李辉、金力等:你我的基因97%以上来自非洲

2016-08-23

文/文汇报记者 袁琭璐
文汇讲堂 金梦
在神话中,大地是人类起源之处,女娲或者普罗米修斯用泥土造就了人类。人类的起源,一直是困扰全世界数千年的谜题,自20世纪以来,这更演变成了一个重大科学热点。考古学家长久以来的研究与探索,并未解决有关人类起源的所有问题。而在分子生物学兴起之后,特别是DNA基因测序技术的发展,为人类起源的研究翻开了新的篇章。其中“非洲起源说”获得了更多科学家的证明和支持。
8月21日,在第三场暑期院士专家系列科普讲坛上,北京大学教授饶毅、中国科学院院士、复旦大学副校长金力、复旦大学生命学院人类学系教授李辉和华东师大生命科学学院生物系博士后何鑫对话《人类起源之争》,以各自研究领域的最新成果共同寻访“人”在地球上留下的足迹。作为运用分子生物学研究人类、中国人起源和迁徙问题的先驱学者,金力宣告“人类起源于非洲毫无争议,但我们的基因97%以上是从非洲来的,还有2.4%是由在非洲以外的早期智人所贡献”,这引起了在场每一个人的好奇心。
饶毅、金力、李辉、何鑫共话《人类起源之争》
Y染色体证明:“所有现代人全部来源于非洲”
在人类祖先起源的问题上,金力指出要辨析两个概念,即人科的起源和现代人的起源。对于人科的共同祖先约700万年前至500万年前起源于非洲的观点,学术界目前并无太大争议。对于现代人的起源存在两种假说:“非洲起源说(非洲单源说)”,即非洲是现代人的故乡;“多地区起源说”,即认为现代人是在欧亚非各自起源。而金力、李辉都是“非洲起源说”的强力支持者。
人类起源的两种假说

1987年,卡恩和威尔逊两位科学家就推断了整个人类都起源于非洲。他们指出,将所有婴儿的线粒体DNA向前追踪,最后会追到大约20万年前生活在非洲的一个妇女,即现今全世界人的祖先。大约在13万年前,她的一群后裔离开了其生活的非洲家乡,分散到了世界各地,代替了当地的土著居民,最后在全球定居下来,演化成了现代的不同人种。于是有人把这种理论叫做“夏娃理论”,认为现代人类是单一起源并来自非洲,这是最早的一种推断。此后,越来越多的遗传学证据都支持包括中国在内的世界范围内的现代人都起源于非洲。

然而不少科学家依旧支持“多地区起源说”。

人类进化历程中的四个阶段

存在“非洲起源说”和“多地区起源说”
为了解决“非洲起源说”还是“多地区起源说”这两个争议,金力展示了一个实验,“只要对比不同洲的人群,如果最大的差别差200万年,那么'多地区起源说’是对的;如果只有5万年到20万年的差别,那么'非洲起源说’是对的。”实验选择了两百个个体,来自于非洲、亚洲和欧洲,结果发现这些人的共同祖先距今14.3万年,这是推翻“多地区起源说”有力的证据。而当时正在斯坦福大学做博士后的金力也以实验加以佐证,并得出了相同的结论。然而作为中国人的他内心还是有些不服,“尽管科学家以事实论证,不应该有感情色彩,我还是带有感情色彩。我一直在想能不能从现代亚洲人当中找到哪怕一个反例证明他不是从非洲来的。”于是金力和他的研究团队采集了163个群体,覆盖了整个东亚,共选取了12127个Y染色体来证明是否来自于非洲,最后的结果显示了12127个个体统统来自于非洲。而这个证据也被认为是支持“非洲起源说”最强的证据。2001年,金力带领的研究团队在全球权威科学杂志上发表了名为《Y染色体遗传学证据支持现代中国人起源于非洲》的论文。
“我们和北京猿人没有关系”
与金力合著《Y染色体与东亚族群演化》、《人类谱系的基因解读》等著作,同时也是中国第一个人类生物学博士学位获得者的李辉表示,“非洲起源说”的说法是很“硬”的,不可能被推翻,只会被后续发现并不断细化丰富。生物学家饶毅反驳了曾有的“北京猿人是人类的祖先”这一说法,“现在看来,我们与北京猿人肯定没关系”。
金力、李辉合著的《Y染色体与东亚族群演化》
走出非洲,现代人祖先遇见早期智人并孕育了后代

直立人到现代人在何时何地完成了演化过程?起源之后又如何到了世界各地?人类起源无非就是这么一个“源”和“流”的问题。本世纪初,对人类的认识是走出非洲的人群在中东分道扬镳,分别成为亚洲人和非洲人的祖先。

由于气候问题,人类祖先三次走出撒哈拉,走向世界各地
金力以其最新研究指出,人类的祖先至少有三次走出非洲:第一次是200万年以前的直立人,第二次是50万年到70万年之前的早期智人,第三次是5万年以前的现代人。

金力指出,人类祖先曾三次走出非洲

可令人不解的是,人类的祖先为何要走出非洲?他们又是如何克服沿途遇到的各种障碍,不远万里迁徙到世界各地,包括中国的?让大众饶有兴致的比如他们是如何翻越高山、走过大河,克服地区间不同的气候条件而生存下来的?对此,金力提出有一种设想叫撒哈拉泵假说,即在撒哈拉沙漠上发生的沧海桑田的故事。很久以前,撒哈拉大沙漠与阿拉伯沙漠是联系在一起的,在气候湿润的时候,撒哈拉是大草原;在气候干燥的时候,撒哈拉就变成了沙漠,寸草不生。当撒哈拉是大草原时,人类会跟着动物进入撒哈拉地区,也有一些跑到了外面,在沧海桑田变成沙漠时,那些人无法回来,唯一的去向就是往东往北走,于是就流向各洲。复旦大学现代人类学研究中心的李士林也提出,人类的祖先在迁徙过程中没有什么目的性,主要看哪里的环境适合生存,就会往哪里走。
李辉曾以自己的DNA分子做研究,来推断自己的祖先大概来自哪里。他从自己的Y染色体上发现了可追溯的时间和地点,由此推断自己的祖先一万多年前在广东,到了八千年前到了浙江、上海。同理,科学家也能推断出非洲人是如何迁徙到世界各地的,包括中国。
直立人征服欧亚大陆的可能路线图
非洲祖先与在欧洲的早期智人孕育后代,至今留有2.4%的基因
早期智人“尼安德特人”在欧洲中亚地方的分布最晚是2.8万年,而人类走出非洲的时候是5万年到7万年并且也是在这个地方,所以从时间和空间上来看,两者应该能够相遇。不过,让金力和李辉这些人类学家更感兴趣的是,他们相遇以后发生了什么?于是,他们曾从美学观点讨论尼安德特人对我们的祖先是不是有足够的吸引力。在技术继续往前发展后,科学家对尼安德特人的全基因组进行了测序,结果证明是有的,也就是说现代人的祖先出了非洲以后,跟早期智人有了“亲密接触”,孕育了后代。让人意想不到的是,这个后代居然还在我们的人群当中,而且在每一个人的基因组中存在,约占整个基因组的2.4%。金力继而阐述道,“大量研究表明现代人基因组中的早期智人的片段都与环境因素有关,这些片段在某种程度上帮助我们的祖先适应新的环境。我们的祖先从原来生活的非洲来到了欧亚大陆,导致水土不服。但当地的土人,早期智人“尼安德特人”和“丹人”已经在欧亚大陆生存了50万年以上,他们的基因遗传到我们祖先身上,帮助他们适应了当地环境。”
所以,我们的基因97%以上是从非洲来的,但是还有2.4%是由在非洲以外的早期智人“尼人”和“丹人”的基因贡献的。
欧亚人的祖先与“尼人”曾亲密接触
人类起源与文明起源:冲突还是包容?
在条分缕析了人类起源的“非洲起源说”后,关于“中华文明起源”的话题随即引出。夏代以后的三星堆文明出土了青铜面具、黄金面罩,三千多年前出现了甲骨文……那么,中华文明到底是西方传入的还是本土发展起来的?
圣诞节来自芬兰,芬兰98%祖先是汉族
主攻东亚人群起源和进化方向的李辉认为,中华文明或者全世界其他各地方的文明,除了美洲文明无法跟新大陆交流,其余的区域之间交流非常频繁。“毫无疑问的,中华文明既有本土发展起来的核心内容,也有来自于西方文明的影响。有道是'海纳百川,有容乃大’,能够发展起来的文明,肯定有其优秀之处,比如青铜器、小麦这些是在四千多年从西方传进来的。当然,中国本土也有很多东西被传到西方,比如小米,从中国的东北培育出来后,再通过多种途径传到西亚甚至非洲。”
“此外,中华文化里有些很强的文化因素,传到了世界各地,并被全世界人所接受,例如圣诞节,它其实是中国的传统节日。”李辉纠偏了大部分人的错误认知,“圣诞节是从芬兰传过来的,芬兰人中98%都是来自汉族祖先,他们的圣诞节或者北欧神话系统都是中国早期的文化系统。”又如在世界考古学上有“世界第九奇迹”之称的四川三星堆文明,其中的很多形象都是从湖南、湖北传过去的,包括玉章面具、玉像的造型可以追溯到湖湘文化。所以,中华文化的传承关系是非常清楚,虽然有来自外界的补充,但内部的传承过程亦很明确。
湖南发现47枚具有完全现代人特征的人类牙齿化石
中华最早的城市:6800年前的湖南
也有人提出,从我国对石器陶器以及青铜器的考古发现地分布以及这些器物的年代来看,中国的人类活动是从北向南发展的,这跟非洲的人类迁徙到亚洲以后是由南北上的存在矛盾。对此,金力的解释是,非洲早期的人类在东亚由南向北迁徙是三万年、四万年以前的事,而人类文明产生距今两千年到三千年,两者并不是一个时代。着重研究中国南方各个民族群体间关系的李辉强调了南方在文化发展中的重要性,他指出,“哪怕从近期的文明起源,北方说的观点也要修正,北方做考古多,给人的一个错觉就是北方文明特别多。中国最早的城市6800年前在湖南,中华文明的一个重要源头来自于湖南,长江流域,不管是考古还是基因都很明确的来自于湖南,所以不管是人类起源还是稍晚的文明起源,南方都极为重要。”
现场互动环节积极热烈
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“我们是谁,我们来自哪里,我们走向何方”这三个人类终极追问,在科学研究面前日益清晰,至少,人类起源于非洲,又走向世界各地,我们从生命的演化,懂得生命的历程;从人类的起源,理解生命的价值;从科学的研究,欣赏生命的奥秘。而走向何方?是哲学当下的追问,对科学,却是需要漫长的时间才有答案。

现场摄影:金梦

部分图片来自所摄金力PPT及网络

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