尼安德特人基因组学研究进展

尼安德特人是现代人最近的旁支,也是化石资料最丰富的古人类。在现代人起源问题的争论中,尼安德特人对现代人是否有遗传贡献是一个焦点问题。文章综述了近年来关于尼安德特人线粒体基因组和核基因组的研究进展,初步研究表明尼安德特人可能对现代人有遗传贡献,这引发了人们对现代人起源问题的重新思考。藉尼人基因组研究经验进行的古人类基因组学研究将有望揭开现代人起源的谜团,并丰富进化生物学相关领域的理论体系。     

东亚现代人来源的考古学思考:证据与解释

现代人的起源与扩散是当今古人类学界极具争议的问题。目前,"多地区进化"假说和非洲起源为主的"同化"假说是该争议的两大阵营。在"多地区进化"假说的基础上,立足中国的化石材料,吴新智提出了中国乃至东亚古人类"连续演化、附带杂交"的假说,认为中国的现代人主要由本地古老类型人类演化而来。本文从现代人扩散关键时段的考古材料出发,讨论氧同位素5～3阶段(大约13～3万年)考古材料在研究中国现代人形成中的作用和存在的挑战。首先,概括介绍现代人起源的主要假说和现代人扩散的假定路线——南线和北线的多重证据;其次,在此背景下,通过对中国境内考古材料的概括,分析不同石器技术可能反映的现代人来源;最后,简要探讨立足考古材料研究现代人起源与扩散的挑战。总体而言,氧同位素5～3阶段的旧石器考古材料支持中国北方南部和中国南方古人类的连续演化,同时也指示了非洲扩散而出的现代人人群自西北地区和南方地区进入中国的可能性。该模式支持中国古人类"连续演化、附带杂交"假说,然而我们也认识到中国现代人起源研究的考古基础仍十分薄弱,使用考古学材料研究现代人扩散的理论基础也需探讨。目前,细化、完善基础考古数据仍是中国旧石器时代考古学和古人类学学者努力的主要方向之一。如此,我们才能够更加有效地将人类化石与考古学证据融合,进而结合分子生物学的研究,更为全面地理解现代人的起源与演化。     

远古的馈赠：近现代人类基因溯源突破性进展写在2022年诺贝尔生理学或医学奖颁布之际

2022年诺贝尔生理学或医学奖授予瑞典生物学家斯万特·帕博（Svante P??bo）,以表彰他在古人类基因组学和人类起源方面做出的决定性贡献。关于人类起源,存在各种学说,目前主流的观点是“走出非洲学说”。斯万特·帕博在开创一门新的学科——古人类基因组学的同时,一直在不断完善“走出非洲学说”。他借助各种生物学技术,从基因组学的角度去深入探究人类起源,发现我们身体内保留着一些来自古人类的基因印迹。这项研究意味着在研究某些疾病的时候可以追根溯源,而不是将眼光局限于基因本身,探究某个基因从哪里来将会是研究疾病的全新思路。本文总结了他在研究过程中对相关生物技术的革新、基于线粒体和核基因组对古人类的探究以及相关成果,并介绍了一些源自古人类的基因及其有关信息。     

卡氏尖在中国古人类化石中出现及其演化意义

欧洲与亚洲古人类之间的关系一直是人类演化研究的关注点。基于对化石形态的研究,一些学者认为中国与欧洲古人类之间在更新世中、晚期存在一定程度的基因交流,并提供了支持基因交流的系列形态证据,但古人类学界对其中一些形态特征的人群属性、功能意义及形成机制存在不同认识。本文采用釉质外表观察和CT扫描方法对卡氏尖在98枚中国古人类上颌臼齿化石的出现和表现情况进行了数据统计和分析,并与非洲和欧洲古人类进行了对比。本研究发现卡氏尖在中国古人类具有较高的出现率(27.6%-62.5%)和多种形态表现。此外,在多枚中国古人类上颌臼齿发现两个通常只出现在在黑猩猩和非洲早期人类的原始卡氏尖表现:齿带-原尖脊和齿冠舌侧横行沟及屋檐状结构。基于这些发现,作者支持卡氏尖是从猿类,经过不同演化阶段的古人类,一直延续到现代人的一个古老特征的观点。卡氏尖在中国古人类的表现特点提示出现在中国古人类的卡氏尖更有可能是古老原始特征的残余。本研究显示,卡氏尖在中国与欧洲古人类都具有较高出现率,而卡氏尖在中国古人类的表现程度较同时期欧洲古人类更为显著。因此目前还没有足够的可信证据支持卡氏尖是中国与欧洲古人类之间基因交流的造成化石形态特征。     

门齿孔位置在中国古人类化石与现代人群的表现及其演化意义

魏敦瑞在研究周口店北京直立人化石时发现,位于上颌骨硬腭表面的门齿孔位置在周口店标本靠后,而在现代人靠近齿槽。此后,门齿孔位置作为具有演化意义的形态特征被用于古人类学研究。迄今,对门齿孔位置在中国古人类化石表现的专门研究仅有周口店一件标本,而在现代中国人的数据尚属空白。鉴于此,本文对门齿孔位置在中国古人类化石以及现代中国人标本进行了观察、测量和数据统计。在此基础上,结合世界其他地区古人类数据资料,本文对门齿孔位置在中国古人类化石的表现特点及其演化意义进行了探讨。本研究发现,从更新世早期到更新世晚期,门齿孔位置在中国古人类呈现由后向前的总体变化趋势。更新世早期和中期直立人（郧县曲远河口、周口店）的门齿孔位置都比较靠后;中更新世晚期的部分中国古人类（大荔、长阳、华龙洞）的门齿孔位置前移,并与现代人接近,而金牛山和巢县门齿孔位置比较靠后,位于直立人范围;在更新世晚期,所有中国古人类都比较靠前,位于现代人变异范围。本文对现代人标本的观测显示,门齿孔位置在现代中国人比较靠前。现代人门齿孔大小及形态存在较大变异,这种表现特点在一定程度上影响对门齿孔位置及演化意义的判定。几乎全部现代人标本门齿孔前缘呈开放状态,门齿管从开口处的门齿孔向后上方呈不同程度倾斜走向。这一发现与魏敦瑞提出的现代人门齿管垂直走向的观点不同。综合本文采集的中国古人类化石、现代中国人标本门齿孔位置数据,以及世界其他地区古人类门齿孔位置数据资料,我们认为门齿孔位置在人类演化过程中呈现较规律的变化,门齿孔位置靠后应该是一项相对原始的特征。     

山东新泰乌珠台人类牙齿的形态学特征

近些年在东亚发现的晚更新世现代人化石及其研究使得关于该地区现代人起源问题更加复杂,更多该时段人类标本的研究有助于对其有更清晰的认识。1966年在山东新泰乌珠台发现一枚古人类下颌臼齿,吴新智和宗冠福(1973)对其进行了报道,而后再无详细研究。本文将使用牙齿非测量性状的半定量化(分级)、齿冠外轮廓形状的几何形态测量、基于显微断层扫描(Micro-computed tomography 或micro-CT)的釉质厚度、釉质厚度分布规律和齿质表面三维结构复原等方法对乌珠台人类牙齿进行综合研究,进而对东亚晚更新世古人类牙齿形态特征变异有一个进一步的了解。结果显示,乌珠台人类牙齿的形态特征基本与现代人接近,但其所表现出的三角座横脊、Y型齿沟排列、原附尖在现代人中出现率较低,而更多发现在直立人或尼安德特人中。相对于东亚其他晚更新世现代人,乌珠台M3所表现出的特征组合具有特殊性,增加了东亚晚更新世现代人的牙齿形态特征多样性。未来研究可尝试测定乌珠台人类牙齿的绝对年代,以更好的将其归入到现代人演化序列中去。     

中欧古人类可能有过基因交流

我国科学家对南京直立人 (猿人 )头骨最新研究成果显示 ,中国古人类在进化过程中 ,可能曾经少量地接受过外来基因。这一重要发现 ,为中外学者近年提出的“现代人起源多地区进化”学说、“中国古人类连续进化附带杂交”学说 ,提供了新的化石证据。1 993年在南京东郊汤山葫芦洞发现的两具早期人类头骨化石 ,是我国继北京人、蓝田人、元谋人、和县人之后 ,又一举世瞩目的重大发现。近年来 ,由吴汝康、李星学、吴新智 3位中科院院士带领 2 9位古人类学、古生物学、地质学专家 ,对其进行了多学科综合研究。科学研究证实 ,南京汤山早期人类头骨与…     

辽宁建平古人类肱骨形态结构分析

1957年,在辽宁省建平县发现了一根古人类肱骨化石,编号PA103。通过同一批龙骨中筛选的哺乳动物化石,吴汝康推断PA103应该为更新世晚期古人类,并对该化石进行了表面形态特征观察和描述。为了对PA103化石的内外结构进行更全面的了解,除了线性测量数据的对比,本文还通过计算机断层扫描技术,结合生物力学和形态示量图分析对建平古人类右侧肱骨化石PA103进行了分析。通过本研究发现,PA103骨干横断面的生物力学粗壮度和力学形状指数明显小于尼安德特人,而与同时期欧亚大陆古人类不利手侧最为接近,这说明建平人右侧肱骨可能不是惯用手,同时,建平人的行为活动应该与同时期同地区的古人类处于同一水平,而小于尼安德特人。整体来看,PA103骨干骨密质厚度和截面惯性矩与近现代人的分布模式较为接近,除局部数值增大外,其整体数值小于近现代人的平均水平,这可能与遗传或行为活动有关,由于缺少古人类化石对比数据,更详细的了解还需后期开展更多相关的研究。     

中国现代人起源与演化的考古学思考

越来越多古人类学和旧石器时代考古学的发现与研究成果极大地改变了我们对现代人类起源、演化和适应理论问题的看法。中国作为东亚一个幅员辽阔的地理区域,已经成为这项研究的热点地带。来自该地区新的人类化石和石器组合对基于非洲和欧亚大陆西部记录构建的“现代人出自非洲说”（Recent Out-of-Africa）提出了挑战。新的古人类学研究结果表明,早期现代人出现于约100 kaBP的中国南方,可能（至少部分）是由那里的土著居民演化而来。一些古老型智人表现出了与早期古人类镶嵌或过渡性的体质特征,并可能与尼安德特人和丹尼索瓦人杂交混合。同时一些遗址出土的打制石器表现出了早期现代人类技术和行为的复杂性。中国北方的小石片石器主工业和南方的砾石石器主工业贯穿于整个更新世,然而从约40 kaBP开始,石叶技术开始出现在中国北部,紧随其后的是这些地区骨制工具和个人装饰品的出现,这表明,更新世晚期西伯利亚和中亚地区与我国北部可能存在着紧密的文化关系,东北亚地区可能存在着由西北向东南的迁移路线。人类化石和考古学证据表明,中国现代人类起源和适应的过程与机制可能与欧亚大陆西部有所不同。本文对有关中国现代人类起源与演化的考古学研究所取得的新发现和进展进行了总体回顾,从考古学角度阐述了对相关重要学术问题的看法,并为未来的研究提出了方向性建议。     

《古人类学》简介

国内外,有关人类起源的书籍已经出版不少,但是,这类书的大多数往往为了照顾到有较广泛的读者,在内容上不得不有所取舍,很难完全满足专业读者的要求。 古人类学者或有志于古人类学研究的人,总是希望能看到一本全面地介绍各种有关化石材料和观点的参考书。特别是近十余年来,古猿类和古人类的化石屡有发现,对化石材料的一些传统的解释显得无力了;在新的化石材料面前,古人类     

沉积物古DNA探秘灭绝古人类演化

古DNA领域首次从世界不同洞穴遗址的沉积物里提取古核基因组以揭示相关物种演化的突破性进展,标志着沉积物古DNA研究正式进入全基因组时代。近期,一种新的沉积物古核DNA富集方法成功从西班牙Estatuas洞穴沉积物里捕获多个尼安德特人的核DNA,揭示该灭绝古人类群体此前未知的人口更替的历史。沉积物古核DNA富集突破了古DNA研究依赖化石材料的限制,为深入探究远古不同人类群体在更宏大时空框架下迁徙、演化与适应的历史提供了更多可能。由此,本文将着重解读该研究带来的对尼安德特人遗传历史的新认识及其方法创新的重要意义;此外还将结合人类化石DNA及其他沉积物研究所发现的灭绝古人类线粒体DNA证据,厘清尼安德特人的种群多样性及其种群间分离或替代的历史。     

史前古人类之间的基因交流及对当今现代人的影响

古DNA实验技术及高通量测序技术的出现和发展,使得直接从古老化石中进行遗传物质的提取及测序成为可能,与古人类相关的基因组学研究因此取得了一系列突破性进展,已灭绝的古老型人类(如:尼安德特人和丹尼索瓦人)与非洲以外现代人之间基因的相互影响已被诸多证据所证实。研究表明,在史前时期,早期现代人向非洲以外地区扩散时,遭遇到了现已灭绝的古老型人类,他们在同一时空内长期共存,并发生了基因交流,有一部分古老型人类基因因此流向了现代人,有些基因一直流传至今,对当今现代人的基因组成产生重大影响;此外,不同古老型人类之间也存在基因交流;而早期现代人也对部分古老型人类的基因组成造成了影响。化石与古DNA信息的证据均表明,史前各种人类之间的基因交流在多个地区发生多次,他们的基因交流共同构建了当今现代人的基因库,并在生理机能、形态和疾病发生率等方面对现代人造成了深远的影响。     

中国古人类遗址年代学的研究进展与问题

我国丰富的古人类遗存为研究东亚乃至全球古人类起源、迁徙和演化提供了重要的基础材料与数据.对已发表的2000多处旧石器时代古人类遗址年代学数据的整理和统计分析发现,绝大多数遗址目前仍缺少基本的年代学数据,不足20％的遗址开展过测年,仅10％左右具有相对可靠的年代学数据,只有极少数开展了多种测年方法的交叉定年.对于80多处...     

高中生物新教材第七章、第八章、第九章内容分析及教学建议

第七章　生物的进化1　教材分析本章教材安排了“现代生物进化理论简介”、“生物的进化过程和分界”、“人类的起源和发展”三节内容。与原教材相比 ,本章在知识结构体系上作了重大调整 ,删去了“生命的起源”、“生物进化的证据”两节内容 ,只保留了“生物进化”一节的部分内容。这样处理使新教材的内容更科学、更严谨 ,更符合学生的认知发展规律。“现代生物进化理论简介”是本章教学重点 ,这节内容是在原教材“生物进化学说”基础上的“提升”。“种群是生物进化的单位”部分主要讲述了种群、种群基因库、基因频率等基本概念 ,尤其是种…     

智人如何演化? ——基因及化石证据挑战流行的现代人演化模型

<正>过去三十年,我们对智人演化的理解有了很大的进步。大多数研究支持现代人在约20万年前起源于非洲,但最新的发现显示实际情况比预期更复杂。研究者证实了智人和其他人属之间存在杂交,拿出了摩洛哥的智人早到距今30万年的证据,而且似乎智人的颅骨形态是逐步演化的。尽管日渐积累的证据仍然指向所有现代人都是非洲智人种群的后代,这些种群(在扩散过程中)取代了当地古老的人种,但是,现代人起源的模型需要考量当地古老人群灭绝前与现代人之间发生的可观交流。这些最新研究结果     

东亚中更新世古人类下颔第二臼齿釉质-齿质连接面三维形状和釉质厚度分布

东亚中更新世古人类在头骨、下颌骨、牙齿等解剖部位表现出不同程度的形态多样性,中期成员代表为直立人,而晚期成员的演化地位具有较大争议。为进一步了解东亚中更新世古人类内部的形态变异特点和为东亚中更新世晚期古人类分类提供依据,本文使用微分同胚的表面匹配（Diffeomorphic Surface Matching, DSM）和形态测量图（Morphometric map）对下颌第二臼齿（M₂）釉质-齿质连接面的形状和齿冠侧面釉质厚度分布模式进行了量化分析。结果显示：1）东亚中更新世古人类与晚期人属成员（尼安德特人和现代人）存在较明显的形态差别;2）该时段晚期的东亚古人类相对中期直立人在侧面釉质厚度分布规律上具有独特性,并在釉质-齿质连接面的三维形状上与晚期人属成员更加接近。本文在以往对东亚中更新世古人类牙齿内外结构单个性状研究的基础上,使用三维形态测量方法进一步量化了M₂釉质-齿质连接面三维形状和侧面釉质厚度分布模式两项重要特征的变异特点,这对未来该时段同类型牙齿的形态鉴定以及解决东亚中更新世晚期古人类的分类地位具有一定意义。     

贵州毕节韦家洞古人类遗址年代测定及人牙的形态学意义

2007年贵州毕节韦家洞首次发现古人类活动遗物。2016~2018年对遗址做深入考察,发现韦家洞是一个严重破坏的晚更新世古人类遗址,在深度破坏的扰乱层中出土了大量古人类活动证据,包括石制品、动物烧骨和人类牙齿,2018年在洞口和洞内深处发现残留的原生文化层。本文报告了韦家洞原生文化层的¹⁴C年代测定结果,距今1.2~2.7万年前,属于晚更新世末期。同时,观察描述了韦家洞出土的一枚古人类上颌第四前臼齿化石,对牙齿形态测量进行了研究比较,发现韦家洞人牙测量值落在现代中国人变异范围内,牙冠咬合面及釉质-齿质交界面EDJ形态简单,牙根短,根管简单纤细,与现代人相似。牙冠颊舌径大,具有三角形隆起和齿带,牙冠颊侧和舌侧均有垂直沟,近中和远中缘有边缘副结节,牙根中部膨大,这些特征显示了韦家洞人牙形态的原始性。综合比较国内外出土的古人类上颌第四前臼齿的形态特点及其演化趋势,结合遗址年代测定结果,我们认为韦家洞出土的人类上颌第四前臼齿形态特点体现了古人类牙齿演化的镶嵌性,为晚更新世东亚早期现代人的形态变异及其演化增添了新证据。     

环境演变背景下的早期人类起源与演化

正我们越来越关注环境变化对人类自身生活的影响,然而早期人类起源与演化是否和全球环境演变有某种关系呢?相关研究结果显示,人类的起源与演化固然有其内在的因素在起作用,但外部自然环境的变迁也对其产生了十分重要的影响。古人类学研究表明,人类演化具有阶段性,并且在某些时段具有类似于突变的特征。而古人类这种演化特点和新近纪以来古气候、古环     

早期现代人在中国的出现与演化

兴起于上世纪80年代的现代人起源研究与争论在近10年来呈现出一些新的趋势或特点, 主要体现在对现代人起源与演化细节过程的关注。这些新的关注点涉及早期现代人的出现与扩散、中更新世晚期-晚更新世早期人类化石特征变异及演化, 以及早期现代人出现与演化过程中的健康与生存适应活动三个方面。围绕这些问题, 中国古人类学界开展了相关研究并获得了一些新的发现和认识。本文对近10年来早期现代人在中国出现与演化领域的研究进行了回顾, 并对相关问题进行了讨论。     

中国人类化石的主要发现和理论探索(1922-2009)

文中简要回顾和总结近90年来中国古人类学的发展历程与脉络,重在梳理中国人类化石的发现、解剖特征、年代测定,以及建立在这些研究基础上所提出的主要理论学说,收尾于中国现代人类起源之论争.对中国古人类化石的形态学特征的比较研究导致为中国的人类进化提出新的假说-连续进化附带杂交说.这个假说同样获得古文化和古环境丰富信息的支持.