本,就能检测到远古种群瓶颈的信号。
猿人
不仅如此,它还突破了此前40万年的时间尺度限制,首次将人类演化研究的触角延伸到百万年前的关键转折期。
为了验证算法的可靠性,团队做了大量严谨工作,他们分析了来自“千人基因组计划”和“HGDP-CEPH基因组计划”的50个现代人群数据,两组独立数据竟得出惊人一致的结果。
93万年前,人类祖先的种群规模暴跌98.7%,仅存约1280个繁殖个体,随后,他们还深入非洲南部部落进行实地采样验证,确保模型在不同人群中都能稳定发挥作用。
这种兼具严谨性与创新性的研究路径,正是中国团队能在人类演化研究中取得颠覆性成果的核心原因。
猿人
是什么让人类祖先走到了灭绝边缘?中国团队的研究结合古气候数据,还原了一场惊心动魄的“地球浩劫”。
约93万年前,地球正经历“中更新世气候转型”,这场由地球轨道偏心率变化引发的灾难,彻底改写了人类的生存环境。
当时,地球轨道偏心率的微小变动,导致赤道与极区间的日照辐射量重新分配,北半球冰盖面积在短短三千年内增长了近一倍,全球平均气温骤降7-8℃。
北极冰川
非洲大陆的湿润季风系统彻底崩溃,曾经滋养人类祖先的稀树草原面积缩减60%以上,大片土地变成干旱的荒漠。
肯尼亚图尔卡纳湖的岩芯样本记录下了这场灾难的细节,气候转型期,淡水硅藻化石数量锐减,耐盐藻类形成的红色条纹铺满湖底,水体盐度飙升至现代死海的1.5倍,碳酸盐矿物结晶的纹路,揭示出湖泊反复干涸与咸化的死亡循环。
图尔卡纳湖
对于当时以直立人为主、工具简陋的古人类来说,这场灾难无疑是一场“生存考试”。
他们被迫退守到零星的绿洲,群体间的交流频率下降,近亲繁殖导致的遗传负荷达到峰值。
中国科学家通过基因分析发现,正是这段极端环境,让人类祖先的种群规模降到了千余人的谷底,这个数字,比当今许多濒危物种的个体数量还要少。
猿人
面对近乎灭绝的绝境,人类祖先没有屈服,中国团队的研究通过基因与考古证据的结合,还原了他们令人惊叹的“绝地反击”之路,而这些智慧的印记,至今仍留在我们的基因里。
埃塞俄比亚博里遗址出土的80万年前黑曜石工具,原料运输距离达130公里,这意味着不同部落间已形成原始贸易网络,共享稀缺资源。
基因研究还发现,控制前额叶皮层发育的SRGAP2基因在此时期发生关键突变,使人类的工作记忆容量扩展,群体决策效率实现质的飞跃。
坦桑尼亚莱托里遗址的足迹化石更直观,人类开始以20-30人的协作单元迁徙,这种“移动智囊团”模式让环境信息共享速度提升了好几倍。
人类迁徙
而在西班牙阿塔普埃尔卡遗址的发现则更加令人动容,43具85万年前的海德堡人遗骸中,有一具股骨骨折愈合的个体,骨骼同位素分析显示,他在伤后三年内持续获得高蛋白食物配给。
这种超越血缘的协作护理,让群体死亡率降低,成为人类渡过难关的关键。
这些从基因与化石中提炼出的细节,不仅还原了人类祖先的生存智慧,更印证了中国团队研究的深度。
猿人相互合作
他们没有停留在“种群规模”的数字上,而是通过多学科交叉,让百万年前的“绝地求生”故事变得鲜活可感。
如今,全球气候危机再次敲响警钟,而百万年前人类祖先的经历,恰是最生动的启示,他们靠协作、创新与适应渡过难关,如今的我们,更应珍视这份刻在基因里的韧性,以科学与团结应对挑战。
人类应相互合作
当中国科学家通过FitCoal算法,从现代人的基因中“读”出百万年前人类仅剩千余人的绝境往事时,我们对自身起源的认知被彻底重塑。
那段11.7万年的生存挣扎,不再是模糊的传说,而是有基因、化石与气候数据支撑的真实历史。
面对当下的全球挑战,这段刻在基因里的往事,便是祖先留给我们的“启示录”。
正如中国科学家在研究中所揭示的,人类的存续从来不是运气,而是一代代人用智慧与团结书写的奇迹。
这份奇迹,需要我们继续守护,也值得我们永远铭记。
信息来源:93万年前人类祖先仅剩千余人?人类自古就是命运共同体!
新华社新媒体 2023-09-07
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