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吴新智院士:现代人类进化很多疑点待解

2019/9/30 11:27:00 移动版

吴新智院士:现代人类进化很多疑点待解

吴新智院士:现代人类进化很多疑点待解

据网易科技《科学大师》栏目(采访 章剑锋、崔玉贤/撰文 章剑锋):“这个是中国自己的,这个是法国的,这个是非洲的,这是德国的,那个是希腊的。”

盛夏的早上,在中科院古脊椎动物与古人类研究所里,对着茶几上一溜儿人头骨化石模型,中国科学院院士、中国科学院大学教授吴新智向网易科技《科学大师》记者介绍它们的来源,如数家珍一般。

虽然都是复制品,但不少也需要与国外真品原件的持有者进行知识产权交换,“我们给他一点什么,他给我们一点什么。我们有原件,他需要,我们可以给他(模型)。他有原件,他给我们模型。”

在吴新智院士面积不大的办公室里,景象特别:靠墙立着一副真的人体骨架,其他的椅子上、桌子上、壁柜里,到处可见人头骨模型,直观地标示着他的专业身份——古人类学家。

自从1961年涉足古人类研究,吴新智在这一领域浸淫半个世纪之久。他是目前国际上有关现代人类起源两大假说之一——“多地进化说”的三位代表性科学家之一。早在上世纪80年代,他即和国外的合作者共同提出“多地进化说”,与现代人类起源于非洲的“夏娃说”旗鼓相争。

最开始,他的现代人多地起源假说并不占有什么优势,因为夏娃说是呈压倒性的主流观点——学术界相信,现代人类都是20万年前非洲大陆一位妇女的后裔“夏娃”。作为少数派,要想挑战夏娃说,面对的压力是可以想见的,“很少有人信”。

但是情况渐渐发生了变化,出现了更多不利于夏娃说而能够支撑多地起源说的资料和依据。“不断地涌现,不断地涌现,不断地涌现”,吴新智反复说道。

到2010年,全球顶尖的权威学术刊物美国《Science》(科学杂志)登了一篇研究根据丰富得多的论文,支持吴的结论,更让吴新智眼前一亮,大感振奋。

对峙多年之后,关于现代人类的起源,在当前的国际学术界形成了两种假说并存的现状——同化说又替代了夏娃说,其主张,非洲变成了现代人类“主要”的起源地,而不再是“唯一”起源地。

出生于1928年的吴新智,今年已经91岁了,耳聪目明,身体健朗,每周都要到办公室里坐班。他有一套为自己定制的养生食谱,早、中、晚三餐的食材怎么搭配、数量怎么控制,定时定量,细致入微,极为注意。

“我老伴在的时候,要照顾她,就没有工夫来琢磨这些事儿。她去世以后,缓过劲来,我一想,我应该好好地活着。”吴新智说,原来他很灰心,觉得自己生前是不可能看到多地起源假说能够有拨云见日的时候了,只愿望死后能被证实,没想到后来还能够柳暗花明见春色,“所以这样就希望能够更多一点(时间),能够更看到进一步被证实。”

现代人是“非洲夏娃”的后代,是一种假说


《科学大师》:目前有关现代人类的起源,在学术界的各种说法和主张都不是定论,对吧?

吴新智:对。一般都是假说。科学进展就是这样的。开始的时候是我有一个想法,后来就搜集证据来证明,证明多了以后,我就把这些零零碎碎的想法组织到一块,就编成一个比较完整的故事,那么这就是假说了。

我这个假说是不是真的,当然我希望它是真的,但是也不一定。那么我要等待更多的(验证)。或者否定我,或者赞同我。后来,赞同我的多了以后,很多人都相信(我的假说),这个够资格了,那么这就是定律了。

《科学大师》:曾经被视为唯一正宗的现代人类起源于非洲的“夏娃说”是怎么回事?

吴新智:其实最先推断现代人最早祖先是非洲的一个妇女,是遗传学家在1987年提出来的。三位美国遗传学者分析了148个胎盘线粒体的DNA,发现祖籍非洲的妇女的线粒体变异特别大,就是花样特别多,亚洲或欧洲或大洋洲的妇女胎盘中的线粒体,变异都比非洲的少。变异越多就意味着传代次数越多,他们根据研究所得的非洲的变异数,计算出在非洲传了多少代,折合时间为大约20万年,而根据现在亚洲人和欧洲人的线粒体变异数,计算出大约只有13万年。

于是他们编出了一个故事:大约20万年前,在非洲突然出现了一个在基因构成上与当时所有人都大不相同的妇女,她生出许多儿女,传下的后代与其他人都不能杂交。她就是最早的现代人——夏娃。后来觉得不妥,又改口说最早出现的是一小群这样的妇女。后来更多遗传学者们对基因作了更多研究,结论都支持这个夏娃假说,认为夏娃的后代在非洲繁衍以后,到了13万年前,走出非洲,到亚洲、到欧洲。可能因为这个结果是根据新技术提出来的,一经提出,便压倒一切,而基于化石的研究,在国外相信“多地区进化假说”的学者处境十分艰难。

1998年起国内有遗传学家们发表论文,主张他们对中国人的基因研究也支持夏娃假说。1999到2002年遗传学家们对大约一万个中国人的Y染色体作了多次分析,一致的结论是: 在距今6万年前与距今18000年前,有一些来自非洲的现代人到达中国,那时的地球处于冰期,中国是冰天雪地,过去在这里生活的人都死光了,于是非洲来的现代人便在这里繁衍成我们中国人唯一的祖先。

实际上,对古环境的研究显示,当时中国的环境是宜居的,旧石器的证据也说明那时候中国的确有原住民。

《科学大师》:既然是科学研究,为什么还有编故事的成份?

吴新智:夏娃假说的基础包含有假设,比如假设研究现代这些活人的DNA可以代表古代人类。这个就不一定了。你现在用活人的DNA来研究历史,只能假定没有变化,假定现代的DNA跟古代的DNA是一样的。那不可能吧?

比如澳大利亚学者发现 ,大约四万年前化石的线粒体中有的基因,在现在人的线粒体中消失了,却转移到第11号染色体。而夏娃假说是根据对现在的人基因研究出来的,首先得假定这些资料与古代的一样。澳大利亚学者这篇文献就提醒,那是不一样的,用现在的DNA研究古代的历史是有不确定性的。

其实按照常识也能想到,许多古人在能传代前就死了,他们身上的基因变异就中断了,现在人当中的基因变异只能是这几十万年来能够产生变异的很小一部分,而究竟是多少分之一,谁也无法弄清楚。

在2002年,美国科学院有一个院士叫做李文雄,这个人是华裔,他有一个团队做染色体研究的,结论都说不支持夏娃假说。我特别欣赏他们论文中写的话:一个遗传位点只能记录人类历史的一个小段,只有在对足够多的遗传位点进行研究后,才可望对现代人历史有一些共识,也就是说,目前就根据DNA研究下结论是太早了。

后来德国莱比锡人类进化研究所对尼安德特人DNA基因组的40%的材料都做出来了。他们发现,有的基因跟现代活人的一样,尼安德特人跟现代活人之间的基因杂交有1%到4%。他们后来就在2010年美国的《Science》杂志上发表了尼人基因组的草图,报道了这些成果。这是一个转折点。

因为夏娃假说的核心基本点之一,是非洲出现的现代人,到亚、欧之后,从未接受当地古老型人类的基因(尼人是这些古老人类的一种),后来当地原住民绝种了,非洲现代人开始普遍繁衍并取代了他们。2010年这一论文给予它致命的一击。随着分析基因组的成本越来越低,2014年,遗传学家又发现在一千多名现代人中,分别有尼人基因的30%和20%。

《科学大师》:也就是说,目前这个夏娃说并不是全球学界一家独大的主流假说?

吴新智:现在夏娃说不仅不是一家独大,而且已经退出历史舞台,因为站不住了。原来相信夏娃说的人,也不再否定我们中国的北京猿人和中国别的人类化石,认为他们可能也是现代人的一部分祖先,但是同时也认为我们的祖先主要还是从非洲现代人来的。这就形成了另外一种假说——同化假说。

这个假说的主张是,实际上每一个地方,古老的人对这个现代人(的进化)也是做了贡献的。就是说非洲的人来了以后,把我们原来的人给基因同化了或者叫吸收。这个折中派的主张(同化说),过去信的人不多。其他人要么是信夏娃假说,要么信我们多地进化说,但绝大部分都信夏娃假说。2010年起,夏娃说逐渐退出历史舞台,原来的人退而改信同化说了,(他们)说非洲是现代人主要起源地,不是唯一起源地,这个可能符合欧洲的历史,但与中国历史不符,中国现代人主要起源于本土。

我们争论的是现代人的起源,而不是更久远的事。在两百万年前,比它更早,那一时期的人类化石只有在非洲发现过,非洲以外没有。因此世界上所有的人、所有的学者,包括我在内,都相信在大约两百万年前或者180万年前,古人类是从非洲走出来,到亚洲、到欧洲。在那以前,欧洲、亚洲没有人的。这叫人类起源。

《科学大师》:这有点不可思议,地球这么大,怎么会只有非洲大陆一个地方有最早人类的火种?

吴新智:科学只能就事论事,就看现有的证据能说什么、最大的可能是什么。所以现在大家在共识上,认为最大的可能是这样。明天有新的证据出来,我们再说明天的事儿。

多地进化说还没被“棺材钉子”钉上

《科学大师》:您和其他几位外国同事共同提出多地进化说,事实上比夏娃说还要早,这个假说又是基于什么发现而提出?

吴新智:上世纪60年代后,许多古人类学家都认为,现代人的起源地,最早起源于近东地区,就是现在以色列人和巴勒斯坦人生活的地区,由此扩散到世界各地。1976年以前,中国发现了不少时间介于北京猿人和现代人之间的人类化石,我发现中国的人类化石具有一系列共同特征,比如上门牙呈铲形,颜面扁平、低矮,眼眶多是成长方形,颧上颌脊弯曲等,表现其间有连续性。而非洲和欧洲的人类化石,大多颜面向前突出。现在的欧洲和非洲人的上门牙,分别只有5%和10%是铲形的,与中国的情况不同。我的两位合作者Wolpoff(沃尔波夫)和Thorne(桑恩)在此前发现印度尼西亚的古人类化石,与其后的澳大利亚土著人在形态上也表现出连续性。

我们认为现代人起源只在近东起源的假说与东亚、东南亚、澳大利亚,乃至欧洲化石的新研究成果不符。交流之后决定合作准备一个现代人起源的假说,他们在美国申请 经费,我1983年在美国呆了半年,1984年我们三人联名发表了“多地区进化”假说。从化石证据来看,中国现代人类是以连续进化为主, 与外界的基因交流为辅。

《科学大师》:多地进化说提出后,您面临的压力是什么?

吴新智:利用DNA技术研究现代人起源以后,在国外跟我同样观点的同事,想要取得研究经费也很困难了。 因为全世界都说我们是错的,DNA一派的是对的。

对我个人来讲,没什么压力。为什么呢?1998年,我已经70岁了,我可以回家里养老了。我主要是怕我们这个学科受到影响。因为像在美国,基金委不支持。我们中国要不支持的话,我们这帮年轻人,他们的工作的经费从哪来啊?所以我就要奋力抗争啊。

但是实际上,我是多虑了,并没有受到影响。我们的政府领导、基金委的领导并不受这个影响。虽然一开始我的抗争还不是太有效,因为那时候我们的材料依据少,外边的材料依据也少。到后来2010年以后,以德国莱比锡人类进化研究所为代表的一批国外研究结果公布之后,那才可以说翻身了。

我们的研究工作,现在科技部专门给钱,中国科学院还另外给钱。此外,基金委也可以给钱。我二十多年前出国,国家给我们的零用钱,一个月30美元。出国开会,食宿交通费都是外国人给。现在这些年轻人动不动就出去开会,国家给的钱比那时候富余得多了。

《科学大师》:在2010年之后,关于现代人类起源的研究,又有过一些什么样的进展?

吴新智:我们还有的证据就是石器,古代人用石器,按照现在来讲,是330万年前开始,都是用一块石块敲打另一块石头打出尖刃,能用就行,这种技术叫第一模式。后来到170万年前,人们不满足于这样,打到两边对称的,挺漂亮的,这叫手斧文化。以这种石器为代表的,当然还有别的很不规则形的。这叫第二模式。后来在20万年以前,出现第三模式,那么就更精致了,有更多讲究了。第一模式330万年,第二模式170万年,都是在非洲出现的。第三模式,在非洲出现,又传到了欧洲。

而我们中国的石器呢,170万年以前就有了,但是一直是第一模式,其他模式很少。而且时间比较晚,比那边出现晚得多。所以中国的石器也说明了,中国这里的人是一脉相承的。因为要是从那边过来的话,就不会是这样的。如果说真的是这帮非洲人到了中国,完全取代或者是大部取代原来中国人的话,那么用的石器应该是第三模式的。

2017年我跟我的同事发表了一篇文章,就统计了中国100多个石器地点,都是比较晚的,13万年以内的,或者是13万年的,这些石器都是有同位素年代测定的。这里头,6万年前基本没有第三模式。所以你说中国现代人是从那边过来的,不管是大部取代还是全部取代,都不可能,非洲现代人大部取代中国原住民的假说与事实不符。

2017年前后发表的许昌古人类化石的论文,都提供了尼安德特人的基因流到中国的形态证据。而同年又有报道在北非的Jebel Irhoud 一个新出土的人类头骨化石的研究,多变量统计分析的结论是与现代智人很接近,可以认为是现代智人的早期成员,而其年代为大约30万年前。现在很多人不再提现代人开始于20万年前的说法了(夏娃说的起始时间)。

所以新材料新发现层出不穷,到现在,多地区进化假说还没被棺材钉子钉上,下结论下得太早了。

人类是不是古猿进化来的,也还没有定论

《科学大师》:我们人类是由古猿进化过来的,这也是一个假说么?

吴新智:在某种意义上讲也是一个假说。为什么呢?现在就没有发现到一个古猿,说它的直接后代就是人了,没有发现一个所谓最早的600万年前的人上一代就是某个古猿,没有这样的证据。

人类起源于古猿的假说,为什么会出现呢?开始的时候生物进化学家什么都不知道,后来逐渐有一些可能的证据了,到达尔文的时候,就说人总得有个祖先吧,是谁呀?达尔文研究物种起源后说,反正是在动物里头。大家都相信了。相信了以后,那么就在现在的动物里找吧,不要在植物里找了。动物里找,青蛙像不像?不像。马像不像?不像。找了半天,就是现在的猿、黑猩猩、大猩猩和人最像了,于是认为人类起源于古猿。就是这么来的。这就叫间接的证据。

《科学大师》:没有直接的证据对吧?

吴新智:后来就有人又做了生物化学构成分析,一看也是,人也就跟这个猿比较接近。后来又做DNA了,黑猩猩的DNA也分析,大猩猩的也分析。中间就有几个候选。有人讲黑猩猩不是,猩猩才是。他也有理由,从解剖学上讲,黑猩猩跟人怎么怎么不同,猩猩跟人怎么怎么相同。所以不是说每个人都相信是黑猩猩,有人就说是猩猩。都是间接证据,没有直接证据。亚洲西南部土耳其和欧洲东南部希腊,有几种古猿化石,可能与人的祖先关系最密切。原来我们国家云南的禄丰古猿,在上世纪70年代呼声最高,后来别的地方又发现了更多头骨,就被否定了。

明智的科学家,随时都要准备否定自己


《科学大师》:您曾说,不能一厢情愿 搞研究,要随时都准备好否定自己,为什么这样讲?

吴新智:如果科学家是为追求一时的名利,就会特别在意自己的名利和面子会否受损,怕否定自己。而科学家如果是为追求真理真相,自己的观点能否被认为正确 ,反而不是最重要。归根到底就是,你要追求个人的名利,你会考虑这些东西。你要追求真理的话,那就不在乎这个东西了。

有好多人一厢情愿地拼命坚持自己错的东西,那是因为还不够有经验。像我们这帮老家伙,就知道你这个没有好下场的。为什么呢?因为我自己来纠正的话,我更主动。这次我错了,我没有意识到错了,我坚持,那我没有办法。如果我已经意识到错了,或者认为可能有些错误的苗头的话,我自己赶快去找证据来否定我自己。与其让你来否定,还不如让我自己否定,还显出我的本事大呀。

《科学大师》:您有否定过自己吗?

吴新智:有啊。比如说,有一个丽江出土的化石,化石上有一个牙齿,它有一个小的尖,这个小尖叫卡氏尖,我在书上看到,这个在欧洲白人里面比较多,在中国的化石上没看到过,所以我曾经有一篇论证多地进化假说的文章就写过,把卡氏尖就给放进去了,说这是从欧洲来的基因的。但是后来发现,中国的化石上虽然没有,中国现代的活人身上是有的。所以那不就错了吗?错了就错了。这一点,我不知道,也没有什么寒碜的。人家用DNA研究现代人起源,过去出现的错误,不多的是吗?

《科学大师》:那怎么避免错误呢?

吴新智:我的经验是,不能以偏概全,不能只看自己的学科,要联系其他有关学科的资料来考虑(“左顾右盼”),看看有关学科的资料与你相信的假说能否“摆得平”, 有无矛盾之处。人们思考的客观依据(证据)总是很不够,个人的思维能力总是有局限,谁也不敢说就不可能出问题甚至出错。只能尽量收集尽可能多方面的证据,客观地思考。我不光从化石上要收集证据,就是石器,我也要收集证据。古环境,我也要收集证据,甚至在DNA上,我也要收集证据。

北京人头盖骨是怎么失踪的?


《科学大师》:您年轻的时候也参与过周口店遗址的发掘工作,和老一辈古人类学家裴文中共过事,据您所知,解放前北京人头盖骨的失踪,是怎么一回事?

吴新智:本来这个头盖骨化石发掘出来以后,运到北京协和医院,当时协和医院是美国的领地,他们就在研究。后来抗日战争发生,因为日本跟美国的摩擦,逐渐逐渐,他们就谈不拢了,大家都预料到要打起来了。

这时候就商量了。一说运到重庆去,但路途遥远,关山险阻,中间又是火线,这个办法也不保险。运到美国去,这还是个办法,但是历史上有一条中美协定——因为是美国洛克菲勒基金会出钱,挖出来以后给美国人研究,中国人没有资格研究的。那我们都认了,谁让我们没有钱呢。但是这个东西是我们中国的,不许带出中国。当时的北洋政府还是有这个骨气的。

抗战爆发,基于局势考虑,中美双方达成共识,暂时将北京人头盖骨运去美国避难。美国人提出申请后,等待当时重庆政府书面的正式文件批复。这样一来一去,耽误了时间,就那么巧,美国人这边要是早运走了,就没问题了。就到那一天装了箱了,交给美国海军陆战队,海军陆战队看到要打起来了,准备要走了,就作为他们的行李,就放到他们的火车上,就拉到秦皇岛,那边美国派军舰来接。

这时候就遇到珍珠港事件。就在这个半道上,在北京到秦皇岛这个路上,这时候那边打起来了,然后这帮美国兵都做俘虏了。一做俘虏,他们就带自己随身的行李就顾不了,就扔那边了。这以后,实际去向谁都不知道了。谁爱怎么想,就怎么想。

做科研,有时候也需要运气

《科学大师》:您和裴文中、贾兰坡等先生共过事,当时大家是什么样的状态?

吴新智:那时候做这个工作都很不容易,野外调查,吃不少苦。我年轻一点的时候,每年有四个月时间要在外边跑。我也是跟裴文中一块出过野外,广西柳城巨猿洞,90米高,要爬到上面去,得绑住杉槁往上攀爬。他又胖,爬不动,怎么办?就是人家托着屁股(往上爬)。他还要上去看。

贾院士,1963年我有一次跟他出过差,那时候他也55岁了,他比我大20岁。我们这些年轻人哪能跟一个老头儿慢慢地走啊,太阳又那么大,赶快走到目的地,找一个阴凉地方去等他。我们在前面走,他就在后面跟着,当地的人陪着,还得走到那去。我们都歇了好半天了,他才来。那比我们现在艰苦多了。

《科学大师》:裴文中发现北京人头盖骨化石,他的地位应该很高吧?

吴新智:他学地质,知识面很广的。当时大学刚毕业,是1927年毕业的吧,他比我大24岁。他大学毕业也很惨的,找不到工作,怎么办呢?他教授就让他打短工,去做三叶虫标本研究,研究出来,写一篇文章,就给他点钱。

做完了以后,又没活了,怎么办?后来教授想了一下,因为这个小伙子还挺能干、挺好的。周口店当时的伙食没人管账,那叫他去管账。当时也没有多少账,他就到工地去跟着大家一块发掘、做研究。1929年那一年,在周口店负责的杨钟健(古生物学家)跟着外国人到山西去考察了,工地没有人负责,只有他是大学毕业生,他就管上了。他就运气好,可能快要结束了,弄出北京人化石来了,还是个人运气不一样嘛。

《科学大师》:那也就是做科学研究,还是有运气成份。

吴新智:那是当然了,换个词就是机遇。我的机遇就是,如果说没有后面和支持夏娃说的DNA一派发生争论的话,那我也不是现在的我了。

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