第一性原理：第13章 人類演化

第一性原理：21堂科學通識課

作者：[英]馬庫斯·喬恩

第13章　人類演化

用三個詞來總結人類及其祖先的特點：遷徙、遷徙，還是遷徙。

我們居住在洞穴里的祖先的基因組中，是否已經包含了一組或多組基因，能夠讓現代人類創作出極其複雜的音樂以及撰寫出含義深刻的小說呢？早期人類似乎已經具備了遠超出適應當時環境所需要的智慧潛能。

          ——大野乾(Susumu Ohno)

大約700萬年前的非洲，人類開始與黑猩猩、倭黑猩猩在演化路線上分道揚鑣。在隨後的數百萬年中，多個古人類物種離開了他們出生的搖籃，通過數次遷徙前往世界的各個角落。我們這一物種——智人，大約出現於30萬年前，曾經與其他一些古人類共同生活在地球上（見圖13-1）。然而，匪夷所思的是，其他古人類物種都已經滅絕，智人是目前僅存的一個人類物種。

圖13-1 人類物種的演化

留存到最後的人類物種：儘管只有一個人類物種存活到現在，但在過去幾百萬年中，曾有數個不同的古人類物種共同生活在地球上。

人類與黑猩猩的演化分離可能是由於東非大裂谷的氣候變化導致的。普遍乾燥的氣候導致森林面積縮小，古人類被迫走出森林來到稀樹草原上。原本已經適應了草原生活的大批食草動物的誘惑可能也對古人類走出森林起到了一定的作用。

到大約450萬年前，我們的祖先已經開始直立行走了一段時間，這讓他們得以從其他大多數動物中脫穎而出。對此，最生動的一個證據是在坦桑尼亞拉多里發現的，它的年代比450萬年前這一時間點稍晚一點。大約360萬年前，3個南方古猿走過一片剛剛被落下的火山灰覆蓋的區域，他們的腳印得以保留至今並展現在我們眼前。理查德·道金斯說：“有誰不好奇這些人彼此之間是什麼關係？他們漫步的時候是否牽著手？甚至他們是否交談？他們在那個上新世的黎明一起做了什麼被時光遺忘的事？”

直立行走讓我們的祖先能夠去更遠的地方尋找食物，以及從更遠的地方發現捕食者的威脅。直立行走還解放了他們的雙手來搬運食物、製作工具以及揮動武器。但是，創新總要付出代價。直立行走需要對腿骨的結構做出巨大的改變。不僅大腿骨要變得更長，骨盆要變得更短、更寬，而且還需要演化出更有力的臀部肌肉，即臀大肌，以便保持骨骼直立並帶動它們進行奔跑。

所有這些改變都需要在直立行走能夠帶來任何生存優勢之前完成，因此直立行走是如何演化出來的至今尚不完全清楚。其中一個有趣的可能是，人類最初的幾步（字面意義上的）是在樹上邁出的。長臂猿和紅毛猩猩經常會在樹枝間用雙腿站立以便夠到高處的多汁樹葉和果子，因此我們的祖先可能當時也做了同樣的事情。當他們來到草原上時，便保持了之前的行走習慣，可能是為了從一棵樹移動到另一棵樹以躲避危險。

儘管我們的南方古猿祖先已經學會了直立行走，但他們的腦依然很小——比其他猿類要大一點，但也就相當於一顆葡萄的大小。從此之後，越來越大的腦成了人類演化的趨勢，形成這一趨勢的一個原因是火的使用以及烹飪的發明。可以確定的是，火和烹飪出現於至少約40萬年前，也有可能早在200萬年前就已經出現了。大猩猩之類的猿類擁有相對於體重來說非常巨大的胃用來消化食物，這會消耗大量的能量。但是，烹飪能夠將食物中的長鏈蛋白質分解成為可直接利用的氨基酸，它就像是一個位於體外的胃，分擔了體內的胃的一部分工作。用於消化食物的能量減少了，這些能量就可以用來強化腦的功能，畢竟腦是一個更加耗能的器官，它消耗的能量佔全身的約20%。促使腦容量增長的另一個因素是更大比例的肉食，因為肉類相比植物來說能量密度更高。

有了更大的腦，我們的祖先就可以從事更複雜的活動，如捕獵草原上危險的大型動物，這需要複雜的團隊協作才能完成。大規模合作的證據來自男性和女性之間體型差異的逐漸縮小。在某些對雌性存在激烈求偶競爭的物種中，雄性的體型都比雌性要大得多，這樣他們才能戰勝其他雄性。而對於求偶競爭不太激烈，甚至是實行一夫一妻制的物種，就不再需要這樣的“兩性異形”了。減少雄性之間的鬥爭對於合作狩獵的團隊來說非常重要。

擁有更大的腦也讓我們的祖先得以發展出工具。不過，在漫長的歲月中，這些工具的樣子並沒有發生太大的變化。人類最早的工具是被敲碎後露出鋒利邊緣的鵝卵石，出現於大約260萬年前的南方古猿晚期，但在之後的大約100萬年中，工具的樣子幾乎沒有發生變化。大約170萬年前，出現了一些更複雜的手持石斧，它比之前的鵝卵石擁有更長更鋒利的刃，但此後直到30萬年前，工具的樣子依然保持不變，這段時間被古人類學家稱為“無聊的140萬年”。

當然，可能這段時間也出現了木制工具但沒能流傳下來。但是，工具缺乏變化可能反映出在人類歷史的大部分時間里，我們的祖先都是在50人左右的較小規模群落中生活的，因此發明和創新不容易廣泛傳播。像火這樣的重要發現可能經歷了數次發現、消失、再發現的過程。直到最後一次冰期末期，即1.3萬年前，人類發明瞭耕種，伴隨著食物的大量增加，人類才得以建立大規模的生活群落，增強了相互交流，使發明和創新能夠快速傳播。

直立人是第一個具有人類身體外形的古人類物種，他們出現於190萬～180萬年前。在露天的草原上，直立行走具有一定的優勢，因為這樣可以盡量減小身體被太陽直射的面積。可能就是在這個時候，我們的祖先褪去了身上的長毛，變成了一種與眾不同的“裸猿”。通過裸露的皮膚，直立人能夠通過出汗的方式高效地散熱。直立人還擁有長長的腿和強有力的臀大肌，他們是天生的奔跑者，也許他們曾長距離追逐野獸，不停地奔跑直到他們的獵物累倒在地。儘管比直立人跑得快的動物有很多，但其他的捕食者，甚至是狼，都沒有直立人跑得遠。

直立人是第一個走出非洲的古人類物種，可能是在氣候變化的驅使下，他們於大約180萬年前走出非洲，首先傳播到西亞，然後是東亞和南歐。大約60萬年前，可能有另一個古人類物種——海德堡人第二次走出非洲，他們是尼安德特人和現代人類的祖先。然而，儘管非洲通常被認為是人類演化的搖籃，但也有觀點認為某些演化發生在非洲之外，然後這些古人類物種後來又回到了非洲。目前，並沒有足夠的化石記錄證明存在這樣的事件。

智人首先出現在30萬年前的非洲，相比他們的祖先，智人具有顯著增大的腦，併發展出龐大的新皮質，因此具備了更強的思維能力。智人分別於10萬年前和6萬年前先後兩次走出非洲大陸，並逐漸取代了此前走出非洲的其他人類物種。

在歐洲，現代人類與尼安德特人發生了接觸，他們與這些身材矮小粗壯，顴骨格外突出的古人類共同生活了幾萬年，隨後尼安德特人於大約4萬年前滅絕。實際上，說尼安德特人已經滅絕是不完全正確的，因為他們與我們的物種發生了混血。我們之所以知道這一事實，是因為在現代歐洲人的DNA中，有大約2%來自尼安德特人。而且，一個人攜帶的2%與另一個人攜帶的2%並不相同，再加上全世界總共有約80億人，因此現存的尼安德特人DNA總量顯然比他們在地球上存在的時候還要多！

尼安德特人可能是最後一個在地球上與我們共同生活過的人類物種，我們只是僥倖勝出而已。大約5萬年前，現代人類到達印度尼西亞的佛羅里斯島（可能產生了災難性的後果），那裡是佛羅里斯人的家園。佛羅里斯人是在2004年才被發現的，他們有個暱稱叫“霍比特人”，因為他們的身高只有1米左右。島嶼矮態常見於生活範圍局促的物種，這是為了適應有限的食物資源，佛羅里斯人是唯一已知遭遇這一命運的人類物種。

佛羅里斯人有可能是直立人的後代，也可能是一種早於直立人走出非洲的未知古人類的後代。在180萬年前的當時，大量海水被封鎖在冰蓋中，因此東南亞半島的面積比現在要大，像佛羅里斯島這樣的島嶼在當時是可以直接通過陸地到達的。

隨著現代人類的足跡遍布世界，他們不僅遇到過佛羅里斯人和尼安德特人，還遇到過丹尼索瓦人。丹尼索瓦人的發現來自2008年在西伯利亞阿爾泰山脈的丹尼索瓦洞穴中出土的一根指骨，人們發現大部分東亞人身上都有丹尼索瓦人的DNA。這一髮現提出了一個問題：還有多少我們沒發現的其他古人類物種？由於大部分古人類物種的種群數量都不超過10萬人，可能最多100萬人，因此其骨骼化石是極其罕見的，有可能整個物種自始至終都沒有留下任何痕跡，只有在他們曾與智人或智人的某個祖先發生過雜交的情況下，其DNA才會保留下來並訴說著他們的秘密。

為什麼智人能夠成為最後唯一幸存下來的人類物種呢？這依然是一個未解之謎。其中一種可能性與我們更長的童年有關。在過去的150萬年中，自然選擇演化在我們的嬰兒期和青春期之間額外增加了6年的時間。實際上，這是由雙足直立行走造成的，因為直立的姿態需要讓臀部變窄，於是產道也隨之變窄。由於我們的腦長得越來越大，這迫使我們還處於胎兒階段時就要提早出生，將更多的生長髮育過程留到子宮外完成。

重要的是，有證據表明尼安德特人的童年更短，他們可能早在十一二歲就能達到性成熟。童年時期人腦的可塑性更高，也擁有更強的重連接能力，因此更長的童年為我們提供了對快速變化的環境更強的適應能力，而當時正值冰期末期，氣候快速變化，尼安德特人就在那時滅絕了。美國作家奇普·沃爾特(Chip Walter)說：“若非擁有漫長的童年，我們也不會成為留存到最後的猿人。”

或許，人腦在童年時期的劇烈適應性變化能夠解釋為什麼我們與祖先之間微小的DNA差異會產生如此不同的能力。儘管我們與黑猩猩有98%～99%的DNA都是相同的，但它們不會說話，更不會建造城市、製造智能手機或是登上月球。顯然，一定有某種東西將這1%～2%的基因差異放大，最終形成現實世界中超乎想象的巨大優勢。