人类的非洲祖先如何走遍世界？DNA研究揭秘

CARL ZIMMER

2016年9月22日

晚期智人是在大约20万年前，在非洲某处进化而来的。但是我们这个物种又是怎样遍及世界其他地方的呢？

人类是在一次大移居中涌出非洲，还是在几万年的时间里一波一波地离开那片大陆的？这是人类进化中最大的问题之一，它已经困扰了科学家数十年之久。

现在他们可能找到了答案。

星期三，《自然》(Nature)杂志发表了一系列前所未有的基因分析报告，三个不同研究团队都得出结论，非洲之外所有人类的祖先都可以追溯到5万年到8万年前离开非洲的一批人。

“我觉得三组研究基本上说的都是同一件事，”华盛顿大学的约书亚·M·阿基(Joshua M. Akey)说，他为这个新研究撰写了一篇解释性文章。“我们知道，非洲有多次向外界传播人口，但现在我们可以追溯自己的祖先，把他们归结到同一个来源。”

这三个团队为787人做了基因组测序，获取了每个人极为详细的基因组扫描结果。这些基因组来自全世界数百个土著族群，其中包括巴斯克人、非洲俾格米人、玛雅人、贝都因人、夏尔巴人和克里印第安人等等。

很多遗传学家都认为，较为古老的土著族群的DNA可能对了解人类历史来说更为重要。然而直到如今，科学家才开始为欧洲和中国等人口核心区域之外的少数人做完整的基因组测序。专家们说，新的发现将改变对人类DNA样貌的科学观点，为我们的基因组地图增添丰富的种类。

每个小组的研究者都使用若干基因组，去研究关于人类起源的不同问题，比如人类如何穿越非洲，另一些人又是如何去往澳大利亚。但是他们的目的都是解决人类离开非洲、向外扩张的问题。

20世纪80年代，一组古人类学家与遗传学家开始提出这样一个假设，晚期智人大约是在5万年前一次性离开非洲的。考古地点发现的人类骨骼与工具清楚地表明晚期智人在欧洲、亚洲与澳大利亚洲的存在。

早期DNA片段研究也支持这一观点。这些研究表明，非洲以外的所有人类彼此密切相连，而且它们都属于一棵植根于非洲的基因树上的分支。

然而也有证据表明，至少有些晚期智人在5万年前就已经生活在非洲之外，他们或许是在一批较早的移民潮中离开的。

2011年，哥本哈根大学著名遗传学家埃斯克·韦勒斯勒夫(Eske Willerslev)和同事们发现，有证据表明有些现代人是这批早期移民潮的后裔。

韦勒斯勒夫和他的同事们使用一家博物馆保存的一缕有百年历史的头发，重建了一位澳大利亚土著人的基因组——这是其基因组的首次重建。DNA显示出若干特殊的变体，是欧洲人和亚洲人当中所没有的。

他总结说，这位澳大利亚土著人的祖先是来自另一群非洲以外的人，他们向东方迁移，大约在6.2万到7.5万年前来到东亚。数万年后，另一群独立的非洲人在亚洲与欧洲扩展开来。

仅凭一份脆弱的基因序列很难得出这样重大的结论，所以韦勒斯勒夫决定联络尚健在的澳大利亚土著人，看他们是否愿意参与新的基因研究。澳大利亚格里菲斯大学的遗传学家大卫·W·兰伯特(David W. Lambert)也加入进来，他已经和若干土著人社区会面，商讨进行类似研究。

他们的最新论文也包括了来自巴布亚新几内亚人的DNA研究，这是同牛津大学科学家的合作成果。总的来说，科学家们可以为澳大利亚土著人的83个基因组，以及巴布亚新几内亚人的25个基因组进行测序，而且都比韦勒斯勒夫2011年的研究准确很多。

与此同时，爱沙尼亚生物中心(Estonian Biocentre)的迈特·麦特斯帕卢(Mait Metspalu)领导着一个由98名科学家组成的团队，进行另一项基因组收集工作。他们找来了148个族群作为样本，大都来自欧洲和亚洲，也有一些基因组来自非洲和澳洲。他们以高解析度为483个基因组做了基因测序。

哈佛医学院遗传学家戴维·赖希(David Reich)及其同事们从五大洲收集了第三个基因组数据库。西蒙斯基因组多样性计划(The Simons Genome Diversity Project)由西蒙斯基金会(Simons Foundation)与国家科学基金会(National Science Foundation)赞助，它从142个族群中获取了300个高质量的基因组。

为了研究人类群体基因分离的最古老证据，赖希和同事们对这些数据进行了研究。他们发现，至今在非洲南部生活的狩猎-采集部落科伊桑人(KhoiSan)是在大约20万年前从其他人类当中分离出去的，自从10万年前就与其他种群完全隔离。

早期研究认为，人类生活群体的分裂是在更近期的时间发生的。新发现表明，20万年前，我们的祖先已经发展出现代人类所拥有的若干行为，比如语言。

麦特斯帕卢和同事们对爱沙尼亚生物中心的数据进行了研究之后，得出了一个有些不同的结果。他们对比了不同基因组的大量DNA，旨在研究人类是在多早以前从一个共同祖先那里继承来这些DNA的。

几乎所有如今非洲以外人群的DNA都可以追溯到一个7.5万年前的种群——大概是一群非洲人，他们逐渐离开非洲，定居到世界上的其他地方。这同另外两组科学家的研究结论相吻合。

但在巴布亚新几内亚，麦特斯帕卢和同事们发现，事情有些不太一样。所有人的DNA中的98%都可以追溯到7.5万年前的那群人，但还有2%的DNA更加古老。

有些巴布亚新几内亚人——但在这项研究中的其他族群中完全没有——可能携带了更早一批离开非洲的人群的DNA，他们可能是在14万年前离开非洲的，之后就销声匿迹。

研究者们认为，第二批离开非洲的浪潮——也就是产生了整个世界其余人口的那一批——发生在大约6万年后。巴布亚新几内亚人的祖先与这一批向东迁徙的人当中的先驱们杂交，所以他们的后代携带了与众不同的DNA。

这些人到底为什么离开非洲？科学家们也发现了一些解开这个谜团的线索。

在《自然》杂志的第四篇论文中，研究者们描述了一个地球近期气候与生态历史的电脑模型。它表明，降雨方式的周期性改变为非洲人打开了进入欧亚大陆的通道，为了觅食，他们沿着这一通路迁徙。