◎?qū)嵙?xí)記者 沈 唯

　　人類的祖先古猿是何時開始從四肢爬行進(jìn)化成雙腿直立行走，進(jìn)化的契機(jī)和過程又是怎樣的？這個未解之謎一直是人類學(xué)領(lǐng)域重要的研究課題。主流的一種猜想認(rèn)為，人類能夠直立行走，是我們的祖先在稀樹草原環(huán)境中進(jìn)化適應(yīng)的結(jié)果，這一猜想被稱為稀樹草原假說。

　　日前發(fā)表在美國《科學(xué)》雜志上的兩項研究顯示，耐旱草本植物在非洲崛起的時間比原先認(rèn)為的早1000萬年左右，古猿的一些重要形態(tài)特征正是為了適應(yīng)樹木減少、草地增加的環(huán)境而進(jìn)化出來的。

　　稀樹草原假說的依據(jù)是什么？稀樹草原出現(xiàn)的時間提前對古猿進(jìn)化研究有何影響？5月4日，中南大學(xué)遺傳學(xué)教授黃石在接受記者采訪時對上述問題進(jìn)行了解答。

　　稀樹草原出現(xiàn)時間與古猿進(jìn)化息息相關(guān)

　　稀樹草原是非洲的代表性景觀，是一種在開闊草地上散布著零散樹木的生態(tài)系統(tǒng)。在稀樹草原中占據(jù)主導(dǎo)地位的是碳4草本植物，這類植物對水的利用率較高，能適應(yīng)高溫、干燥氣候。

　　黃石介紹，稀樹草原假說的關(guān)鍵在于遠(yuǎn)古時代的冠層森林是何時轉(zhuǎn)變成稀樹草原，以及這個時間點(diǎn)是否與古猿開始直立行走的時間一致?！耙虼税严洳菰霈F(xiàn)的時間提前到1700萬—2000萬年前，將對古猿進(jìn)化的研究范式產(chǎn)生顛覆性影響?！秉S石說。

　　過去的研究認(rèn)為，稀樹草原出現(xiàn)的時間或者說人類離開冠層森林的時間大約是在距今1000萬年前，與分子鐘計算的人類與黑猩猩分離的時間大致一致。黃石表示，得出這一結(jié)論的主要依據(jù)是碳同位素測量所判定的碳4植物的出現(xiàn)時間，但由于1000萬年前的數(shù)據(jù)較少，因此該結(jié)論并不明確。

　　按照稀樹草原假說，由于在這樣的環(huán)境中需要長時間行走來尋找食物和水源，人類便逐漸演化出了直立行走的行走方式。與四肢爬行或者在矮樹叢中生活的動物相比，直立行走可以讓人類的視野更加開闊，也更容易觀察周圍的環(huán)境和發(fā)現(xiàn)潛在的危險。

　　離開森林對于古猿而言意味著需要適應(yīng)草原、半干旱地區(qū)等新的地貌和氣候環(huán)境，還需要發(fā)展出更為復(fù)雜的社會關(guān)系以開展狩獵、分工合作等活動。這些進(jìn)化適應(yīng)和變化為人類的進(jìn)化奠定了基礎(chǔ)，推動了人類的進(jìn)一步進(jìn)化和智慧的發(fā)展。

　　“稀樹草原假說并不是解釋人類為什么能夠直立行走的唯一理論，也不是被充分論證的理論?！秉S石補(bǔ)充說，其他的理論假說還包括水棲人理論、樹棲理論、熱調(diào)節(jié)理論、運(yùn)輸理論等。而稀樹草原假說在眾多假說中占據(jù)主流地位的原因，可能是它解釋了古人與人猿類在生存環(huán)境方面的主要差別——前者是在稀樹草原，后者則是在森林。

　　新結(jié)論或?qū)旁尺M(jìn)化研究具有顛覆意義

　　分析碳4草本植物可以確定稀樹草原的出現(xiàn)時間，而古猿的牙齒特征可以用來分辨其食用食物的種類，古猿的骨骼特征則能夠用來判斷其體型大小和行動模式。

　　除此之外，黃石還介紹了古猿進(jìn)化研究中其他的常見研究線索。例如，分子遺傳學(xué)通過研究DNA序列來了解古猿的親緣關(guān)系、種群分化和進(jìn)化速度等方面的信息；生物地理學(xué)通過研究古猿化石在地理空間上的分布來了解古猿的演化歷程、遷徙和適應(yīng)能力等方面的信息；動態(tài)地層學(xué)通過對巖石及沉積物的層序和年代測定來確定古猿化石的年代和演化時間線。

　　在近期發(fā)表的兩項新研究中，來自美國、加拿大、肯尼亞等國的研究團(tuán)隊對非洲東部9個哺乳動物化石的出土地點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查，分析發(fā)現(xiàn)在距今2100萬年至1600萬年間，碳4草本植物在這些地區(qū)已經(jīng)非常豐富，植被環(huán)境多種多樣，既有茂密的森林，也有點(diǎn)綴著樹木的草原。

　　而另一個由美國、烏干達(dá)等國的科學(xué)家組成的團(tuán)隊則研究了烏干達(dá)莫羅托地區(qū)一個有2100萬年歷史的遺址，通過分析當(dāng)?shù)爻鐾恋哪_托古猿的骨骼和牙齒特征，發(fā)現(xiàn)莫羅托古猿生活在會發(fā)生季節(jié)性干旱的林地—草原開闊環(huán)境中，主要食物是含水量較低的葉子，而不是多汁的成熟果實(shí)，其行動模式除了在樹上吃葉子和水果，也包括經(jīng)常在樹下行走，通過草原開闊地，從一片樹林走到另一片樹林。

　　這兩項研究從多個層面把稀樹草原出現(xiàn)的時間點(diǎn)往前推了1000萬年左右，黃石認(rèn)為，這對推算古猿行走模式的變化時間點(diǎn)具有重要意義。

　　“按照最新研究得出的結(jié)論，如果目前主流認(rèn)為的根據(jù)分子鐘計算的人—猿分離時間屬實(shí)，即700萬年前，那么現(xiàn)在流行的稀樹草原假說就必須被推翻?！秉S石解釋，若該理論成立，則不能解釋為何雙腿直立行走模式不是與稀樹草原同步出現(xiàn)。古猿生存環(huán)境從森林到稀樹草原的巨大改變，理論上也會引起古猿生存方式和生理模式的相應(yīng)劇變。但如果分子鐘計算出的結(jié)論成立，則意味著這種變化在很長一段時間內(nèi)并沒有發(fā)生。

　　而如果稀樹草原假說被印證，人類的雙腿直立行走模式就應(yīng)該與稀樹草原同步出現(xiàn)，那么分子鐘計算的人—猿分離時間就會被推翻。這就直接支持了之前流行的、由古生物學(xué)家和古人類學(xué)家所推出的人猿分類模型。該模型認(rèn)為與人親緣關(guān)系最近的物種不是黑猩猩，而是人猿類，人與人猿類的分離時間距今1800萬年左右。

　　“這兩項新研究的結(jié)論對認(rèn)識從古猿到人的進(jìn)化過程具有重大意義，在一定程度上挑戰(zhàn)了流行的分子進(jìn)化理論，同時也支持了與其相對的遺傳多樣性上限理論以及按該理論分析DNA所推導(dǎo)的人與人猿類的分離時間?！秉S石說。