人类



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3400万年前环境剧变影响人类起源

人类的起源和进化是科学家一直在不断探索的谜题。近期，有研究发现，发生在距今3400万年前的全球气候剧变中，南极冰盖急剧扩大，海平面急剧下降，森林大面积消失，热带雨林退缩到低纬度地区，干旱开阔的生境急剧扩展，地球由此从大"温室"变成大"冰屋"。由于灵长类动物对温度非常敏感，因此原来繁盛于北美、亚洲北部和欧洲的灵长类近乎完全灭绝。而在非洲北部和亚洲南部仍保留有热带丛林的区域，它们得以幸存。在非洲，狐猴型的灵长类几乎完全绝灭，只有少数小个体种类生存下来，而类人猿的多样性急剧增加。在亚洲，情况恰好相反：狐猴型的灵长类几乎没有受到影响，但类人猿的种类急剧减少，原有的大体型类人猿均已灭绝。受迫于古气候环境剧变的压力，动物演化支系发生了明显的再组织。3400万年前的这次全球气候剧变，强烈影响了灵长类动物的宏演化，使之演化轨迹发生巨大改变，而这一变化直接导致现生类人猿主要支系的产生。最早的类人猿化石出现于4500万年前的亚洲，但在经历了3400万年前的这次全球气候剧变之后，亚洲的类人猿走向灭绝，非洲的类人猿却走向繁盛之路，最终在非洲演化出猕猴和叶猴等旧大陆猴类、各种猿类以及人类。（Science2016，352：673-677）

冰河时代欧亚人群的遗传谱图

冰河时期是人类进化的关键时期，在此期间欧亚人群演化是否具有连续性，是否存在人群重组；距今7000年-45000年间不同区域的古人群具有哪些特点，是否相互关联，各自对现代人群有怎样的遗传贡献？近期，研究者提取和研究了51个末次冰期欧亚不同人群个体的基因组数据，首次揭示了该时段欧亚地区完整的人口动态变化情况，更翔实地绘制出冰河时代欧亚人群的遗传谱图，呈现出史前人类演化的复杂性细节。研究表明：1）早期现代人中尼安德特人的基因含量在很短的时间里下降1.5～3倍。在距今37000年-14000年间，欧洲人群具有很大的连续性，因此尼安德特人的基因含量在很短的时期内下降不能用不同人群混合稀释来解释，很可能是自然选择去除不利于现代人适应环境造成的结果；2）欧洲存在一个早期现代人的重要群体，他们对后期人群影响很大。该地区有些群体在其间消失。这些在不同时空分布的51个个体不仅揭示出各自本身和所在群体的遗传信息，还反映了不同人群的相互关系，并在探讨已知的考古文化体系间的复杂关系方面具有重要作用；3）末次冰期结束后的第一个强烈变暖事件对欧洲人群结构影响很大，那里的人群在距今14000年左右的冰期结束后与近东人群出现了很强的联系。（Nature2016，doi：10.1038/nature17993）

人脑变大的缘由

和其他灵长类动物相比，人类活得更久、生育更多、体脂率更高、消化系统更小，而大脑更大。这些特征都需要更多的新陈代谢，意味着人和猿之间在能量消耗和分配上有显著差异。然而，这些差异背后的机制并不明确。近期，研究者对141名人类每日能量消耗进行了直接测量，同时对所有已知物种的大型类人猿也进行了测量。对数据进行了分析后发现，人类演化出了更快的代谢速率与更高的能耗，每天总能量消耗比黑猩猩和倭黑猩猩高400千卡，比大猩猩高635千卡，比红毛猩猩高820千卡。研究者表示，总能量消耗高出部分中主要来自人类更高的基础代谢率，基础代谢率指的是身体在静止状态下保持身体运转的能量，以千卡每日为单位。基础代谢率更高说明内脏的代谢更活跃。最后，研究者指出人类和其他灵长类动物相比，还演化出了更高的体脂率，并认为这种与更高总能耗的协同演化是为了减轻更高能量需求的风险。（Nature2016，533：390-392）

沂源人研究的新进展

沂源人化石材料发现于上世纪八十年代，包括一件头盖骨和七颗牙齿，早期研究将其归为直立人。电子自旋共振（ESR）与铀系结合法最新获得的古人类在该地点的生存年代约为32到42万年前。近期，研究者详细描述了沂源人七颗牙齿的形态特征，并使用显微断层扫描（micro-CT）技术复原了齿质表面形态信息，使用形态测量量化了齿冠形状、齿尖相对面积和齿沟走向。通过与其他直立人或匠人，以及东亚其他时代古人类和现代人对比，研究发现：沂源人的牙齿形态特征可与北京周口店、安徽和县和巢县的标本归为一类，而与贵州盘县大洞明显区别。在众多形态信息中，沂源人臼齿齿质表面表现出一种由大量附脊和次级沟组成的树枝状结构，这一复杂的齿质表面形态也出现在周口店、和县的臼齿上，但在已经发表的南方古猿、欧洲和非洲中更新世古人类、尼安德特人、现代人中都没有发现。因此，这一结构可能代表的是一种属于东亚中更新世部分直立人人群的独特衍征。为了证明沂源人属于人类，而非猿类，研究者将沂源人与化石猩猩做了大量对比，方法涉及传统形态对比、基于micro-CT数据的齿质表面形态对比、几何形态测量、牙齿磨耗、地域分布。经过系统的对比发现，沂源人与化石猩猩区分明显。值得一提的是，沂源人牙齿树枝状的齿质表面甚至比化石猩猩的同类牙齿更加复杂。该项研究认为东亚中更新世古人类的系统分类要比以前认为的复杂的多，未来的研究将通过综合考虑该地域古人类的形态特点来进一步揭示沂源、周口店、和县这些古人类的演化地位。（JournalofHumanEvolution2016，95：33-54）