摸骨、看相、寻找遗传密码…何以追溯人类祖先家谱

你家有黄色的家谱吗？虽然其中记录的许多名字是陌生的，但他们携带的个体与你有着密切的血缘关系。

普通人的族谱可以追溯到三到五代，这常常使后代难以区分。古人类学家如何能编纂人类祖先的“系谱”，只留下一些零散的遗骸和断骨，跨越数百万年甚至更长的时间来观察令人困惑的亲缘关系？

第一步是触摸骨头和看图片。

化石一直保存到现在，经常被复杂的掩埋过程弄得支离破碎。因此，研究者大多获得了零散的人体骨骼碎片，如几颗牙齿(中学历史课本开头提到的元谋实际上是以两颗牙齿命名的)、手臂或大腿骨、脚趾、手指...化石的观察、种类和位置的鉴定、测量和比较是研究人类遗骸的第一步。

袁某人的牙齿(百度百科)

据说古人类学家贾兰坡先生有一个习惯，就是把几块人类化石放在口袋里，反复摸索和摸索，以增进他对古代人类骨骼的了解。尽管今天的学者不再被允许将化石放入口袋，但骨骼追踪的基本训练是绝对不可避免的。如果连人类和动物的化石都是愚蠢和混乱的，大腿还是手臂的问题也不清楚，那么下一步的研究是什么？

当然，如果你足够幸运地发掘出完整的遗骸，你可以轻松愉快地完成第一步。遗憾的是天气不佳。这种子话题的概率很低。无论是我们所知的北京猿人化石，还是人类“祖先”露西的化石，都是古人类学家经过长期的实地考察和发掘拼凑而成的较为完整的遗迹。

露西的骨骼，一种在埃塞俄比亚发现的南方古猿(大约320万年前)(*)

有时候，仅仅找到头骨就足以让古人类学家欢呼雀跃，因为头骨包含了其他部分无法比拟的丰富信息。观察面部可以发现很多信息:例如，面部是否像现代人或者更像猿，头骨是否是圆形的，大脑体积有多大，牙齿是否原始等等。然而，高分辨率工业CT技术、三维重建、各种微小解剖部位的几何形状量化以及其他手段使古人类学家能够从头骨中获得更多的形态学数据。之后，通过分析数据，我们可以画出人类祖先的进化树。

许佳尧颞骨及其内耳迷路三维重建(中国科学院古脊椎动物研究所官方网站)

然而，以这种方式绘制的家谱有明显的局限性。如果一些古人只是变老了呢？

同龄人的对比照片(yxlady.com)

2015年，一组古生物学家宣布，在南非发现了最早的原始人——纳勒迪人，因为纳勒迪人具有许多原始原始人的特征，比如比南方古猿的大脑更小。研究人员推测这些原始人生活在大约300万年前。

鼻孔复原图:看着这张古老的脸，我们幻想着远古祖先的出现(国家地理)

两年后，光致发光、古地磁、铀系等各种测年方法的综合测年数据令所有人惊讶。300万年前，那瑞迪人实际上只有大约30万岁(大约33.5万到23.6万年前)——那瑞迪人不是南猿的对手，而是尼安德特人的邻居。由此可以看出，仅仅通过判断头骨是原始的还是现代的，是不可能真正知道它的进化位置的。毕竟，变老不是纳瑞迪的错！

另一个例子是，在30万年前的非洲大陆，一些原始人类头骨与早期现代人类头骨的解剖特征有关，可以说这些头骨既有“原始”特征，也有“现代”特征。古人类学家也很难找到可以统一和区分的令人信服的标准。不仅如此，事实上，在人类进化的所有阶段，例如从直立人到智人的阶段，大多数古代人类化石都很难根据它们的骨骼形态特征来判断谁老谁年轻。

因此，仅仅触摸骨骼并从更高的层面看图片是远远不够的。

第二步:你多大了？

如上所述，年代测定的结果改变了纳莱提人的进化地位，正是因为年代不明，学术界对许多标本的重要性产生了怀疑。古人类学家高兴曾经说过:“年龄的准确性在研究不同地区的古代人的进化过程、时间顺序和迁徙路线方面起着决定性的作用。”

然而，获得年代数据不是一件简单的事情。在古代人类研究中，可以获得的年代通常分为“绝对时代”和“相对时代”，而绝对时代通常指直接在化石上测量的时代。然而，考虑到古代人类化石的稀有性，很少有学者慷慨地拿出标本让年代学家钻孔和研磨(样品)。尽管很难放弃令人信服的数据，但大多数学者仍会选择更保守的“相对年龄”。

确定相对年龄包括确定化石出土的层位、与化石一起出土的哺乳动物和文物以及化石中的沉积物。正是因为用于定年的对象不同，所以通常会有一个地点和多个年代数据结果。同时，由于测年技术的不断进步，许多古代遗址经常有新旧测年数据。

北京猿人遗址发现于1921年，被认为是我国发现的最早的古代人类遗址。然而，到目前为止，在时间顺序数据被更新之前仍然有新的记录。2009年，《自然》杂志以封面文章的形式发布了一份新的年代数据(大约77万年前，在此之前，人们普遍认为北京猿人遗址大约是50万年前)，将北京猿人置于一个“更冷的新时代”，挑战北京猿人的耐寒性。

2009年，《自然》杂志发表了北京猿人遗址的研究成果。

同样在1921年，第一批古代人类的遗迹出现在非洲。一群矿工在赞比亚的布罗肯山发现了一个原始头骨，后来被命名为卡布韦。古人类学家根据他们的头骨对海德堡进行了分类，后来发现了人骨。学者们认为海德堡可能是欧洲尼安德特人和现代非洲人的最后一个共同祖先。

最近，《自然》杂志上的一篇文章发布了最新的时间顺序数据。不像北京人“老”了20万年，卡布韦人“年轻”了20万年(大约324，000-274，000年前，之前一般认为是大约50万年前)。

换句话说，以卡布韦为代表的海德堡人曾经和智人祖先、纳瑞迪人、尼安德特人等一起出现在南部非洲？这个假设的祖先，不是弄巧成拙吗？卡布韦有什么样的人？

卡布韦头骨照片(科学新闻官方网站)

第三步，哪个是强大的遗传密码？

基因检测现在是亲子鉴定的一项家用黑色技术。如果有任何研究在过去20年里完全改写了许多古代人类进化的故事，那一定是古代的DNA研究。大卫·赖克甚至认为对古代DNA的研究是继人类起源故事中的碳14年代之后的第二次考古科学革命。似乎只要能提取出DNA信息，许多关于亲属关系的问题就能得到解答。

根据基因研究，学术界提出了“非洲多区域主义”，即在40万至1万年间，由于气候原因，非洲大陆被划分为不同的生态区域。生活在不同地区的不同人群通常在半隔离状态下独立进化，并产生基因变异。但是过一会儿，这些人会在接合处进行基因交换。频繁的基因交换最终会产生现代人。2020年初，一个研究小组发现，现代西非基因组中平均有6.6%至7%的古代基因来自一个“幽灵”古代人类群体，这可能是原始群体之间基因交换的证据。

然而，在关于卡布韦人的研究文章中，研究人员不得不推测，与古代人(如智人祖先、尼安德特人和纳莱迪人)生活在同一代的卡布韦人可能属于这一“幽灵群体”。

然而，古代的DNA信息极其容易降解，如果降解到一定程度，即使是先进的DNA测序方法也无法检测到。大约700万到900万年前，人类和猿来到了一个岔路口，但迄今为止人类最古老的DNA证据不超过40万年。

2019年，《自然》发表了一篇题为《DNA，请迈步:这是揭示人类历史的古代蛋白质的转折》的报告，这似乎给学术界带来了新的希望。

研究人员希望对古代蛋白质进行测序，以研究更多的古代人类，包括花商(来自《自然》杂志)

同样保存了遗传密码的古代蛋白质似乎比古代DNA更稳定，可以保存更长的时间，并且保留的可能性更大。古生物学家甚至在一亿三千万年前的介形类化石羽毛中发现了至今仍保存的角蛋白。难怪一些乐观的学者认为，在未来，古蛋白质组学可能会解开整个人类进化树。

从利用古代蛋白质在骨头碎片中发现人骨和鉴定人类遗骸的性别，到仅仅依靠蛋白质序列鉴定沙河的杰尼索夫人，到从180万年前格鲁吉亚德马尼西人的遗骸中提取古代蛋白质序列，似乎对古代蛋白质的研究确实势不可挡。

2020年4月，《自然》再次发表了弗里多·韦尔克和他的团队的研究成果，他们参与了夏河杰尼索夫人的鉴定。这项研究的先驱(先占有者)通常被认为是西欧人类学最早的成员。根据以往对骨骼和牙齿形态的研究，研究人员认为，拓荒者与尼安德特人有相似之处，也有早期现代人的一些特征，这使得人们无法判断拓荒者与直立人、尼安德特人和早期现代人之间的关系。

在新的研究中，研究人员不仅从牙齿中提取了古老的蛋白质组信息，并将蛋白质序列与来自格鲁吉亚的直立人和智人的类似蛋白质进行了比较，然后将先驱者放在人类进化树的相应位置，也就是说，先驱者是中更新世晚期和更新世晚期人类(包括智人、尼安德特人和丹尼索瓦人)的一个密切相关的姐妹谱系。

根据根据蛋白质组研究的结果重新绘制的系统发育图，黄色箭头指的是先驱者(来自韦尔克F等人，2020年)

但不置可否的是，古代蛋白质研究、年代测定技术和古代DNA研究面临着同样的问题，即标本的破坏。同时，蛋白质种类繁多，其序列和结构比DNA更复杂，在实际操作中仍有困难。例如，蛋白质不能像核酸序列一样被扩增，因此检测灵敏度有限，并且对样品中蛋白质含量的要求很高。此外，很难获得完整的肽信息用于严重降解样品的测序。

然而，我们也看到化石本身没有智慧。只有通过几代学者对这些牙齿和断骨的多学科分析和多角度探索，我们才能越来越接近人类祖先地图的完成和人类进化的真相。

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