【科普】人類起源的「兩次走出非洲」

02-27

如果說現代生命科學的台柱是分子生物學，各位想必還是沒有意見的吧。分子生物學相對於傳統生物研究的優勢一方面是它直指生命信息的本質，另一方面則在於分子生物學的決定性——生命基礎根本上是由物理化學原理決定的。儘管生物體系是難以把握的混沌系統，但對於某些細節我們可以解析得非常透徹，而這些細節也將成為生命研究權威的參照物。

比如說分子鐘。分子鐘的建立是基於DNA的複製的（但是也可以拿RNA和蛋白質分析）。DNA只要複製就意味著出錯的可能性——而在一般情況下，DNA複製的錯誤率是一定的，並且出錯的位點和次數是一個隨機事件。這也就意味著，通過泊松分布等統計學方法，我們可以通過比較兩種生物基因序列（嚴格來說恰恰不是基因序列，而是幾乎不受自然選擇作用的DNA序列）的差異，計算出兩種生物的祖先中斷基因交流（對動物而言就是交配）後獨立進化的時間——好比是兩個人隔一段時間便隨機地向各個方向移動一個固定的距離，我們可以通過他們之間的距離估算他們分開了多久——這也是為什麼這種分析方法被成為分子鐘的原因。

接下來我們就可以切入正題了：為什麼分子生物學不支持多地起源說。證據正是來自生物鐘。Svante Paabo領導的團隊歷經十年，終於從曾被認為是歐洲人祖先的尼安德特人（Neandertal）的化石中提取出了DNA，經過分子鐘分析後，發現尼安德特人和現代智人的祖先在幾十萬年前就分道揚鑣了，根本沒有任何直系進化的關係。

而與此同時，Svante Paabo對世界各地抽取了上百個隨機樣本，通過比對，基因序列的差異小到不能用分子鐘算出祖先分路的時間——這意味著，當今世界上所有人類，同屬於Homo Sapiens這個種，幾乎（注意！）是從同一支祖先進化來的。

但是，差異也不是小到無法分析，在通過對基因多樣性的研究中，研究者們發現，非洲人的基因多樣性太高了——把其它所有大洲的基因多樣性加起來乘以2也比不上非洲。這個事實為什麼能推出非洲起源呢？其實就是一句話：起源地的基因多樣性高，因為物種在擴散前在這裡呆的時間最長，進化變異的時間也最長。

那什麼又是「二次走出非洲假說」呢？又是前面S.P教授的貢獻（因為他最先提出尼安德特人的基因組）。他通過歷史上絕對沒有與尼安德特人發生接觸的非洲人、歐洲人、亞洲人（他用的樣本是中國人）和尼安德特人拿在一起比較，發現非洲人和歐洲人、亞洲人具有明顯的差異，歐亞大陸的人明顯與尼安德特人有更近的親緣——這意味著曾發生過基因交流。根據計算，歐亞大陸的人大概有2.5%的尼安德特人基因。

不只是尼安德特人，2008在西伯利亞發現的丹尼索瓦人（Denisovan）也有類似的現象，只是相對而言比較奇葩：研究人員在歐亞大陸各個人群中都沒有發現Denisovan人的基因痕迹，最後竟然陰差陽錯地在南太平洋的巴布亞紐幾內亞和美拉尼西亞地區的人群中發現約5%的Denisovan基因。

總結一下：目前「兩次走出非洲」的化石證據不足，主要證據來自於分子生物學。假說的圖景是：約100萬年前，人類（人屬各成員）第一次走出非洲，在各地發展出自己的種群。約10萬年前，人類（就是我們智人種）第二次走出非洲，與第一次走出非洲的人類發生有限的基因交流。之後由於目前尚在爭議的原因，第一次走出非洲的人類滅絕了，我們的祖先逐漸擴散佔據了全世界。