中科院院士吳新智:現代人類進化很多疑點待解

採訪|章劍鋒、崔玉賢

撰文|章劍鋒

出品|本站科技《科學大師》欄目(ID:tech_163)

“這個是中國自己的,這個是法國的,這個是非洲的,這是德國的,那個是希臘的。”

盛夏的早上,在中科院古脊椎動物與古人類研究所裡,對着茶几上一溜兒人頭骨化石模型,中國科學院院士、中國科學院大學教授吳新智向本站科技《科學大師》記者介紹它們的來源,如數家珍一般。

雖然都是複製品,但不少也需要與國外真品原件的持有者進行知識產權交換,“我們給他一點什麼,他給我們一點什麼。我們有原件,他需要,我們可以給他(模型)。他有原件,他給我們模型。”

在吳新智院士面積不大的辦公室裡,景象特別:靠牆立着一副真的人體骨架,其他的椅子上、桌子上、壁櫃裡,到處可見人頭骨模型,直觀地標示着他的專業身份——古人類學家。

自從1961年涉足古人類研究,吳新智在這一領域浸淫半個世紀之久。他是目前國際上有關現代人類起源兩大假說之一——“多地進化說”的三位代表性科學家之一。早在上世紀80年代,他即和國外的合作者共同提出“多地進化說”,與現代人類起源於非洲的“夏娃說”旗鼓相爭。

最開始,他的現代人多地起源假說並不佔有什麼優勢,因爲夏娃說是呈壓倒性的主流觀點——學術界相信,現代人類都是20萬年前非洲大陸一位婦女的後裔“夏娃”。作爲少數派,要想挑戰夏娃說,面對的壓力是可以想見的,“很少有人信”。

但是情況漸漸發生了變化,出現了更多不利於夏娃說而能夠支撐多地起源說的資料和依據。“不斷地涌現,不斷地涌現,不斷地涌現”,吳新智反覆說道。

到2010年,全球頂尖的權威學術刊物美國《Science》(科學雜誌)登了一篇研究根據豐富得多的論文,支持吳的結論,更讓吳新智眼前一亮,大感振奮。

對峙多年之後,關於現代人類的起源,在當前的國際學術界形成了兩種假說並存的現狀——同化說又替代了夏娃說,其主張,非洲變成了現代人類“主要”的起源地,而不再是“唯一”起源地。

出生於1928年的吳新智,今年已經91歲了,耳聰目明,身體健朗,每週都要到辦公室裡坐班。他有一套爲自己定製的養生食譜,早、中、晚三餐的食材怎麼搭配、數量怎麼控制,定時定量,細緻入微,極爲注意。

“我老伴在的時候,要照顧她,就沒有工夫來琢磨這些事兒。她去世以後,緩過勁來,我一想,我應該好好地活着。”吳新智說,原來他很灰心,覺得自己生前是不可能看到多地起源假說能夠有撥雲見日的時候了,只願望死後能被證實,沒想到後來還能夠柳暗花明見春色,“所以這樣就希望能夠更多一點(時間),能夠更看到進一步被證實。”

現代人是“非洲夏娃”的後代,是一種假說

《科學大師》:目前有關現代人類的起源,在學術界的各種說法和主張都不是定論,對吧?

吳新智:對。一般都是假說。科學進展就是這樣的。開始的時候是我有一個想法,後來就蒐集證據來證明,證明多了以後,我就把這些零零碎碎的想法組織到一塊,就編成一個比較完整的故事,那麼這就是假說了。

我這個假說是不是真的,當然我希望它是真的,但是也不一定。那麼我要等待更多的(驗證)。或者否定我,或者贊同我。後來,贊同我的多了以後,很多人都相信(我的假說),這個夠資格了,那麼這就是定律了。

《科學大師》:曾經被視爲唯一正宗的現代人類起源於非洲的“夏娃說”是怎麼回事?

吳新智:其實最先推斷現代人最早祖先是非洲的一個婦女,是遺傳學家在1987年提出來的。三位美國遺傳學者分析了148個胎盤線粒體的DNA,發現祖籍非洲的婦女的線粒體變異特別大,就是花樣特別多,亞洲或歐洲或大洋洲的婦女胎盤中的線粒體,變異都比非洲的少。變異越多就意味着傳代次數越多,他們根據研究所得的非洲的變異數,計算出在非洲傳了多少代,摺合時間爲大約20萬年,而根據現在亞洲人和歐洲人的線粒體變異數,計算出大約只有13萬年。

於是他們編出了一個故事:大約20萬年前,在非洲突然出現了一個在基因構成上與當時所有人都大不相同的婦女,她生出許多兒女,傳下的後代與其他人都不能雜交。她就是最早的現代人——夏娃。後來覺得不妥,又改口說最早出現的是一小羣這樣的婦女。後來更多遺傳學者們對基因作了更多研究,結論都支持這個夏娃假說,認爲夏娃的後代在非洲繁衍以後,到了13萬年前,走出非洲,到亞洲、到歐洲。可能因爲這個結果是根據新技術提出來的,一經提出,便壓倒一切,而基於化石的研究,在國外相信“多地區進化假說”的學者處境十分艱難。

1998年起國內有遺傳學家們發表論文,主張他們對中國人的基因研究也支持夏娃假說。1999到2002年遺傳學家們對大約一萬個中國人的Y染色體作了多次分析,一致的結論是:在距今6萬年前與距今18000年前,有一些來自非洲的現代人到達中國,那時的地球處於冰期,中國是冰天雪地,過去在這裡生活的人都死光了,於是非洲來的現代人便在這裡繁衍成我們中國人唯一的祖先。

實際上,對古環境的研究顯示,當時中國的環境是宜居的,舊石器的證據也說明那時候中國的確有原住民。

《科學大師》:既然是科學研究,爲什麼還有編故事的成份?

吳新智:夏娃假說的基礎包含有假設,比如假設研究現代這些活人的DNA可以代表古代人類。這個就不一定了。你現在用活人的DNA來研究歷史,只能假定沒有變化,假定現代的DNA跟古代的DNA是一樣的。那不可能吧?

比如澳大利亞學者發現,大約四萬年前化石的線粒體中有的基因,在現在人的線粒體中消失了,卻轉移到第11號染色體。而夏娃假說是根據對現在的人基因研究出來的,首先得假定這些資料與古代的一樣。澳大利亞學者這篇文獻就提醒,那是不一樣的,用現在的DNA研究古代的歷史是有不確定性的。

其實按照常識也能想到,許多古人在能傳代前就死了,他們身上的基因變異就中斷了,現在人當中的基因變異只能是這幾十萬年來能夠產生變異的很小一部分,而究竟是多少分之一,誰也無法弄清楚。

在2002年,美國科學院有一個院士叫做李文雄,這個人是華裔,他有一個團隊做染色體研究的,結論都說不支持夏娃假說。我特別欣賞他們論文中寫的話:一個遺傳位點只能記錄人類歷史的一個小段,只有在對足夠多的遺傳位點進行研究後,纔可望對現代人歷史有一些共識,也就是說,目前就根據DNA研究下結論是太早了。

後來德國萊比錫人類進化研究所對尼安德特人DNA基因組的40%的材料都做出來了。他們發現,有的基因跟現代活人的一樣,尼安德特人跟現代活人之間的基因雜交有1%到4%。他們後來就在2010年美國的《Science》雜誌上發表了尼人基因組的草圖,報道了這些成果。這是一個轉折點。

因爲夏娃假說的核心基本點之一,是非洲出現的現代人,到亞、歐之後,從未接受當地古老型人類的基因(尼人是這些古老人類的一種),後來當地原住民絕種了,非洲現代人開始普遍繁衍並取代了他們。2010年這一論文給予它致命的一擊。隨着分析基因組的成本越來越低,2014年,遺傳學家又發現在一千多名現代人中,分別有尼人基因的30%和20%。

《科學大師》:也就是說,目前這個夏娃說並不是全球學界一家獨大的主流假說?

吳新智:現在夏娃說不僅不是一家獨大,而且已經退出歷史舞臺,因爲站不住了。原來相信夏娃說的人,也不再否定我們中國的北京猿人和中國別的人類化石,認爲他們可能也是現代人的一部分祖先,但是同時也認爲我們的祖先主要還是從非洲現代人來的。這就形成了另外一種假說——同化假說。

這個假說的主張是,實際上每一個地方,古老的人對這個現代人(的進化)也是做了貢獻的。就是說非洲的人來了以後,把我們原來的人給基因同化了或者叫吸收。這個折中派的主張(同化說),過去信的人不多。其他人要麼是信夏娃假說,要麼信我們多地進化說,但絕大部分都信夏娃假說。2010年起,夏娃說逐漸退出歷史舞臺,原來的人退而改信同化說了,(他們)說非洲是現代人主要起源地,不是唯一起源地,這個可能符合歐洲的歷史,但與中國歷史不符,中國現代人主要起源於本土。

我們爭論的是現代人的起源,而不是更久遠的事。在兩百萬年前,比它更早,那一時期的人類化石只有在非洲發現過,非洲以外沒有。因此世界上所有的人、所有的學者,包括我在內,都相信在大約兩百萬年前或者180萬年前,古人類是從非洲走出來,到亞洲、到歐洲。在那以前,歐洲、亞洲沒有人的。這叫人類起源。

《科學大師》:這有點不可思議,地球這麼大,怎麼會只有非洲大陸一個地方有最早人類的火種?

吳新智:科學只能就事論事,就看現有的證據能說什麼、最大的可能是什麼。所以現在大家在共識上,認爲最大的可能是這樣。明天有新的證據出來,我們再說明天的事兒。

多地進化說還沒被“棺材釘子”釘上

《科學大師》:您和其他幾位外國同事共同提出多地進化說,事實上比夏娃說還要早,這個假說又是基於什麼發現而提出?

吳新智:上世紀60年代後,許多古人類學家都認爲,現代人的起源地,最早起源於近東地區,就是現在以色列人和巴勒斯坦人生活的地區,由此擴散到世界各地。1976年以前,中國發現了不少時間介於北京猿人和現代人之間的人類化石,我發現中國的人類化石具有一系列共同特徵,比如上門牙呈鏟形,顏面扁平、低矮,眼眶多是成長方形,顴上頜脊彎曲等,表現其間有連續性。而非洲和歐洲的人類化石,大多顏面向前突出。現在的歐洲和非洲人的上門牙,分別只有5%和10%是鏟形的,與中國的情況不同。我的兩位合作者Wolpoff(沃爾波夫)和Thorne(桑恩)在此前發現印度尼西亞的古人類化石,與其後的澳大利亞土著人在形態上也表現出連續性。

我們認爲現代人起源只在近東起源的假說與東亞、東南亞、澳大利亞,乃至歐洲化石的新研究成果不符。交流之後決定合作準備一個現代人起源的假說,他們在美國申請經費,我1983年在美國呆了半年,1984年我們三人聯名發表了“多地區進化”假說。從化石證據來看,中國現代人類是以連續進化爲主,與外界的基因交流爲輔。

《科學大師》:多地進化說提出後,您面臨的壓力是什麼?

吳新智:利用DNA技術研究現代人起源以後,在國外跟我同樣觀點的同事,想要取得研究經費也很困難了。因爲全世界都說我們是錯的,DNA一派的是對的。

對我個人來講,沒什麼壓力。爲什麼呢?1998年,我已經70歲了,我可以回家裡養老了。我主要是怕我們這個學科受到影響。因爲像在美國,基金委不支持。我們中國要不支持的話,我們這幫年輕人,他們的工作的經費從哪來啊?所以我就要奮力抗爭啊。

但是實際上,我是多慮了,並沒有受到影響。我們的政府領導、基金委的領導並不受這個影響。雖然一開始我的抗爭還不是太有效,因爲那時候我們的材料依據少,外邊的材料依據也少。到後來2010年以後,以德國萊比錫人類進化研究所爲代表的一批國外研究結果公佈之後,那纔可以說翻身了。

我們的研究工作,現在科技部專門給錢,中國科學院還另外給錢。此外,基金委也可以給錢。我二十多年前出國,國家給我們的零用錢,一個月30美元。出國開會,食宿交通費都是外國人給。現在這些年輕人動不動就出去開會,國家給的錢比那時候富餘得多了。

《科學大師》:在2010年之後,關於現代人類起源的研究,又有過一些什麼樣的進展?

吳新智:我們還有的證據就是石器,古代人用石器,按照現在來講,是330萬年前開始,都是用一塊石塊敲打另一塊石頭打出尖刃,能用就行,這種技術叫第一模式。後來到170萬年前,人們不滿足於這樣,打到兩邊對稱的,挺漂亮的,這叫手斧文化。以這種石器爲代表的,當然還有別的很不規則形的。這叫第二模式。後來在20萬年以前,出現第三模式,那麼就更精緻了,有更多講究了。第一模式330萬年,第二模式170萬年,都是在非洲出現的。第三模式,在非洲出現,又傳到了歐洲。

而我們中國的石器呢,170萬年以前就有了,但是一直是第一模式,其他模式很少。而且時間比較晚,比那邊出現晚得多。所以中國的石器也說明了,中國這裡的人是一脈相承的。因爲要是從那邊過來的話,就不會是這樣的。如果說真的是這幫非洲人到了中國,完全取代或者是大部取代原來中國人的話,那麼用的石器應該是第三模式的。

2017年我跟我的同事發表了一篇文章,就統計了中國100多個石器地點,都是比較晚的,13萬年以內的,或者是13萬年的,這些石器都是有同位素年代測定的。這裡頭,6萬年前基本沒有第三模式。所以你說中國現代人是從那邊過來的,不管是大部取代還是全部取代,都不可能,非洲現代人大部取代中國原住民的假說與事實不符。

2017年前後發表的許昌古人類化石的論文,都提供了尼安德特人的基因流到中國的形態證據。而同年又有報道在北非的Jebel Irhoud 一個新出土的人類頭骨化石的研究,多變量統計分析的結論是與現代智人很接近,可以認爲是現代智人的早期成員,而其年代爲大約30萬年前。現在很多人不再提現代人開始於20萬年前的說法了(夏娃說的起始時間)。

所以新材料新發現層出不窮,到現在,多地區進化假說還沒被棺材釘子釘上,下結論下得太早了。

人類是不是古猿進化來的,也還沒有定論

《科學大師》:我們人類是由古猿進化過來的,這也是一個假說麼?

吳新智:在某種意義上講也是一個假說。爲什麼呢?現在就沒有發現到一個古猿,說它的直接後代就是人了,沒有發現一個所謂最早的600萬年前的人上一代就是某個古猿,沒有這樣的證據。

人類起源於古猿的假說,爲什麼會出現呢?開始的時候生物進化學傢什麼都不知道,後來逐漸有一些可能的證據了,到達爾文的時候,就說人總得有個祖先吧,是誰呀?達爾文研究物種起源後說,反正是在動物裡頭。大家都相信了。相信了以後,那麼就在現在的動物裡找吧,不要在植物裡找了。動物裡找,青蛙像不像?不像。馬像不像?不像。找了半天,就是現在的猿、黑猩猩、大猩猩和人最像了,於是認爲人類起源於古猿。就是這麼來的。這就叫間接的證據。

《科學大師》:沒有直接的證據對吧?

吳新智:後來就有人又做了生物化學構成分析,一看也是,人也就跟這個猿比較接近。後來又做DNA了,黑猩猩的DNA也分析,大猩猩的也分析。中間就有幾個候選。有人講黑猩猩不是,猩猩纔是。他也有理由,從解剖學上講,黑猩猩跟人怎麼怎麼不同,猩猩跟人怎麼怎麼相同。所以不是說每個人都相信是黑猩猩,有人就說是猩猩。都是間接證據,沒有直接證據。亞洲西南部土耳其和歐洲東南部希臘,有幾種古猿化石,可能與人的祖先關係最密切。原來我們國家雲南的祿豐古猿,在上世紀70年代呼聲最高,後來別的地方又發現了更多頭骨,就被否定了。

明智的科學家,隨時都要準備否定自己

《科學大師》:您曾說,不能一廂情願搞研究,要隨時都準備好否定自己,爲什麼這樣講?

吳新智:如果科學家是爲追求一時的名利,就會特別在意自己的名利和麪子會否受損,怕否定自己。而科學家如果是爲追求真理真相,自己的觀點能否被認爲正確,反而不是最重要。歸根到底就是,你要追求個人的名利,你會考慮這些東西。你要追求真理的話,那就不在乎這個東西了。

有好多人一廂情願地拼命堅持自己錯的東西,那是因爲還不夠有經驗。像我們這幫老傢伙,就知道你這個沒有好下場的。爲什麼呢?因爲我自己來糾正的話,我更主動。這次我錯了,我沒有意識到錯了,我堅持,那我沒有辦法。如果我已經意識到錯了,或者認爲可能有些錯誤的苗頭的話,我自己趕快去找證據來否定我自己。與其讓你來否定,還不如讓我自己否定,還顯出我的本事大呀。

《科學大師》:您有否定過自己嗎?

吳新智:有啊。比如說,有一個麗江出土的化石,化石上有一個牙齒,它有一個小的尖,這個小尖叫卡氏尖,我在書上看到,這個在歐洲白人裡面比較多,在中國的化石上沒看到過,所以我曾經有一篇論證多地進化假說的文章就寫過,把卡氏尖就給放進去了,說這是從歐洲來的基因的。但是後來發現,中國的化石上雖然沒有,中國現代的活人身上是有的。所以那不就錯了嗎?錯了就錯了。這一點,我不知道,也沒有什麼寒磣的。人家用DNA研究現代人起源,過去出現的錯誤,不多的是嗎?

《科學大師》:那怎麼避免錯誤呢?

吳新智:我的經驗是,不能以偏概全,不能只看自己的學科,要聯繫其他有關學科的資料來考慮(“左顧右盼”),看看有關學科的資料與你相信的假說能否“擺得平”,有無矛盾之處。人們思考的客觀依據(證據)總是很不夠,個人的思維能力總是有侷限,誰也不敢說就不可能出問題甚至出錯。只能儘量收集儘可能多方面的證據,客觀地思考。我不光從化石上要收集證據,就是石器,我也要收集證據。古環境,我也要收集證據,甚至在DNA上,我也要收集證據。

北京人頭蓋骨是怎麼失蹤的?

《科學大師》:您年輕的時候也參與過周口店遺址的發掘工作,和老一輩古人類學家裴文中共過事,據您所知,解放前北京人頭蓋骨的失蹤,是怎麼一回事?

吳新智:本來這個頭蓋骨化石發掘出來以後,運到北京協和醫院,當時協和醫院是美國的領地,他們就在研究。後來抗日戰爭發生,因爲日本跟美國的摩擦,逐漸逐漸,他們就談不攏了,大家都預料到要打起來了。

這時候就商量了。一說運到重慶去,但路途遙遠,關山險阻,中間又是火線,這個辦法也不保險。運到美國去,這還是個辦法,但是歷史上有一條中美協定——因爲是美國洛克菲勒基金會出錢,挖出來以後給美國人研究,中國人沒有資格研究的。那我們都認了,誰讓我們沒有錢呢。但是這個東西是我們中國的,不許帶出中國。當時的北洋政府還是有這個骨氣的。

抗戰爆發,基於局勢考慮,中美雙方達成共識,暫時將北京人頭蓋骨運去美國避難。美國人提出申請後,等待當時重慶政府書面的正式文件批覆。這樣一來一去,耽誤了時間,就那麼巧,美國人這邊要是早運走了,就沒問題了。就到那一天裝了箱了,交給美國海軍陸戰隊,海軍陸戰隊看到要打起來了,準備要走了,就作爲他們的行李,就放到他們的火車上,就拉到秦皇島,那邊美國派軍艦來接。

這時候就遇到珍珠港事件。就在這個半道上,在北京到秦皇島這個路上,這時候那邊打起來了,然後這幫美國兵都做俘虜了。一做俘虜,他們就帶自己隨身的行李就顧不了,就扔那邊了。這以後,實際去向誰都不知道了。誰愛怎麼想,就怎麼想。

做科研,有時候也需要運氣

《科學大師》:您和裴文中、賈蘭坡等先生共過事,當時大家是什麼樣的狀態?

吳新智:那時候做這個工作都很不容易,野外調查,吃不少苦。我年輕一點的時候,每年有四個月時間要在外邊跑。我也是跟裴文中一塊出過野外,廣西柳城巨猿洞,90米高,要爬到上面去,得綁住杉槁往上攀爬。他又胖,爬不動,怎麼辦?就是人家託着屁股(往上爬)。他還要上去看。

賈院士,1963年我有一次跟他出過差,那時候他也55歲了,他比我大20歲。我們這些年輕人哪能跟一個老頭兒慢慢地走啊,太陽又那麼大,趕快走到目的地,找一個陰涼地方去等他。我們在前面走,他就在後面跟着,當地的人陪着,還得走到那去。我們都歇了好半天了,他纔來。那比我們現在艱苦多了。

《科學大師》:裴文中發現北京人頭蓋骨化石,他的地位應該很高吧?

吳新智:他學地質,知識面很廣的。當時大學剛畢業,是1927年畢業的吧,他比我大24歲。他大學畢業也很慘的,找不到工作,怎麼辦呢?他教授就讓他打短工,去做三葉蟲標本研究,研究出來,寫一篇文章,就給他點錢。

做完了以後,又沒活了,怎麼辦?後來教授想了一下,因爲這個小夥子還挺能幹、挺好的。周口店當時的伙食沒人管賬,那叫他去管賬。當時也沒有多少賬,他就到工地去跟着大家一塊發掘、做研究。1929年那一年,在周口店負責的楊鍾健(古生物學家)跟着外國人到山西去考察了,工地沒有人負責,只有他是大學畢業生,他就管上了。他就運氣好,可能快要結束了,弄出北京人化石來了,還是個人運氣不一樣嘛。

《科學大師》:那也就是做科學研究,還是有運氣成份。

吳新智:那是當然了,換個詞就是機遇。我的機遇就是,如果說沒有後面和支持夏娃說的DNA一派發生爭論的話,那我也不是現在的我了。

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