人類(lèi)演化史就像一本被歲月磨損的史書(shū)，總有幾段關(guān)鍵篇章模糊不清。

古生物學(xué)家曾長(zhǎng)期困惑，為何95萬(wàn)到65萬(wàn)年前的非洲與歐亞大陸，古人類(lèi)化石突然變得鳳毛麟角？直立人遺跡消失后，誰(shuí)是現(xiàn)代人類(lèi)真正的直系祖先？

直到中國(guó)科學(xué)家的一項(xiàng)研究登上《科學(xué)》雜志，這些謎團(tuán)才逐漸清晰。

他們沒(méi)有依賴(lài)易損壞的古DNA，而是從現(xiàn)代人的基因里“打撈”出百萬(wàn)年前的生存記憶，也就是那段人類(lèi)祖先僅剩千余人、掙扎11萬(wàn)年的絕境往事。

人類(lèi)祖先曾面臨滅絕

演化史上的“空白頁(yè)”

在埃塞俄比亞博里遺址，考古學(xué)家曾發(fā)現(xiàn)一個(gè)令人費(fèi)解的現(xiàn)象。

原本連續(xù)堆積的古人類(lèi)文化層，在90萬(wàn)到80萬(wàn)年前突然中斷，長(zhǎng)達(dá)十萬(wàn)年的地層里，僅留下幾件尺寸縮小38%的石器，刃口斷裂痕跡顯示它們被打磨使用到了極限。

這種“化石空白期”并非個(gè)例，非洲大陸多個(gè)遺址都出現(xiàn)過(guò)類(lèi)似斷層，歐亞大陸的直立人化石也在90萬(wàn)年前戛然而止。

傳統(tǒng)研究面對(duì)這樣的困境往往束手無(wú)策，因?yàn)榉侵薜?/strong>高溫環(huán)境讓古DNA難以保存，百萬(wàn)年前的生物遺傳信息早已在歲月中分解。

猿人

還有就是，早期群體遺傳學(xué)工具的時(shí)間分辨率不足，最多只能回溯30萬(wàn)年內(nèi)的人口動(dòng)態(tài)，對(duì)于更早的“中更新世轉(zhuǎn)型期”，始終無(wú)法觸及。

此前科學(xué)家只能靠推測(cè)，認(rèn)為這一時(shí)期人類(lèi)可能經(jīng)歷了小規(guī)模遷徙，但始終缺乏實(shí)證支撐。

正是這樣的研究瓶頸，為中國(guó)科學(xué)家的突破創(chuàng)造了契機(jī)。

當(dāng)化石與傳統(tǒng)基因工具難以突破時(shí)，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所的李海鵬團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合華東師范大學(xué)潘逸萱團(tuán)隊(duì)，選擇從“現(xiàn)代人基因”這一特殊“化石”入手。

他們相信，百萬(wàn)年前的生存印記，早已刻進(jìn)了我們每個(gè)人的DNA里。

人類(lèi)進(jìn)化示意圖

中國(guó)團(tuán)隊(duì)打造的“時(shí)光顯微鏡”

要從現(xiàn)代人的基因中倒推百萬(wàn)年前的種群規(guī)模，絕非易事。

李海鵬團(tuán)隊(duì)花了七年時(shí)間，基于溯祖理論開(kāi)發(fā)出一款名為FitCoal的快速極小時(shí)間溯祖算法，這款工具就像一臺(tái)“時(shí)光顯微鏡”，能從基因變異的細(xì)微痕跡中，還原遠(yuǎn)古人類(lèi)的生存狀態(tài)。

與傳統(tǒng)工具相比，F(xiàn)itCoal有著顛覆性的優(yōu)勢(shì)。

它無(wú)需預(yù)設(shè)人口變化模型，能自動(dòng)搜索最優(yōu)解，避免了人為假設(shè)帶來(lái)的偏差，通過(guò)解析突變頻譜與溯祖樹(shù)分支長(zhǎng)度的數(shù)學(xué)關(guān)系，它將計(jì)算誤差率降至極低，甚至僅用3個(gè)非洲現(xiàn)代人的基因組樣本，就能檢測(cè)到遠(yuǎn)古種群瓶頸的信號(hào)。

猿人

不僅如此，它還突破了此前40萬(wàn)年的時(shí)間尺度限制，首次將人類(lèi)演化研究的觸角延伸到百萬(wàn)年前的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折期。

為了驗(yàn)證算法的可靠性，團(tuán)隊(duì)做了大量嚴(yán)謹(jǐn)工作，他們分析了來(lái)自“千人基因組計(jì)劃”和“HGDP-CEPH基因組計(jì)劃”的50個(gè)現(xiàn)代人群數(shù)據(jù)，兩組獨(dú)立數(shù)據(jù)竟得出驚人一致的結(jié)果。

93萬(wàn)年前，人類(lèi)祖先的種群規(guī)模暴跌98.7%，僅存約1280個(gè)繁殖個(gè)體，隨后，他們還深入非洲南部部落進(jìn)行實(shí)地采樣驗(yàn)證，確保模型在不同人群中都能穩(wěn)定發(fā)揮作用。

這種兼具嚴(yán)謹(jǐn)性與創(chuàng)新性的研究路徑，正是中國(guó)團(tuán)隊(duì)能在人類(lèi)演化研究中取得顛覆性成果的核心原因。

猿人

93萬(wàn)年前的“地球生存考試”

是什么讓人類(lèi)祖先走到了滅絕邊緣？中國(guó)團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)合古氣候數(shù)據(jù)，還原了一場(chǎng)驚心動(dòng)魄的“地球浩劫”。

約93萬(wàn)年前，地球正經(jīng)歷“中更新世氣候轉(zhuǎn)型”，這場(chǎng)由地球軌道偏心率變化引發(fā)的災(zāi)難，徹底改寫(xiě)了人類(lèi)的生存環(huán)境。

當(dāng)時(shí)，地球軌道偏心率的微小變動(dòng)，導(dǎo)致赤道與極區(qū)間的日照輻射量重新分配，北半球冰蓋面積在短短三千年內(nèi)增長(zhǎng)了近一倍，全球平均氣溫驟降7-8℃。

北極冰川

非洲大陸的濕潤(rùn)季風(fēng)系統(tǒng)徹底崩潰，曾經(jīng)滋養(yǎng)人類(lèi)祖先的稀樹(shù)草原面積縮減60%以上，大片土地變成干旱的荒漠。

肯尼亞圖爾卡納湖的巖芯樣本記錄下了這場(chǎng)災(zāi)難的細(xì)節(jié)，氣候轉(zhuǎn)型期，淡水硅藻化石數(shù)量銳減，耐鹽藻類(lèi)形成的紅色條紋鋪滿(mǎn)湖底，水體鹽度飆升至現(xiàn)代死海的1.5倍，碳酸鹽礦物結(jié)晶的紋路，揭示出湖泊反復(fù)干涸與咸化的死亡循環(huán)。

圖爾卡納湖

對(duì)于當(dāng)時(shí)以直立人為主、工具簡(jiǎn)陋的古人類(lèi)來(lái)說(shuō)，這場(chǎng)災(zāi)難無(wú)疑是一場(chǎng)“生存考試”。

他們被迫退守到零星的綠洲，群體間的交流頻率下降，近親繁殖導(dǎo)致的遺傳負(fù)荷達(dá)到峰值。

中國(guó)科學(xué)家通過(guò)基因分析發(fā)現(xiàn)，正是這段極端環(huán)境，讓人類(lèi)祖先的種群規(guī)模降到了千余人的谷底，這個(gè)數(shù)字，比當(dāng)今許多瀕危物種的個(gè)體數(shù)量還要少。

猿人

人類(lèi)的絕地反擊

面對(duì)近乎滅絕的絕境，人類(lèi)祖先沒(méi)有屈服，中國(guó)團(tuán)隊(duì)的研究通過(guò)基因與考古證據(jù)的結(jié)合，還原了他們令人驚嘆的“絕地反擊”之路，而這些智慧的印記，至今仍留在我們的基因里。

埃塞俄比亞博里遺址出土的80萬(wàn)年前黑曜石工具，原料運(yùn)輸距離達(dá)130公里，這意味著不同部落間已形成原始貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)，共享稀缺資源。

基因研究還發(fā)現(xiàn)，控制前額葉皮層發(fā)育的SRGAP2基因在此時(shí)期發(fā)生關(guān)鍵突變，使人類(lèi)的工作記憶容量擴(kuò)展，群體決策效率實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。

坦桑尼亞萊托里遺址的足跡化石更直觀，人類(lèi)開(kāi)始以20-30人的協(xié)作單元遷徙，這種“移動(dòng)智囊團(tuán)”模式讓環(huán)境信息共享速度提升了好幾倍。

人類(lèi)遷徙

而在西班牙阿塔普埃爾卡遺址的發(fā)現(xiàn)則更加令人動(dòng)容，43具85萬(wàn)年前的海德堡人遺骸中，有一具股骨骨折愈合的個(gè)體，骨骼同位素分析顯示，他在傷后三年內(nèi)持續(xù)獲得高蛋白食物配給。

這種超越血緣的協(xié)作護(hù)理，讓群體死亡率降低，成為人類(lèi)渡過(guò)難關(guān)的關(guān)鍵。

這些從基因與化石中提煉出的細(xì)節(jié)，不僅還原了人類(lèi)祖先的生存智慧，更印證了中國(guó)團(tuán)隊(duì)研究的深度。

猿人相互合作

他們沒(méi)有停留在“種群規(guī)?！钡臄?shù)字上，而是通過(guò)多學(xué)科交叉，讓百萬(wàn)年前的“絕地求生”故事變得鮮活可感。

如今，全球氣候危機(jī)再次敲響警鐘，而百萬(wàn)年前人類(lèi)祖先的經(jīng)歷，恰是最生動(dòng)的啟示，他們靠協(xié)作、創(chuàng)新與適應(yīng)渡過(guò)難關(guān)，如今的我們，更應(yīng)珍視這份刻在基因里的韌性，以科學(xué)與團(tuán)結(jié)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。

人類(lèi)應(yīng)相互合作

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)中國(guó)科學(xué)家通過(guò)FitCoal算法，從現(xiàn)代人的基因中“讀”出百萬(wàn)年前人類(lèi)僅剩千余人的絕境往事時(shí)，我們對(duì)自身起源的認(rèn)知被徹底重塑。

那段11.7萬(wàn)年的生存掙扎，不再是模糊的傳說(shuō)，而是有基因、化石與氣候數(shù)據(jù)支撐的真實(shí)歷史。

面對(duì)當(dāng)下的全球挑戰(zhàn)，這段刻在基因里的往事，便是祖先留給我們的“啟示錄”。

正如中國(guó)科學(xué)家在研究中所揭示的，人類(lèi)的存續(xù)從來(lái)不是運(yùn)氣，而是一代代人用智慧與團(tuán)結(jié)書(shū)寫(xiě)的奇跡。

這份奇跡，需要我們繼續(xù)守護(hù)，也值得我們永遠(yuǎn)銘記。

信息來(lái)源：93萬(wàn)年前人類(lèi)祖先僅剩千余人？人類(lèi)自古就是命運(yùn)共同體！
新華社新媒體 2023-09-07

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