互动科普

现代人起源于偶然事件？

人们通常认为，我们的祖先使用工具的能力，在人类进化故事中发挥了重要作用。然而新观点认为，运气也是一项很重要的因素。

撰文 伊恩 · 塔特索尔（Ian Tattersall） 翻译 张亚盟 审校 吴秀杰

我们的祖先并没有那么异常。化石记录清楚地显示，在不超过700万年前，我们的祖先还是类猿动物，它们基本居住在树上，依靠四肢行走，脑袋并不大，但有着突出的面部和强有力的下颌。而它们的认知水平，在很大程度上多半和一只现代黑猩猩相当。尽管现代黑猩猩聪明、机智，能够识别符号，甚至将符号组合到一起，但它们没有能力将符号重新排列，表达出新的意义。因此，最早的祖先要想进化到智人的程度，需要有大量快速进化的过程。

700万年看起来是一段很长的时间，但对于这么大程度的进化来说，还是太快了。为了理解这种变化是多么快速，我们可以看一下我们的灵长类近亲——它们的体型和认知能力基本上没有太多的改变。此外，科学家估计，一个哺乳动物物种，平均可以存在300万～400万年的时间，这大概是整个人类世系（包括现代人类以及已经灭绝的那些古人类）已存在时间的一半。如果说进化史就是古老物种产生后代物种的过程，那么在人类世系中，物种的形成，或者说新物种出现，必定曾有一个突然加速的过程，这样才能解释人类为何发生那么多根本性的改变。

为什么人类的进化速度会如此之快？这种加速是通过怎样的机制发生的？这些都是显而易见的问题，但奇怪的是，对于那些以化石为基础来研究人类进化的学生，这些问题并没有引起他们太大的兴趣。几乎可以肯定的是，这些问题的答案与人类祖先应对各种环境挑战的能力有关，比如磨制石器、缝制衣服、建造房屋、学会用火等——这就是所谓的物质文化，因为它们反映了人类祖先的生活方式。科学家一直都认为，自然选择偏爱那些最具创新力、最善于分享物质文化的古人类，这样更有能力的个体存活了下来，繁衍的后代也最多，从而让人类稳步前进。

但这种一代人接一代人的渐进式进化，速度并不快，不足以在700万年内重塑人类世系。随着我们对过去200万年的气候变化了解得越来越多，一幅新的进化图景呈现在了我们眼前：剧烈的气候变化接连发生，在促进物质文化变化的同时，也加快了人类祖先进化的步伐。利用各种工具和其他技术，早期人类开始进入到新的环境，尽管在环境条件发生周期性恶化时，这些手段并不能保证他们生存下来。于是，许多群体分散开来。相对于一个大群体，人类群体的分散可以让新的基因和文化更快地产生，带来更快的进化速度。在这个过程中，其他古人类种群灭绝了，人类获得了最终胜利。而获胜的原因并非是我们的祖先有多么厉害，更主要的是与一些偶然事件（例如气候变化）有关。

从树栖到陆栖

与其他古人类相比，智人是不同寻常的，在智人的产生过程中，物质文化发挥了巨大的作用。但在我们的进化历程中，物质文化出现得相对较晚。400多万年前，在我们的祖先学会使用工具之前，他们首先要放弃树栖生活，开始尝试陆地生活。对于四足抓握的猿类来说，这可以算是一个壮举。陆上的行动，需要让早已适应了抓握树干的猿类直立起来，承受身体大部分重量的部位，也要从手转移到腿部。这种变化，在一些早期人科成员中就已经出现了。

放弃树栖生活，开始极大地改变了人类祖先的解剖特征，而且不可否认的是，这也为人类世系适应后来的环境做好了准备，但是这并没有加快进化的节奏。自人族出现后的500万年，古人类的进化过程和任何成功的灵长类动物都很相似：人类这个种属出现了很多分支，去尝试两足行走带来的各种可能性。显然，这些早期的尝试并没有产生什么革命性的变革，所有人属成员似乎都在同一个框架下，因为生活环境和方式的不同，而发生着一些细微的改变。这一时期，作为适宜生存的生物，我们的远古祖先生活在树木和一些更开阔的栖息地上，它们的大脑和体型都不算太大，身体比例依旧很原始：下肢很短，上肢灵活有力。

大概到了200万年前，人属产生之后，进化的速率才开始急剧加快。不过，至少在人属祖先出现的50万年前，石器工具就已经诞生了，这有力地证明了以下观点：石器文化促成了人类进化上的一次飞跃，让我们的祖先从树栖猿类的缓慢进化，步入陆栖人类的快速进化阶段。在非洲，科学家发现了距今260万年的原始石器工具，而一些动物骨骼上的工具痕迹，甚至可以追溯到更早的时期。几乎可以肯定，是人属诞生前的古人类制造了这些简单的工具，它们从拳头大小的石核上，敲下了小而锋利的石片。

尽管这些早期的工具制造者的体质特征还很原始，但它们的认知能力已经比猿类进步了很多。即使对现代猿类进行强化训练，它们也不太可能像早期人类那样，懂得怎样用一块石块敲击另外一块石块，从而获得石片。这些石片的作用之一是切削食草动物的尸体。从根本上来说，这是一种全新的行为，它暗示着，人类的食谱已经迅速扩大，从食用植物变得更加依赖动物脂肪和蛋白质——尽管我们还不清楚，在这一阶段，人类是食用已死的动物，还是会主动捕猎。人属成员的大脑容量随后迅速增大，这需要补充很多能量，而丰富的饮食为能量来源提供了保障。

目前，对于哪块化石可能来自最早的人属成员，古人类学家还在激励争论，但他们都承认，身体比例和现代人基本一致的首批人属成员的出现时间，应该不会早于200万年前。大约在同一时间，人类祖先开始走出非洲，向旧世界的很多地方迁徙。这些古人类像我们一样，身体直立，靠双脚行走，居住在广阔的热带草原，从此远离了森林的庇护。而且几乎确定的是，它们的食物中有相当一部分来自动物。最早的人属成员的大脑，仅比早期靠两足行走的古人类略大，但到了100万年前，人属成员的大脑增大了一倍；而到了20万年前，几乎又增大了一倍。

冰河时期的竞争

脑容量增大的速度令所有人吃惊，而且这种增加，至少曾在人属的3个独立支系中出现过：欧洲的尼安德特人、较晚出现的亚洲直立人，以及我们自己所属的非洲智人。大脑增大的这种趋势暗示着，较大的脑容量使这些古人类更具生存优势；同时也说明，脑容量增大是人属里的常见情况，不止会出现在智人这一支系。可以想象的是，这种趋势暗示着不同种类间的竞争，就如同使用投射类武器，会使人类变成十分危险的捕食者，使得它们在资源竞争中成功率更高。

对于人类大脑会快速进化的原因，进化心理学家偏爱的一种解释是，基因－文化协同进化（geneculture coevolution）。这一过程是指，自然选择在生物体的多代后代中连续发挥作用，生物体本身的发展和文化上的创新都会以正反馈的形式，相互促进。拥有较大脑容量的人类祖先变得越来越多之后，整个人类群体就会变得更加聪明；反过来，它们变聪明后，可以制造其他工具，做出更多创新，这些会使它们更好地适应环境。在这一模式下，基因和文化这种内在的交互作用，会使一个逐步进化的人类种群变得更聪明，行为更复杂，从而加快它们的进化速度。

不过，稍加思索，我们会发现原因一定不止这些。以上的情景存在一个问题：这种解释的前提是，自然选择的压力在很长的周期内保持不变，但实际上，人类是在冰河时期进化出来的，在那时，冰盖周期性地扩大，一直延伸到现在北半球的纽约市和英格兰北方地区，而热带地区则经历了极端干旱。在这种不稳定的环境下，不可能存在始终不变的选择压力。对这种动荡的气候了解地越多，我们就越能明白，我们的祖先所处的古代环境，是多么地恶劣。科学家从冰盖中钻取的冰芯，以及从海底采集的沉积物显示，140万年前，气候在温暖和寒冷之间不断反复的情况尤为明显。这种反复带来的结果就是，无论居住在何地，古人类都会面对频繁的、突如其来的气候改变。

基因－文化协同进化的另一个问题是，缺乏证据支持。考古发现表明，在过去200万年里，技术创新的出现，通常都是非常偶然的，技术的复杂度并没有呈现出一种逐步增加的模式。例如，新工具的出现通常要花几十万甚至上百万年的时间，而在新工具出现前，古人类通常会对原有工具做一些改进。在100多万年前，古人类在适应环境改变时，似乎是发掘已有工具的新用途，而不是创造新的工具。

同样，也没有证据可以证明，人类祖先的认知能力会随着时间的流逝而不断提高，这让基因－文化协同进化，或者说逐步进化的说法更加令人怀疑。即使出现了脑容量较大的人属成员，旧有的技术和生活方式仍然会延续下来；新技术基本都是间歇性出现的，而且都是在现有人类种群的发展过程中出现的，而不是随着新种群的出现而出现。最值得注意的是，古人类认识和使用符号的能力，也是突然出现的，而且出现的时间非常晚。在南非的布隆伯斯洞穴，研究人员发现了公认的最早的符号——两块光滑的赭石上刻有一些几何图案，这两块石块的“年龄”大约为7.7万年，这一时间远远晚于在解剖学上认定的智人进入这片领地（大约20万年前）的时间（见“进化历史”）。因为石头上的图案非常规则，研究人员确信，这些图形并不是随机刻画上去的，而是包含着一些信息。认知能力上的突破性进展，并不是一代接一代智力逐渐进步的结果。

小群体大潜能

因此，我们要想解释古人类为何能在冰河时期快速进化，显然不能只看某一个古人类族群的进化过程。基因－文化协同进化假说中提到的环境压力和物质文化，可能确实在人类的快速进化中发挥着作用，只是这些因素发挥作用的方式，与传统的说法并不一样。为了更好地理解这些因素是如何相互作用，从而改变进化的，首先我们要知道，如果一个群体想要在遗传和文化上吸收任何新东西，那么这个群体需要非常小。数量大、密度高的群体，“遗传惯性”比较大，很难使整个群体朝着特定方向发展。相反，小而独立的群体则常常可以产生一些不同的特性。

如今，人类群体固定而庞大，几乎分布在地球上的每一个角落。但冰河时期的古人类却是四处移动的狩猎者和采集者，它们依靠自然的赏赐而生存，稀疏地分散在旧世界的各个地方。气候改变不断地冲击着这些小群体。温度和湿度的改变，甚至海平面和湖泊平面的波动，都会严重影响当地可利用的资源，改变着植物和动物的分布。栖息地的情况经常会变糟，甚至变得不适合生存，经过一系列折腾后，适合生存的环境才会回归。

在100万～50万年前，古人类掌握了一系列技术，从制造工具到烹饪食物，再到搭建掩体，这让它们比之前的物种能更有效地利用环境，超越自身的生存极限。这些技术很有可能使得冰河时期古人类的生存环境得到了极大扩展。在气候较好的时期，这些技术可能使古人类群体扩张，占领那些它们本来不可到达的边缘地带；当气候恶化时——这种情况它们时常会遇到，文化可能会帮助它们对抗严酷的环境。结果是，许多群体可能会在规模上变小，从而越来越分散。

产生的小而独立的群体，不仅为基因和文化的创新提供了理想环境，同时也保证了物种的形成。当环境再次改善之后，经历过转变的古人类种群会再次扩张，并且和其他群体接触。如果产生了新的种群，那么竞争和淘汰过程就会发生。如果新的种群并没有出现，或者出现得不那么彻底，任何新的基因都将会被吸收到一个融合的种群中。不管是哪种方式，古人类都会发生改变。

在动荡的冰河时期环境下，这样的过程会在短时间内一再发生，最终利用物质文化的杠杆作用，造成一场快速的进化。当一切终结，尘埃落定，作为认知进步、文化创新和气候改变的偶然受益人，我们的祖先在相当短的时间内排除异己，从旧世界所有竞争者中胜出，成就了我们孤独的存在。几乎可以肯定的是，我们的竞争优势来自于独特的符号思维，这使得我们能以一种从未有过的方式制定计划和各种方案。有趣的是，在智人时期，这种进化过程似乎就开始发生了，很明显，这是由文化刺激产生的。而语言有可能也是这样产生的，因为语言是终极的符号思维。

人类这个伟大物种的出现，是由一系列快速发生的随机事件导致的，而与人类祖先本身能力无关——从这种视角来看，人类进化似乎不像传统看法（人类是经过几百万年的进化累积，逐渐出现的）那样令人激动，但如果仔细思考一下，现在这种说法是完全合理的：我们不用反省太多就会意识到，尽管拥有种种令人惊叹的特性，但智人是一个远远谈不上完美的物种——对于这一点，很多著作都有所讨论，而不仅是进化心理学家。

不过，将现代人类的出现看作进化上的一次偶然事件，还是有着深远的意义。如果说我们的某些特性并不是为了适应生存环境而进化出来的，那就说明，我们拥有着其他物种所不具备的自由意志。我们确实可以对我们的行为方式做出选择，当然，这也就意味着，我们必须要承担这些选择所带来的责任。

本文译者 张亚盟是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所硕士研究生，研究方向为古人类学。

本文审校 吴秀杰是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所教授，主要从事早期人类脑起源、演化及相关体质特征的变异等方面的研究。