人类多样性的非洲之根

人类并不像人们常说的那样，起源于非洲某一地区的单一祖先群体。相反，我们的非洲祖先在形态和文化上是多样化的，分布在整个大陆。

 

马克斯·普朗克人类历史科学研究所：2018年7月11日发表

 

中文翻译：GeneGamma 

 

 

由英国牛津大学博士后埃莉诺·斯凯里博士(Dr. Eleanor Scerri)和马克斯·普朗克人类历史科学研究所(Max Planck Institute for the Science of Human History)的研究人员领导的一个科学联盟，发现分散在非洲各地的人类祖先，在很大程度上，被多种多样的栖息地和不断变化的环境分界线所隔离。比如森林和沙漠。几千年的隔离造就了人类形体上惊人的多样性，最终混合塑造成我们现如今的人种。

虽然人们普遍认为我们人类起源于非洲，但很少有人关注我们在非洲大陆上是如何进化的。 许多人认为早期人类祖先起源于一个单一的，相对较大的祖先群体，并或多或少随机地交换了基因和技术，比如石头工具（stone tools）。本周发表在《生态学与进化趋势》(Trends In Ecology and Evolution)的一篇论文中，这一观点受到了挑战，不仅是对骨骼(人类学)、石头(考古学)和基因(群体基因组学)方面的，而且是对过去30万年来非洲气候和栖息地新的和更详细的重建。

来自非洲北部和南部的中石器时代工艺品

埃莉诺·斯凯里博士说到：“石头工具和其它史前人造物（artifacts）—通常被称为物质文化（material culture）—在空间和时间上都有显著的聚集分布。”埃莉诺·斯凯里博士是马克斯·普朗克人类历史科学研究所和牛津大学的研究员，也是这项研究的主要作者。“虽然整个大陆都在走向更复杂的物质文化，但这种“现代化”（modernization）显然不是起源于一个地区，也不是在一个时期发生的。”人类的化石也讲述了类似的故事。“当我们观察过去30万年前人类骨骼的形态时，我们会发现在不同的地方、不同的时期，古代人和现代人的特征混合在一起”，克里斯·斯特林格（Chris Stringer）教授说道，他是伦敦自然历史博物馆的研究员和这项研究的合著者之一。“与物质文化一样，我们确实看到了整个大陆趋向现代人类形态，但在不同的时代，不同的地方出现了不同的现代特征，一些古老的特征直到最近才出现。”

一致的基因。“我们很难将我们所见到生活在非洲的人类遗传模式，与在过去1万年前、同属一个祖先的人口的非洲人骨骼中，提取出DNA相调和。”马克·托马斯（Mark Thomas）教授说道，他是伦敦大学学院的遗传学家和这项研究的合著者之一。“我们看到的迹象表明，在过去非常深的地方，连通性（connectivity）降低了，一些非常古老的遗传谱系，以及单一种群难以维持整体多样性水平。”

头颅形状从细长到球状的进化变化。后者通过小脑的扩张和顶骨的突起在智人谱系进化。左头颅：(约3万年前，非洲)，右头颅:(约9500年前，黎凡特地区)。

一种生态、生物和文化的拼凑物

为了了解人类形态为何如此细分，以及这些划分是如何随着时间而变化的，研究人员研究了非洲过去的气候和环境，这些气候和环境提供了一幅不断变化、通常是孤立的宜居地带的景像。今天非洲许多最不适宜居住的地区，如撒哈拉沙漠（Sahara），曾经是湿润和植被茂盛的（wet and green），湖泊和河流交织在一起，还有丰富的野生动物。同样的，今天一些湿润的热带地区，过去却曾经是干旱地区。这些变化的环境驱使（drove）动物群落的细分，许多撒哈拉以南的物种在它们的分布上也表现出类似的系统发育模式（phylogenetic patterns）。这些可居住地带的不断变化，意味着人类将经历许多隔离循环，这将导致当地适应和发展为独特的物质文化和体格形态（biological makeup），接着是基因和文化上的混合。

遍布非洲的各种化石、工艺品和环境表明，我们的体格形态是在一群生活在非洲大陆的，具有相互联系的群体之间产生的，他们的连通性随着时间而改变。

“这些来自不同领域的融合证据，强调了在人类进化模型中考虑人口结构的重要性。”合著者之一，法国图卢兹CNRS和葡萄牙里斯本古尔本基安研究所的路内斯·奇希博士说到。“这种复杂的人口细分历史，导致我们对古代人口规模变化的现有模型提出疑问，也许可以将一些旧的瓶颈重新解释为连通性的变化”他补充道。

“非洲人类的进化是多地区的。我们的祖先是多种族的。并且我们的物质文化发展也是多元的”埃莉诺·斯凯里博士说道。“我们需要观察非洲的所有地区，来了解人类的进化。”

 

译者简介：东夷苗裔，伽马3后人

附原文：

PUBLIC RELEASE: 11-JUL-2018

Our fractured African roots

Humans did not stem from a single ancestral population in one region of Africa, as is often claimed

MAX PLANCK INSTITUTE FOR THE SCIENCE OF HUMAN HISTORY

A scientific consortium led by Dr. Eleanor Scerri, British Academy Postdoctoral Fellow at the University of Oxford and researcher at the Max Planck Institute for the Science of Human History, has found that human ancestors were scattered across Africa, and largely kept apart by a combination of diverse habitats and shifting environmental boundaries, such as forests and deserts. Millennia of separation gave rise to a staggering diversity of human forms, whose mixing ultimately shaped our species.

While it is widely accepted that our species originated in Africa, less attention has been paid to how we evolved within the continent. Many had assumed that early human ancestors originated as a single, relatively large ancestral population, and exchanged genes and technologies like stone tools in a more or less random fashion.

In a paper published in Trends in Ecology and Evolution this week, this view is challenged, not only by the usual study of bones (anthropology), stones (archaeology) and genes (population genomics), but also by new and more detailed reconstructions of Africa's climates and habitats over the last 300,000 years.

One species, many origins

'Stone tools and other artifacts - usually referred to as material culture - have remarkably clustered distributions in space and through time,' said Dr. Eleanor Scerri, researcher at the Max Planck Institute for the Science of Human History and the University of Oxford, and lead author of the study. 'While there is a continental-wide trend towards more sophisticated material culture, this 'modernization' clearly doesn't originate in one region or occur at one time period.'

Human fossils tell a similar story. 'When we look at the morphology of human bones over the last 300,000 years, we see a complex mix of archaic and modern features in different places and at different times,' said Prof. Chris Stringer, researcher at the London Natural History Museum and co-author on the study. 'As with the material culture, we do see a continental-wide trend towards the modern human form, but different modern features appear in different places at different times, and some archaic features are present until remarkably recently.'

The genes concur. 'It is difficult to reconcile the genetic patterns we see in living Africans, and in the DNA extracted from the bones of Africans who lived over the last 10,000 years, with there being one ancestral human population,' said Prof. Mark Thomas, geneticist at University College London and co-author on the study. 'We see indications of reduced connectivity very deep in the past, some very old genetic lineages, and levels of overall diversity that a single population would struggle to maintain.'

An ecological, biological and cultural patchwork

To understand why human populations were so subdivided, and how these divisions changed through time, the researchers looked at the past climates and environments of Africa, which give a picture of shifting and often isolated habitable zones. Many of the most inhospitable regions in Africa today, such as the Sahara, were once wet and green, with interwoven networks of lakes and rivers, and abundant wildlife. Similarly, some tropical regions that are humid and green today were once arid. These shifting environments drove subdivisions within animal communities and numerous sub-Saharan species exhibit similar phylogenetic patterns in their distribution.

The shifting nature of these habitable zones means that human populations would have gone through many cycles of isolation - leading to local adaptation and the development of unique material culture and biological makeup - followed by genetic and cultural mixing.

'Convergent evidence from these different fields stresses the importance of considering population structure in our models of human evolution,' says co-author Dr. Lounes Chikhi of the CNRS in Toulouse and Instituto Gulbenkian de Ciência in Lisbon.'This complex history of population subdivision should thus lead us to question current models of ancient population size changes, and perhaps re-interpret some of the old bottlenecks as changes in connectivity,' he added.

'The evolution of human populations in Africa was multi-regional. Our ancestry was multi-ethnic. And the evolution of our material culture was, well, multi-cultural,' said Dr Scerri. 'We need to look at all regions of Africa to understand human evolution.'