在这样的分析里,普理察和同事找寻的是一些理应经过重组而多变化、但实际上却不然的染色体古老区段。这些特定基因组区段看起来要比它的实际年龄年轻,显示在相对晚近时分有些事情发生,而造成其形态的改变;换句话说,由于天择的作用,某段结构相似的珠链在族群当中散播开来。
普理察解释道我们寻找的是还没有定型的事件。”他指的是一些还没有为族群里所有成员共享的时髦珠链片段。他们这么做的目的,是为了要分别估算每一区段遗传变异的预测值,当作一种内部的对照值;这种做法会使他们统计分析的效力变得更强大,也让得出正值的染色体区段更有可能是真正经的。
普理察针对他们缜密的工作做了讨论,试图解释这种分析方法先天具有的偏差。也讨论了HapMap数据库包含三个不同族群的数据所造成的限制。HapMap是生物医学研究人员跨国合作计划下的产物,他的兴趣在找寻与常见疾病有关的基因变异,好比糖尿病与高血压,而不是特别为了增进我们对演化史的了解而进行的;但普理察的小团队却想出办法来,让该数据库为其所用。
他们的分析显示,人类基因组里有数以百计的区域都受到天择的强力拣选,而且这些区域散布在所有23对染色体的各个角落;看起来基因组里到处者卩是线索,携带了我们这个物种演化的历史。不过这项研究里最了不起的发现,也是促使我前来找普理察讨论的原因,是这些受到天择拣选的事件发生的时间是如此晚近它们都发生在过去的一万年当中。
通常我们认为天择是漫长而又缓慢的过程,达尔文与其他演化生物学家都习惯以百万年当作天择发生的时间单位,也就是某个新特征带来的微小优势,在百万年的长时间下胜出,赢过不那么成功的对手。“适者生存”这句由19世纪社会科学家斯宾塞(HerbertSpencer)所说的话,指的就是逐步累积的遗传变异,最终让某个物种更适合其生存的环境。以细菌或果蝇这类模型生物所作的实验显示,这些选择优势只有1%的零头,也就是说带有该优势特征的个体,得经过好几千代才看得出天择的效果;换句话说,要那么久才会出现某种广泛分布的珠链排列方式。然而普理察的研究显示,在过去一万年间(差不多是人类繁衍350代的时间)发生了数以百计的天择事件,代表我们这个物种在这段时间内遭受了非常强大的天择压力。
究竟是什么造成了人类基因组出现如此巨大的改变呢?普理察欣然承认他的方法可能会有偏差,而导致这样的结果;但他也强调后续的分析支持他的发现过去一万年间确实比之前的时段有更强的天择压力。之后其他研究人员也证实了普理察的发现,指出这段时间的确在人类基因组当中造成了数量更多的改变。为了想要了解这些事件发生的确切时间,我们得从DNA以外的其他地方寻找,也就是从古人类学的石头及骨头着手。
人类独霸世界舞台的关键时刻
在生物的天地里,人类这个物种还算是新来乍到。像鲎及鲨鱼这些生物的纪录,可在一亿年之前的化石中发现,而人类祖先(包括直立行走的猿类)要到约五百万年前才出现。人属(Homo)的出现还要更晚,约是二百三十万年前,才有头一个拥有大脑袋、会制作石器的原始人“巧人(Homohabilis)及其后代“直立人(Homoerectus)的出现。拥有更大的脑子、外形更像现代人的原始人,约在五十万年前出现,但与我们还不属于同一物种。换句话说,在演化的舞台上,我们是新上台者。
近来有人针对李基(RichardLeakey)于1967年在非洲衣索比亚南部奥摩河的基比许地层(KibishFormation)发现的化石,重新做了分析;该化石可是我们这个物种,智人(Homosapiens),头一回以可辨识的模样出现在十九万五千年前左右的证据。早先这些化石的年代给定在十三万年前,但更新的方法显示,该化石的年代还要比那早上六万五千年。在古人类学这个极度爱好争论、且单一发现就能改写历史的领域,该年代定位看来还算相当确定。未来还可能会有更古老的人类化石残骸给发掘出来,但就目前所知,那是已出土的现代人化石中年代最久远的。
年代其次古老的人类化石,比那晚了约有四万年之久,于衣索比亚的赫脱(Herto)及摩洛哥的杰贝尔伊洛德(ebelIrhoud)两地出土;但真正有显著数量的智人化石纪录,年代还要更晚,约在十二万年前。其中最出名的发现地,是在如今位于以色列的卡夫泽(Qafzeh)与斯库尔(Skhul)洞穴,以及南的克拉西斯(Klasies)河谷。在长达七万五千年的时间内,智人化石的数量稀少,可能是由于人口密度不高所致,或单纯就只是化石纪录的研究还不够详细。但那给人的印象是古早人类是相当罕见的物种,只生活在非洲与中东地区。
根据已知人类化石出土地点的数目,以及从人类基因组得出的线索,我们可以从最早的时间点开始,估算人类这个物种的古人口统计学。如果把它画成曲线,将得出一个有趣的图案(图2)我们这个物种从二十万年前左右开始出现,一直到V万年前左右,族群大小虽然不知,但大致维持相当稳定的数目。
从人类化石残骸的稀少来看,其族群规模不大,但散布于整个东非与北非地区。大约在十二万年前,人类于中东与南爿N也区出现时,仍无证据显示人类族群数量有显著的变化,只不过这批数量不多且四处分散的族群,开始游荡到新的领域。当时的中东基本上是北非的地理延伸,拥有目近的气候、植物目与动物相;因此这些早期人类并没有离开他们的非洲老家太远,也当时的与人。
然而在八万年前到五万年前之间,有某些重大事件于人类族群中发生人类的化石及考古纪录都找不到了,到处都没有什么人类存在的痕迹,包括非洲在内。好似人类碰上了灾难性的挑战而躲避起来,并舍弃了他们在中东及南爿的定居地。从表面证据来看,人类似乎经历了一场人口崩溃;根据最新的基因分析,事实也确实如此我们评估现代人当中的基因变异程度,发现要比人类的近亲,也就是黑猩猩等类人猿低得多。由此可以估算在七万年前左右,人类族群的规模不会超过两千人。在我们这个物种二十万年的人口曲线上,那可以说是濒临绝种的最低点;但接下来在六万年前左右,有些事情发生,改变了该人口曲线的走向,这在数学上称为“反曲点”。人类族群的规模开始增加,非丨、丨与中东以外地区也在此时开始有人的踪迹出现。在接下来的四万五千年间,人类遍布了各大洲(南极洲除外),人数则从人口崩溃后幸存的几千人,增加至几百万名狩猎采集族,足迹遍及全世界。究竟是什么造成了这种扩张,我将于第四章讨论。
到了一万年前,又有一项关键事件发生!使得人口曲线出现另一个改变人口急遽增加,使得人口数从几百万增至目前的六十亿之多,这可是人类这个物种真正的突飞猛进,可以说是让人类得以独霸世界舞台的“大爆炸(BigBang)那究竟是什么引起了一万年前突然出现的人口急遽增长呢?如果你是考古学家的话,马上就可以说出答案:人类从那时起开始定居下来,并且自觉地做出决定,改变人与自然的关系,也就是发展农业。
狩猎采集族仰赖的是“寻找”食物源,农业则是“创造”自己的食物。这项在维生养分的取得上看来简单的转变,可是引发了人类史上的巨变。人类不再局限于有足够动植物供应以维生的所在,而能对食物的供应有所掌控;造成的结果是食物不再是某地能有多少人口的决定因素。我将于下一章讨论这一切是怎么发生的,在此我们只需要知道,控制了食物的来源,人类就有能力“决定”某地可以有多少人生存。就算人口增加了,生产更多的粮食也相对简单。这项生活方式的根本改变,也就引发了人口生长曲线的“大爆炸”。
那目前的情况又是如何?有意思的是,当我们预估21世纪的人口变化时,人口曲线逐渐变得平缓,到世纪末以前将成稳定的状态。会有这样的结果因素很多,从医学到经济学不等,但造成的结果,将是人类生活形态的另一次大转变。人类这个物种从六万年前以来,就一直处于人口加速成长的曲线之上,这将是人类打从古老非洲大地向外拓展以来!头一回面对人口成长停滞的日子。
根据联合国估计,到公元2050年以前,地球上活着的人当中,年龄超过六十岁的人口要比小于十五岁的还多,就算在多数发展中国家也是一样。我们从新闻里已经读到及听到,这种人口组成的改变将给社会制度带来紧张,特别是20世纪有关“退休”的观念。同时,该转变也会带来新的契机,这点将于本书后面提到。根据美国洛克菲勒大学人口统计学家柯亨(JoelCohen)的观,点,人类这个物种将在该时刻“超越我们的童年及青春期”。
人口曲线上的每一个反曲点,都代表人类这个物种的命运出现了改变从濒临绝种到遍布全球,以及从一万年前开始,人口出现指数增长;同时也都在我们的基因与文化当中留下痕迹。在未来的世纪中,我们将从快速扩张的族群进人较为稳定的状态,甚至还可能走下坡。对一个习于扩张与征服的物种而言,这样的改变将造成怎么样的影口向?
不过,我们先来关心大爆炸这件事,也就是人类转型进人农业社会后,人口的大幅增加。根据普理察的基因研究结果,一万年前的这个时间点是重要的,因为人类在那段时间内遭受了极大的天择压力。人类改变了植物与动物,好让自己发展出不断扩张的农业社会;但从基因的数据来看,动植物可能也回头来改了人。
天择青睐的基因
普理察的研究结果!并不只是在我们的染色体里指出哪些区段在过去一万年间遭到了天择拣选,同时还指出其中哪些基因可能是天择的目标。