第21卷第3期 第四纪研究 Vol 21 2001年5月 QUATERNARY SCIENCES 对21世纪发展中国人类起源研究 的若干建议 吴新智 (中国科学院古脊椎动物与古人类研究所,北京100044) 摘要本文简述170余年来关于人类起源研究的重大发现,我国的重要贡献和潜力在此基 础上对我国未来的工作提出原则性的建议:发现更多人类和有关的化石以及旧石器,并对之 进行深人的研究;构建可信度更高、涵盖面更广的古人类年龄框架;研究古人类与环境的关 系;寻求古人类学与分子人类学在人类起源研究上的协调 主题词人类起源现代人起源中国21世纪古人类学分子人类学 首先我们要简略地回顾人类起源研究的历史和我国的理状,由此总结出什么是这 学科发展的不可或缺的基础和关键,才能提出对今后发展的建议 1人类起源研究的简略回顾 1829~1830年在比利时gs进行的系统发掘发现了人类化石,1848年在直布罗陀也 发现了人类化石,但其重要意义当时都没有为人们所认识。1856年在德国尼安德 lander)山谷又发现类似的化石,被命名为尼安德特人( Homo neanderthalensis),是当时 已知的最早人类,年代不超过01MaB.P.1891年发现了爪哇猿人,但是没有发现石器与 这些化石共存,20世纪60年代以前人类学界一般认为古猿进化到能够制造工具才算变成 了人。因此爪哇猿人是否人类的问题争论了近40年。1929年中国周口店发现了北京猿人 第一个完整头盖骨和石器,1931年这些石器得到古人类学界的承认,于是人类历史的记录 延长到了大约0MaBP.1959年在非洲坦桑尼亚的 olduvai峡谷发现17SMa前的石器, 人类历史的记录又得到延伸。20世纪60年代英国灵长类学家J. Goodall通过对黑猩猩野 外生活的细致观察发现它们也能制造工具.这种能力不是人类所独有的,因此不能作为古 猿变成人的最早标志。人类学界改而采用两腿直立行走作为最先出现的人类特征,于是南 方古猿( Australopithecine)被纳人了人类的范畴。20世纪70年代在埃塞俄比亚发现南方古 猿阿法种( Australopithecus afarensis)化石,包括著名的露西(Luy)骨架。不久又在坦桑尼 亚发现被认为同种生物的脚印化石年代均超过3MaBP.2001年3月MG. Leakey等 报道在肯尼亚图卡纳湖西岸分别于1998年和1999年发现的一具大部完整的3MaBP的 作者简介:吴新智男72岁研究员、中国科学院院士古人类学专业 E-mail: wuxzdq@ mx cel.gov,cn 国家自然科学基金(批准号:49972011)资助项目 000-12-18收稿,200101-18收修改稿 91994-2006ChinaAcademicJOurmalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net
234 第四纪研究 2001年 人类头骨和一块33MaBP的左上颌骨,并且提议命名为 Kenyanthropus platyops(扁脸肯 尼亚人)。其扁脸和小的牙齿使他比南方古猿阿法种更加可能是或接近人属的祖先,1994 年在埃塞俄比亚发现44MaBP的南方古猿始祖种( A. ramidus),次年改为地猿 ( Ardipithecus)始祖种。2000年10月25日起法国和肯尼亚的科学家在肯尼亚 Baring地区 Tugen山陆续发现了属于不同性别的5个人的化石,其中有一根左侧大腿骨,其形态指示此 人能直立行走,至此人类的最早化石记录达到6MaBP 现在非洲已经发现了大量2~4MaBP.左右的人类化石,其他各大洲都还没有发现这 么早的材料,因此人类学界普遍认为人类最可能起源于非洲.20世纪90年代在格鲁吉亚 发现17MaBP的人化石,爪哇莫佐克托( Mojokerto)人类化石所在的地层测得1.8MaB P的新数据,因此一般认为人类在大约2MaBP前走出非洲.我国已在云南、安徽多处,江 苏泗洪,重庆巫山等地发现大约和早于2MaBP的古猿化石,表明东亚的古环境适于人类 生活,因此不能排除发现这样早的人类化石的可能性,值得投入一定力量去寻找。即使发 现不了人类的直系祖先,找到被进化淘汰了的人类近亲的化石还是很可能的。云南的褐 煤层及其他中、上新世地层和早更新世洞穴、土状堆积都是寻找这类标本的很有港力的地 方。事实上在世界各地找到人类远古真正直系祖先的机会都是不大的,古人类学家据以 探讨人类直系祖先的大量信息主要还是来自旁系和近亲的化石,刘东生等就人类起源 于季风区的非洲和亚洲的可能性进行了论述。如果令后我们在中国发现了足够的化石证 据,这种可能性将得到证实,或者将人类走出非洲的旳间提前。近年安徽繁昌发现了根据 伴生动物判断为2~2MaBP的石器,现正在研究中,如果年代和石制品的人工性质最 终得到学术界承认,人类走出非洲的时间将得到提前 以上所述人类如何起源于何地、何时走出其发源地是古人类学研究的两个热点我国 都可能对之作出较大的贡献。解剖学上现代人起源的问题是古人类学研究的另一热点, 是我国最可能作出重大贡献之所在。在时间上从这个热点向前追溯,与人类何时走出非 洲这个热点相衔接,就是早期人类走出非洲到达中国后的经历,也就是人类在东亚这个地 区进化的过程,正是我国古人类学特别应该关注而且潜力最大的领域 关于现代人起源的争论由来已久,最近的高潮是1987年开始的。当时3位美国遗传 学家研究源自各大洲的妇女胎盘的线粒体DNA,发现非洲妇女的变异最多,由此推算出 在大约02MaBP.一个或一群最早的现代人妇女出现于非洲,其后裔在大约013MaBP 走出非洲,在亚洲和欧洲完全取代了原来居住在当地的人类,其后代发展成全世界的现代 人。这个假说被称为“出自非洲说”或“夏娃假说”,从1987年起风行于西方,但是在中国影 响不大。从1998年起我国一些遗传学家总结我国现生人群的DNA,主张出自非洲说也适 用于中国,而且提出夏娃的后代是在大约60000aBP先到华南再到华北,全部取代了此 前生存在中国的化石人类。 但是我国已经发现的人类化石和旧石器却无法支持“夏娃假说”经过70余年,特别 是解放后的工作,我国已发现近70处人类化石地点,其中最早的可能是大约1MaBP的 元谋直立人(俗称猿人),只有两枚门牙,这个年龄是用古生物对比和古地磁测定的,还有 一些争议。材料最丰富的仍旧是周口店的北京直立人。根据已发现的几个完整或残破的 头骨、一些门牙等材料,可以看出我国古人类具有一系列共同形态特征,如面部骨骼比较 3c1942000000srsd
3期 吴新智:对2世纪发展中国人类起源研究的若干建议 235 扁平、颧颛骨额蝶突的前外侧面比较朝向前方、鼻梁较低、眼眶与梨状孔之间不隆起眼眶呈 长方形、其外侧下缘圆钝、颊部骨骼下缘弯曲呈弧形、脑颅最宽处在中三分之一部、额骨有 正中矢状脊、额骨与鼻骨、上颌骨之间的骨缝呈大约水平的弧形、上门齿呈铲形等。这些 特征在境外也有出现,但是出现率远不如在中国。特别是这些特征综合地出现于同一个 头骨的现象在西方更是罕见 在人属的几个进化种中,中国迄今只发现了直立人和智人,两者之间有显明的形态镶 嵌现象,表现在直立人中的是偶尔可以在个别标本上见到一般地只在智人中才具有的特 征,如和县直立人的短的颅形、弱的眼眶后缩狭,高的颞鳞、颅底长轴与颞骨岩部长轴构成 的角接近直角;表现在智人的是少量智人头骨具有被不少人认为直立人独有的个别特征, 如马坝智人头骨有很深的眼眶后缩狭,大荔和营口的智人头骨枕部成角状转折,大荔有粗 厚的眉脊,大荔和许家窑头骨都很厚,大荔资阳和穿洞头骨顶骨后下角部都有角圆枕,早 期智人都有残存的矢状脊,猫猫洞下颌骨有多颏孔等。郧县的头骨无论属于直立人和智 人都表现出显著的镶嵌现象,它们兼有不少“直立人特征”和“智人特征”。共同特征和镶 嵌现象都是连续进化的证据。 另外中国古人类的个别或少数头骨偶尔还具有与大多数中国古人类化石头骨不同而 在西方颇为多见的特征,如郧县头骨鼻梁高耸,大荔眼眶与梨状孔之间骨面的隆起,马坝 眼眶呈圆形、其外下缘较锐利,柳江、丽江和资阳头骨有发状隆起.山顶洞102号头骨颧 骨额蝶突外侧面比较朝向外侧等,这些都很可能是中国与境外人群有少量基因交流的结 果。总括起来可以认为我国古人类进化类似河网状,而不是如以前所认为的简单的阶梯 状。其主要表现是人米的注续法{,附带有与外地区人群的杂交,中国古人类在每个时期 的形态很可能都有相当明显的地区间差异,不同时代的人群之间可以有形态的镶嵌,而不 是直立人与智人并存的局面。可以想象古人群有分有合,也有人群在某个时候绝灭 多达1000余处的旧石器地点清楚地显示出中国旧石器文化从至少1Ma开始在北方 与南方分别都有连续发展的脉络。此外也发现有与境外人群发生过少量文化交流的证 据。无论是人的群体还是其文化,交流都是双向和多次的。中国的古环境研究证实了虽然 第四纪冰期是全球现象,但是并没有在中国的东部和南部大片低海拔地区造成不适于人 类生存的环境,这些从另外的侧面为推测中国古人类的进化提供了更加坚实的依据 经过综合思考,在1998年我们为中国的人类进化提出了“连续进化附带杂交”的新假 说。它有力地支持着现代人起源的“多地区进化说”,而不利于“出自非洲说”,不但得到 考古学而且得到古生物学、古环境研究的支持。 2对未来工作的建议 总结过去一个半世纪研究人类起源和进化的历程,我们深深地感到化石和古人类的 其他遗物是重要的不可或缺的基础,深入的研究工作是取得重要进展的关键。我们在下 世纪的工作中需要特别注意以下几个方面 (1)发现更多化石,更深入地进行形态学研究目前我国人类进化的研究虽然有 了一定的基础和一个粗线条的轮廓,但是还需要发现更多新的化石,填充我国古人类生存 的网点,了解更详细的进化图景。首先要制订出规划,在被认为希望较大的地区进行有计 o1994-2006ChinaAcademicjOumalElectroniePublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net
236 2001年 划的普查。还要加强科学普及工作,使更多的人民群众重视人类化石,使他们在日常工作 和生活中发现化石线索时能及时地将它反映到有关的科研单位以便及时跟踪发掘.。事实 上我国的许多重要化石都是经过这样的途径获得的 为了卓有成效地作好这些工作,需要建设高水平的科研基地。我国在中国科学院内 现有古脊椎动物与古人类研究所,经过70多年的建设,在人员素质图书资料和对比标本 等方面都已具有一定的规模,但是仍旧需要继续提高并补充新的化石模型和出版物,建立 方便科研的标本管理制度,我国幅员辽阔,一个研究所的人力物力毕竟有限,需要发挥地 方文博部门和其他对人类起源研究有兴趣的学术单位的积极性共同作好这项工作。 除了通过常规途径进行宏观研究外,在有条件的情况下还应适当采用新技术新方法 并进行微观方面的探索,包括古病理、古代人食性等方面的研究 (2)同步开展旧石器时代文化的研究在调查、发掘人类化石的同时必然会发现 更多的旧石器时代文化的遗物。为了更深人细致地发掘这些方面的有用信息,深人了解 古人类的行为需要建立石器实验室以及充实对比标本和模型的收藏.发现更多的、更有 代表性的材料以便深入分析每个地点石器类型的特征,其制作技术的特点演变,各个地 点之间以及与境外旧石器文化的关系等等,充分发挥旧石器研与人类由生物学研究之 间的互补性。但是也不要忽视同一体质类型的不同地域的人群既可以有相同或相似的 文化,也可以有非常不同的文化;不同的体质类型也可以具有关系相近的文化。人与文化 的关系往往十分复杂,在利用一方的信息进行有关对方的推论时必须充分考虑到多种有 关的因素 (3)寻求人类古生物学与分子人类学在人类起源与进化研究方面的协调类的 遗传物质十分多样,其进化千差万别,在漫长的进化过程中都遇到过极为复杂的,短期内 很难探明的遭际。目前分子人类学计算出的进化年龄都是建立在对这些遭际的一系列假 定和推理上,这些假定未经证实,有些还明显地不合常理,据之作出的推论有很大的不确 定性。譬如已经发表的用现生人类身体的不同材料进行的分子人类学研究对现代人起源 的时间推算出的年代短的为0MaBP.,长的可达129MaBP.,差距很大,无法判断谁是 谁非。经过最近10多年的研究人们越来越认识到通过分析现生人群的遗传物质来研究人 类的过去,存在太多的问题,近来有人开始从化石中提取DNA用于研究现代人起源但是 由于化石中DNA保存很差,能提取的量十分有限等原因,人们对其实验室结果的解释仍 有很大分歧。但是对每部分遗传物质的研究毕竟都能在一定程度上反映某一个,哪怕是 很小侧面的进化信息,只要能将其局限性和不确定性给以恰如其分的估计,这些信息对于 探讨人类进化能间接地起着一定的作用,因此这方面的研究也是值得进行的。当然应该 避免用局部的数据对全面情况作出过头的推测造成不必要的混乱 (4)构建可信度更高涵盖面更广的我国古人类年龄框架从1972年起我国人 类化石地点有了用同位素测定的年龄数据,20世纪80年代更有了大量的积累。这些数据 使我们得以将我国的古人类作出比过去按地质时代或文化阶段所作的阶段划分更加细致 的时间顺序排列,但是年龄数据越来越多的积累也带来了越来越大的困惑,因为同一地点 出现了相差悬殊的年龄数据,同一地点的上层和下层出现了顺序颠倒的数据等等。大多 数地点都不是在发掘的同时而是在发掘以后才采集测年样品,有的人化石在发掘时的层 91994-2006ChinaAcademicJOurmalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.cnki.net
吴新智:对21世纪发展中国人类起源研究的若干建议 位记录不够细致,有的甚至是当地人员挖岩泥时得到的(如广西柳江新兴农场的人化 石),事后很久,测年人员以伴存动物化石或者估计为化石所在的地层来测定年龄。这种 做法在洞穴特别存在很大问题,因为同一个洞穴常常有成因不同、时代不同的多种堆积, 堆积物的层序很复杂,往往不一定是上新下老。另外我国能用的测年新技术的成熟度、可 信度及适用性又各有各的问题。这些都是导致目前我国古人类年龄数据混乱的原因。为 建立可信度较高的我国古人类年龄框架,最为紧要的是在发掘的同时采集测年样品,力求 保证测年样品与欲测标本在地层上的同一性,用最先进的方法测取数据。对从洞穴中挖 出多年的化石年龄测定则必须慎之又慎,否则可能不仅徙耗人力财力,而且会给科学添 乱。由于化石和与古人类伴存的堆积物都是不可再生的资源,必须对各化石地点采样的 必要性进行严格的论证 (5)适当进行我国古环境与人类关系的研究现在人们都认同环境变化与人类进 化、流动有密切的关系,但对其间的作用机理还有待更多的深入细致的研究,我国幅员辽 阔,环境因时因地变化良多,各地各时人类化石之间也有相当明显的差异。应该收集更多 有关古环境的证据,探索环境变迁与人类进化和流动之间的因果关系以及相互之河具体 的作用机理。但是需要避免在没有进行深入细致研究工作的基础上作泛泛之沦 3结语 2000年11月在上海听了国家自然科学基金委员会马臣和宋长青两同志对中国西 部环境与生态科学研究计划”的说呖:徂受启发,我相信广大地质同行在进行各项宏伟计 划时一定有很多机会发现古人类、旧石器和古脊椎动物的线索。事实上过去我们一些重 要的化石例如云南元渫的猿人,陕西大荔的早期智人完好头骨都是地质工作者在进行野 外考察时发现的。如果今后全国的地质野外队都能及时将他们的日常工作中发现的有关 古人类的线索反映给古人类学者则我国化石积累的速度将会大大加快。古人类学工作者 可以根据新发现的线索进行发掘和研究,其成果反过来可以对这些大项目作出有用的贡 献。例如脊椎动物化石可以帮助阐释古环境的变迁和判断地质年代;人类化石和旧石器 将为探讨人与环境的互馈关系起到独特的作用 总之,我国在古人类学和相关学科的研究方面已经具有相对雄厚的基础,又占有地利 的优势,现在的关键在于人为,培养足够的优秀的人才,提供足够的经费,加强国内外交 流,借鉴国外同行的经验,尽可能地采用新的方法和研究手段,从地层和标本中提取更多 的信息,引进和发展新的思维观念,去芜存精。在科研工作中既不可忽略微观信息的采集 也要重视宏观的综合考量和思维的创新,在培养干部上既要重视要求勤奋和严谨,更要强 调辩证唯物主义方法论和世界观的养成。因为有关人类起源和进化的研究无论是从化石 上或是从分子生物学方法所能获得的信息都难免是很破碎的、片面的,在这样的基础上进 行的个案研究只能得到局部的相对零散的信息。如果离开唯物辩证法,在进行必要的推 论或将多个个案研究成果进行综合分析以求取得更高层次的结论时,就难以避免分不清 主流和枝节,以偏概全,导致偏颇,甚至产生思想混乱造成很大的损失。最后我建议在综 合性大学中开设有关宇宙、地球生物和人类起源的综合选修课程。这既对提高大学生科 学精神、科学思想、科学方法十分有益,也有利于古人类学获得较厚实的发展潜力。更多 91994-2006ChinaAcademicJOurmalElectronicPublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.enki.net
第四纪研 2001年 大学生有了对这门学科的了解,才可能有足够的优秀人才投身进来或关心化石的发现,使 我们这个在化石方面“得地独厚”的国家能在人类起源研究中对世界作出更大的贡献 参考文献 I LeaKey M G Spoor F, Brown F et aL. New hominin genus from eastern Africa shows diverse middle Pliocene lineages, Nature, 2001, 410: 433-440 2 Senut R et al. Frist hominin from the Miocene(Lukeino Formation, Kenya). C. R Academic Science Paris, 2001,332:137~144 3 Liu Tungsheng, Wang Qian. Story of monsoon, a new environmental interpretation of origination of hominid. Acta Anthropological Sinica, 2001, 19(Supplement): 1-7 4柯越海,宿兵,李宏宇等.Y染色体遗传学证据支持现代中国人起源于非洲.科学通报,2001,46(5):411~414 5吴新智,从中国晚期智人颅牙特征看中国现代人起源.人类学学报,1998,17(4):276~282 SOME SUGGESTIONS ON THE RESEARCH OF MAN ORIGINS IN CHINA IN 21 CENTURY (Institute of vertebrate Paleontolos y and Pale o anth opology, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100044) Abstract This article gave a brief review on the most important discoveries around the world concerming the study of human origins in the past 170 years, the important field in China. On the basis of these, the author gave suggestions for the future work n studying the human evolution of this country: to find more fossils of humans and related animals as well as paleolithic artefacts and to make comprehensive and detailed to build a more reliable and detailed chronologic umans hensive study on the relationship between env between the paleoanthropological and molecular studies on human origins. Key words human origin, moder human origins, China, 21"century, paleoanthropology, molecular anthropology 91994-2006ChinaAcademicJOurmalElectroniePublishingHouseAllrightsreservedhttp://www.enki.net
