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人類

3400萬年前環(huán)境劇變影響人類起源

人類的起源和進化是科學家一直在不斷探索的謎題。近期，有研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)生在距今3400萬年前的全球氣候劇變中，南極冰蓋急劇擴大，海平面急劇下降，森林大面積消失，熱帶雨林退縮到低緯度地區(qū)，干旱開闊的生境急劇擴展，地球由此從大"溫室"變成大"冰屋"。由于靈長類動物對溫度非常敏感，因此原來繁盛于北美、亞洲北部和歐洲的靈長類近乎完全滅絕。而在非洲北部和亞洲南部仍保留有熱帶叢林的區(qū)域，它們得以幸存。在非洲，狐猴型的靈長類幾乎完全絕滅，只有少數(shù)小個體種類生存下來，而類人猿的多樣性急劇增加。在亞洲，情況恰好相反：狐猴型的靈長類幾乎沒有受到影響，但類人猿的種類急劇減少，原有的大體型類人猿均已滅絕。受迫于古氣候環(huán)境劇變的壓力，動物演化支系發(fā)生了明顯的再組織。3400萬年前的這次全球氣候劇變，強烈影響了靈長類動物的宏演化，使之演化軌跡發(fā)生巨大改變，而這一變化直接導致現(xiàn)生類人猿主要支系的產(chǎn)生。最早的類人猿化石出現(xiàn)于4500萬年前的亞洲，但在經(jīng)歷了3400萬年前的這次全球氣候劇變之后，亞洲的類人猿走向滅絕，非洲的類人猿卻走向繁盛之路，最終在非洲演化出獼猴和葉猴等舊大陸猴類、各種猿類以及人類。（Science2016，352：673-677）

冰河時代歐亞人群的遺傳譜圖

冰河時期是人類進化的關鍵時期，在此期間歐亞人群演化是否具有連續(xù)性，是否存在人群重組；距今7000年-45000年間不同區(qū)域的古人群具有哪些特點，是否相互關聯(lián)，各自對現(xiàn)代人群有怎樣的遺傳貢獻？近期，研究者提取和研究了51個末次冰期歐亞不同人群個體的基因組數(shù)據(jù)，首次揭示了該時段歐亞地區(qū)完整的人口動態(tài)變化情況，更翔實地繪制出冰河時代歐亞人群的遺傳譜圖，呈現(xiàn)出史前人類演化的復雜性細節(jié)。研究表明：1）早期現(xiàn)代人中尼安德特人的基因含量在很短的時間里下降1.5～3倍。在距今37000年-14000年間，歐洲人群具有很大的連續(xù)性，因此尼安德特人的基因含量在很短的時期內下降不能用不同人群混合稀釋來解釋，很可能是自然選擇去除不利于現(xiàn)代人適應環(huán)境造成的結果；2）歐洲存在一個早期現(xiàn)代人的重要群體，他們對后期人群影響很大。該地區(qū)有些群體在其間消失。這些在不同時空分布的51個個體不僅揭示出各自本身和所在群體的遺傳信息，還反映了不同人群的相互關系，并在探討已知的考古文化體系間的復雜關系方面具有重要作用；3）末次冰期結束后的第一個強烈變暖事件對歐洲人群結構影響很大，那里的人群在距今14000年左右的冰期結束后與近東人群出現(xiàn)了很強的聯(lián)系。（Nature2016，doi：10.1038/nature17993）

人腦變大的緣由

和其他靈長類動物相比，人類活得更久、生育更多、體脂率更高、消化系統(tǒng)更小，而大腦更大。這些特征都需要更多的新陳代謝，意味著人和猿之間在能量消耗和分配上有顯著差異。然而，這些差異背后的機制并不明確。近期，研究者對141名人類每日能量消耗進行了直接測量，同時對所有已知物種的大型類人猿也進行了測量。對數(shù)據(jù)進行了分析后發(fā)現(xiàn)，人類演化出了更快的代謝速率與更高的能耗，每天總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，比紅毛猩猩高820千卡。研究者表示，總能量消耗高出部分中主要來自人類更高的基礎代謝率，基礎代謝率指的是身體在靜止狀態(tài)下保持身體運轉的能量，以千卡每日為單位?；A代謝率更高說明內臟的代謝更活躍。最后，研究者指出人類和其他靈長類動物相比，還演化出了更高的體脂率，并認為這種與更高總能耗的協(xié)同演化是為了減輕更高能量需求的風險。（Nature2016，533：390-392）

沂源人研究的新進展

沂源人化石材料發(fā)現(xiàn)于上世紀八十年代，包括一件頭蓋骨和七顆牙齒，早期研究將其歸為直立人。電子自旋共振（ESR）與鈾系結合法最新獲得的古人類在該地點的生存年代約為32到42萬年前。近期，研究者詳細描述了沂源人七顆牙齒的形態(tài)特征，并使用顯微斷層掃描（micro-CT）技術復原了齒質表面形態(tài)信息，使用形態(tài)測量量化了齒冠形狀、齒尖相對面積和齒溝走向。通過與其他直立人或匠人，以及東亞其他時代古人類和現(xiàn)代人對比，研究發(fā)現(xiàn)：沂源人的牙齒形態(tài)特征可與北京周口店、安徽和縣和巢縣的標本歸為一類，而與貴州盤縣大洞明顯區(qū)別。在眾多形態(tài)信息中，沂源人臼齒齒質表面表現(xiàn)出一種由大量附脊和次級溝組成的樹枝狀結構，這一復雜的齒質表面形態(tài)也出現(xiàn)在周口店、和縣的臼齒上，但在已經(jīng)發(fā)表的南方古猿、歐洲和非洲中更新世古人類、尼安德特人、現(xiàn)代人中都沒有發(fā)現(xiàn)。因此，這一結構可能代表的是一種屬于東亞中更新世部分直立人人群的獨特衍征。為了證明沂源人屬于人類，而非猿類，研究者將沂源人與化石猩猩做了大量對比，方法涉及傳統(tǒng)形態(tài)對比、基于micro-CT數(shù)據(jù)的齒質表面形態(tài)對比、幾何形態(tài)測量、牙齒磨耗、地域分布。經(jīng)過系統(tǒng)的對比發(fā)現(xiàn)，沂源人與化石猩猩區(qū)分明顯。值得一提的是，沂源人牙齒樹枝狀的齒質表面甚至比化石猩猩的同類牙齒更加復雜。該項研究認為東亞中更新世古人類的系統(tǒng)分類要比以前認為的復雜的多，未來的研究將通過綜合考慮該地域古人類的形態(tài)特點來進一步揭示沂源、周口店、和縣這些古人類的演化地位。（JournalofHumanEvolution2016，95：33-54）