尼安德特人“复活”

2022-04-12 08:14:10 | 浏览次数:

2008年,随着尼安德特人声音、面貌的复原和基因组序列绘制成功,20万年前出现在欧洲,4万年前左右消失,然后在150多年前被重新发现的尼安德特人,从昏暗的历史中走了出来。

2008年4月,美国人类学家罗伯特·麦卡锡以5万年前尼安德特人化石为依据,构建了他们的发声器官模型,让沉默了3万多年的尼安德特人再次开口。2008年10月,《国家地理》杂志发表了艺术家和科学家们根据DNA片段,第一次复原的一个尼安德特人女性的照片,她叫“威尔玛”,红头发、白皮肤,身材粗壮,还有些雀斑。

而同年12月,一项更重要的数据面世——德国马普学会的科学家们终于可以将一个尼安德特人的完整线粒体DNA基因组序列绘制出来,这是从1996年开始的提取尼安德特人DNA工程至今为止取得的最大成果。

前两项工作,让人们直接感受到尼安德特人的音容,而最后一项,虽然那密密麻麻的基因组序列没法给人任何直观的感受,但它却是研究尼安德特人历史的最犀利武器。就这样,20万年前出现在欧洲,4万年前消失,然后在150多年前被重新发现的尼安德特人,从昏暗的历史中走了出来,重新站到聚光灯下。

认错了祖先

1856年8月,在德国杜塞多尔夫城附近一个山洞中,尼安德特人被几个采石工发现——其名意为“新人谷中的新人”。有些讽刺的是,这些化石实际比现在欧洲大陆所有人的老祖先都古老得多,他们是与欧洲人血缘最近的原始人。

不过尼安德特人被发现之初,人们并不知道这一点。1856年进化论还没有提出,自然没有人想到这些化石与人类起源的关系;1871年,达尔文的《人类的由来及性选择》发表,人们大惊失色,进而半信半疑地思考,十几年前出土的那些既像人,又像猿猴的化石,是否和“人是从猴子变来的”有什么联系。

随着越来越多尼安德特人化石、生活遗址被发现,人类学家对他们的研究也越来越深入。通过化石骨骼结构分析,他们发现尼安德特人前额低而倾斜,眉峰骨向前突出,在眼眶上形成整片的眉脊,看起来更像猿猴、而不是人类。他们身材矮小,一般只有165厘米,却非常结实,胸肌发达,四肢短粗,这大概是当时严酷的气候和捕获大型猎物的必需。

这些尼安德特人属于早期智人,他们曾经主宰欧亚大陆近20万年,足迹遍布各处——以色列、意大利、英国、法国、俄罗斯甚至蒙古,但在4万年左右突然消失。他们已经会使用石器,还会照顾生病的族人并且埋葬尸体,这些信息使得他们多了一丝“人”味。

逐渐,随着进化论被大多数欧洲人接受,尼安德特人也被普遍接受是欧洲人的祖先。自此,欧洲人对于自己祖先尼安德特人兴趣大增——他们如何生活,如何觅食,相貌如何,又因何消失?有的时候,他们因为外表与人类的差距,被看作陈旧过时之人,因智力不足以应付环境的变迁而灭亡。

事实上,在尼安德特人被广泛认为是欧洲人祖先之时,悖论就隐约存在着——尼安德特人发现后12年,1868年,法国西北部出土了另一种原始人化石,被称为克鲁马农人。他们和尼安德特人外貌明显不同:体形细长,头盖骨较高、圆,四肢较长,身高约有180厘米,他们更像现代的欧洲人。考古学家认为,身高较高说明他们来自一个气候较为温和的地区。

而文化上,他们也更加先进。他们使用的工具更加精细,有磨制石器、骨制工具,甚至有珠子做的装饰品。同时他们还是艺术家,在洞穴墙壁上留下了很多岩壁画。

根据放射性碳元素检测,克鲁马农人兴起于3万到4万年前,而尼安德特人也正是在这些人出现之后销声匿迹,退出了历史舞台。

克鲁马农人是谁?他们和尼安德特人是什么关系?考古学上的线索如同四散的线头,一时没有能够收拢,所以开始人们都只是猜测——也许他们曾和尼安德特人共同统治这片大陆,后来则代替了尼安德特人?

20世纪80年代,分子生物学的研究方法开始用于人类学,科学家通过DNA遗传谱系差异来判断不同人群的亲缘关系,他们发现,地球上的所有晚期智人都起源于非洲,然后扩散到世界各地,而走往欧洲这一脉取代了当时欧洲的原始人。从DNA上看,现在欧洲人普遍拥有一个名为M173的Y染色体变异,由于时间太过久远,科学家的分析也只能确定一个时间段——3万至4万年前,这意味着大多数欧洲人的祖先在这段时间来到西欧,这与克鲁马农人出现的时间一致。

最后,通过分子人类学的研究确定,克鲁马农人是现代欧洲人的祖先,他们属于晚期智人,从非洲迁徙而来,而尼安德特人就是被取代的欧洲原始人。

其实,3万到4万年左右这些“非洲人”并不是第一次探索欧洲,分子人类学家还发现大约在10万年前,晚期智人的祖先就尝试通过中东进入欧洲,当时他们没有尼安德特人强壮,交锋中并没有占到便宜,因此8万年左右,晚期智人退回非洲或者绝种,留下尼安德特人在这片大陆独领风骚数万年。但是当4万年前,晚期智人再次出现在中东时,尼安德特人却要退让了。

种族屠杀还是和平相处

韦尔斯(H. G. Wells)1921年所写的《可怕的人》(Grisly Folk)中描述尼安德特人和克鲁马农人的初次遭遇,克鲁马农人昂首挺胸,在智慧方面显得似乎可以和19世纪开拓殖民地的欧洲人平起平坐;尼安德特人则丑陋、强壮、笨拙,还无法甩掉猿的影子。落后而凶猛的尼安德特人抢走一个克鲁马农人儿童,引起了两族的争斗。

这个故事写在第一次世界大战之后,韦尔斯说“对于尼安德特人来说,这是战火连绵的开端,最后只能以消灭终结。这些可怕的族类逐一被包围和杀死,直至一个不存。”

克鲁马农人和尼安德特人共存的近万年间发生了些什么,是否如小说所言战火纷飞,克鲁马农人对尼安德特人进行了种族灭绝的屠杀吗?

晚期智人的骸骨常有打斗痕迹,说明这个族群不太爱好和平,有不少暴力行为,他们和尼安德特人共存时,冲突在所难免。但是必然不会如殖民时代那样,大批人有组织的面对面冲突。

尼安德特人在西欧最繁盛的时期,人数也没超过1万5千人。当时气候渐冷,严寒使他们难以获得食物,人们生存艰难,也难有精力爆发冲突。因此人们想象中的大规模战斗的可能性是非常小的,大部分尼安德特人可能只在交界处远远看见克鲁马农人。也有可能他们相互驱逐,尼安德特人势力不及克鲁马农人,因此随着克鲁马农人从非洲迁徙到这片大陆,进入中东,尼安德特人不断向西迁徙,生存区域缩小在伊比利半岛、中欧某些独立小区域和地中海南岸,又过了一段时间,渐次消失。

就这样,尼安德特人粗壮的身影佝偻着,渐行渐远,没入黑暗之中。而克鲁马农人则发展得欣欣向荣,他们围猎、采集,分享食物,他们逐渐从洞穴走出,盖了简陋的草房,农业出现,蓄养家畜也开始了,几万年如一瞬,欧洲大地被克鲁马农人改变得面目全非,他们的后代已经有智力及精力来研究消失的尼安德特人的故事。

腿骨的证词

尽管尼安德特人不是现代欧洲人的祖先,但是两人种曾在一片大陆共同生存几千年,尼安德特人和克鲁马农人必定曾经相遇。他们有没有交配过,留下共同的后代?这是人类学家关于尼安德特人最关注的问题之一,作家和大众也常常想象,这两个敌对部落或许有男性和女性偶然相遇,跨越障碍产生后代,或许还发生过遭到族群反对的浪漫故事。

这些“浪漫之事”发生过吗?有些古人类学家相信在一些晚期智人的骨骼化石上,仍保留着早期人类的某些特征,比如美国圣路易华盛顿大学的古人类学家艾里克·特林考斯,他认为某些化石证据可以看出尼安德特人和晚期智人的混合,比如罗马尼亚穆耶里洞穴出土的一块3万2千年之久的颅骨。

但仅从骨骼的外表来进行推测毕竟不够可靠,最好的证明方法是对照二者的DNA——如同亲子验证一般准确无误。不过要做到这一点,必须先获得尼安德特人的DNA,我们显然无法坐上时空机回到古代找一名尼安德特人抽血,幸运的是生物死亡后,DNA并不马上消失,骨骼化石中的DNA可以保存上万年。

但要从尼安德特人的骨头上取一截下来获取DNA也不容易,因为化石都是博物馆的珍贵藏品。不过1996年,德国的考古学家施密兹和遗传学家史旺特·帕博终于成功游说博物馆同意他们割下小块骨头进行研究,一名骨骼处理人员小心翼翼从3万8千年前一名尼安德特人的右臂锯下一小块骨头,重量只有八分之一盎司。

帕博将其交给实验室的一名研究生克灵斯,后者曾经花费三年时间在木乃伊身上提取DNA却没有成功,这次他的实验对象变成了3万8千年前的尼安德特人骨,看起来希望更加渺茫。但克灵斯成功了,他从化石里得到327基对的线粒体DNA顺序,这一顺序和晚期智人很不同,比如线粒体序列16233号位置上,大部分人应该是胞嘧啶,样本却是胸腺嘧啶,16254号位置不是鸟嘌呤,而是腺嘌呤。

这份DNA数据说明,尼安德特与晚期智人在DNA上的差距至少隔了50万年,这和化石记录完全吻合。而他们后来相遇时即使有杂交,也十分稀有,以致在晚期智人的细胞中,很难找到尼安德特人DNA的痕迹。

这可能有多种原因,也许尼安德特人和晚期智人间有生殖壁垒,晚期智人的精子细胞和尼安德特人的卵细胞结合时,染色体无法成列,或者卵细胞表面的化学信号不许对方的精子穿透细胞壁。不过比晚期智人和尼安德特人分隔更久的物种都可以杂交,赤道有两种黑猩猩——黑猩猩和侏儒黑猩猩,他们遗传上的差距达到两百万年,却仍然可以交配产生后代。另一可能是,尼安德特人和晚期智人的混血儿可能因为外貌奇怪而遭到排斥,因而他们的基因无法进入基因库。

但仅以327基对线粒体DNA并不能完全说明尼安德特人和晚期智人没有基因交流。因此帕博领导的科研小组继续努力,希望绘出尼安德特人整个基因组的草图。在2008年8月8日出版的《细胞》(Cell)上,他们公布了一个尼安德特个体的线粒体DNA基因组序列,从这份基因组序列中,仍然没有发现现在欧洲人和尼安德特人有任何基因上的联系。

文化带来优势

为什么尼安德特人消失,而晚期智人却留存了下来?很多考古学家归因于4万年前欧洲的一场技术“大跃进”。

当时晚期智人在制造工具方面先进得多——他们会制造石头与骨头的工具组、身体装饰品,而尼安德特人的石器制品仍然粗糙落后,晚期智人就仿佛带着先进工具的“殖民者”,把技术落后的原住民驱逐出境。

《欧洲末次冰川期的尼安德特人和晚期智人》一书对6万5千年至2万年期间的气候、环境、考古发现进行了综合研究,作者范·安德尔认为,尼安德特人的衰败并非天气的原因,而是由于他们赖以生存的野牛和麋鹿等草食动物的减少,而且不断迁徙,他们必须奋力追赶才能捕获猎物。由于迁徙而来的晚期智人在食物获取上的高效率,尼安德特人能够得到的食物资源也越来越少。

但是,1979年在法国西南部的圣塞赛尔发现了一具尼安德特人骸骨,环绕在他周围的是一组先进得让人不可思议的工具。1996年,德国马普研究所的尚·雅克·胡柏和英国伦敦大学的弗雷德·斯布尔,在法国亚西苏居尔附近一个洞穴中,发现了随尼安德特人头骨一起出土的装饰品,包括有孔的动物牙齿,这种属于“晚期智人”时代的装饰品,本不该出现在尼安德特人的“家中”,某些科学家将这一情况描述为“不合理的巧合”,尼安德特人被代替前的回光返照。不过这其实说明,代替有着更加复杂的原因。

其中重要的一环,是尼安德特人和晚期智人在知识、经验和生活方式上的差距——美国亚利桑纳大学的玛丽·史坦纳和史蒂芬·昆恩认为,晚期智人就是带着一种“文化缓冲物”离开非洲的,比如群体间的分工合作,更有效的狩猎采集方式等。就好像一群懂得水利灌溉、使用风帆在海上航行、用煤油灯照亮夜晚的殖民者遇到原住民。

尼安德特人在猎食中从来没有进行过分工,食物几乎完全依靠捕猎大型动物,没有使用研磨石和其他工具处理植物类食物的证据,这标志着蔬果对于尼安德特人只是次要食物。由于天气寒冷,身体对热量有大量需求,可能使得尼安德特人妇女和孩童也不得不参加狩猎——而尼安德特人遗骨的上肢和颅骨有许多骨折痕迹,也证明了这一点。在狩猎中尼安德特妇女被迫变得强壮而坚韧,但肯定不够,不少妇女和幼儿在狩猎活动中受伤或者丧命。根据人类学家伊斯拉·舒伯特的推算,如果出生率下降1%或者死亡率增加1%,一千年后尼安德特人就会灭绝。

而晚期智人呢,他们的智力水平也许想不到“风险分担”,但他们却使用了。在男人追逐大型动物的时候,女人和小孩采集小型猎物和植物类食物的方式,这种分工使得他们有一个“风险分担方案”,妇女和儿童不必参与危险的狩猎,死亡率降低了,整个族群繁衍生息的能力也便更大。

还有一些考古学家则主张因为晚期智人掌握了语言,晚期智人第7染色体上有个FOXP2基因,这是一个控制语言发展的基因,这种文化优势导致尼安德特人的衰亡。然而马普学会的帕博发现,尼安德特人也有晚期智人所有的FOXP2基因的另一种版本,因此尼安德特人很可能也有语言能力,但它是高度发展还是低级的咿咿呀呀,却无法证实。不过根据美国布朗大学语言学家莫利普·利伯曼提出的解剖学的证据,尼安德特人的发声系统与黑猩猩一样,是一种单道共鸣系统,这种系统的发音能力很差,不能正确和清晰地发出元音。

末解之谜

从进化论诞生,人类的由来提出,到尼安德特人发现,再到人类起源非洲说,现代科学一直在改变着我们对于人类过去的认识。到目前为止,利用古人类化石提取的线粒体DNA基因表明尼安德特人和晚期智人没有发生过通婚,但这一结论并不是决定性的。因为现在测定的仅是在母系遗传的线粒体DNA,来自细胞核的“核细胞”DNA还下落不明。

此外,如果晚期智人与尼安德特人“通婚”的比例很小,晚期智人中的尼安德特基因会随着遗传漂变而逐渐丧失。美国加利福尼亚大学戴维斯分校的人类学教授蒂姆·韦弗在信中这样对作者说:“现在仍然没有办法确信,尼安德特人和晚期智人的祖先完全没有过杂交,因为总有可能有极小的部分的基因可能的因为遗传漂变而消失,但是从化石和DNA的证据来看,即使如果发生过,也是几率非常之小的。”

尼安德特人的研究如同人类学界的“圣杯”,在漫长的过去,尼安德特人究竟扮演了什么样的角色,他们和现代欧洲人的祖先有什么关系?摆放在高高的祭台上的圣杯,仍然在等待后来者。

文/《国家历史》 邸笑飞

编辑/汪鹏

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