◎?qū)嵙?xí)記者 沈 唯

　　人類(lèi)的祖先古猿是何時(shí)開(kāi)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(guò)程又是怎樣的？這個(gè)未解之謎一直是人類(lèi)學(xué)領(lǐng)域重要的研究課題。主流的一種猜想認(rèn)為，人類(lèi)能夠直立行走，是我們的祖先在稀樹(shù)草原環(huán)境中進(jìn)化適應(yīng)的結(jié)果，這一猜想被稱(chēng)為稀樹(shù)草原假說(shuō)。

　　日前發(fā)表在美國(guó)《科學(xué)》雜志上的兩項(xiàng)研究顯示，耐旱草本植物在非洲崛起的時(shí)間比原先認(rèn)為的早1000萬(wàn)年左右，古猿的一些重要形態(tài)特征正是為了適應(yīng)樹(shù)木減少、草地增加的環(huán)境而進(jìn)化出來(lái)的。

　　稀樹(shù)草原假說(shuō)的依據(jù)是什么？稀樹(shù)草原出現(xiàn)的時(shí)間提前對(duì)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(shí)對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了解答。

　　稀樹(shù)草原出現(xiàn)時(shí)間與古猿進(jìn)化息息相關(guān)

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

　　黃石介紹，稀樹(shù)草原假說(shuō)的關(guān)鍵在于遠(yuǎn)古時(shí)代的冠層森林是何時(shí)轉(zhuǎn)變成稀樹(shù)草原，以及這個(gè)時(shí)間點(diǎn)是否與古猿開(kāi)始直立行走的時(shí)間一致。“因此把稀樹(shù)草原出現(xiàn)的時(shí)間提前到1700萬(wàn)—2000萬(wàn)年前，將對(duì)古猿進(jìn)化的研究范式產(chǎn)生顛覆性影響。”黃石說(shuō)。

　　過(guò)去的研究認(rèn)為，稀樹(shù)草原出現(xiàn)的時(shí)間或者說(shuō)人類(lèi)離開(kāi)冠層森林的時(shí)間大約是在距今1000萬(wàn)年前，與分子鐘計(jì)算的人類(lèi)與黑猩猩分離的時(shí)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(cè)量所判定的碳4植物的出現(xiàn)時(shí)間，但由于1000萬(wàn)年前的數(shù)據(jù)較少，因此該結(jié)論并不明確。

　　按照稀樹(shù)草原假說(shuō)，由于在這樣的環(huán)境中需要長(zhǎng)時(shí)間行走來(lái)尋找食物和水源，人類(lèi)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(shù)叢中生活的動(dòng)物相比，直立行走可以讓人類(lèi)的視野更加開(kāi)闊，也更容易觀察周?chē)沫h(huán)境和發(fā)現(xiàn)潛在的危險(xiǎn)。

　　離開(kāi)森林對(duì)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(huì)關(guān)系以開(kāi)展狩獵、分工合作等活動(dòng)。這些進(jìn)化適應(yīng)和變化為人類(lèi)的進(jìn)化奠定了基礎(chǔ)，推動(dòng)了人類(lèi)的進(jìn)一步進(jìn)化和智慧的發(fā)展。

　　“稀樹(shù)草原假說(shuō)并不是解釋人類(lèi)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。”黃石補(bǔ)充說(shuō)，其他的理論假說(shuō)還包括水棲人理論、樹(shù)棲理論、熱調(diào)節(jié)理論、運(yùn)輸理論等。而稀樹(shù)草原假說(shuō)在眾多假說(shuō)中占據(jù)主流地位的原因，可能是它解釋了古人與人猿類(lèi)在生存環(huán)境方面的主要差別——前者是在稀樹(shù)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(shù)草原的出現(xiàn)時(shí)間，而古猿的牙齒特征可以用來(lái)分辨其食用食物的種類(lèi)，古猿的骨骼特征則能夠用來(lái)判斷其體型大小和行動(dòng)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(jiàn)研究線索。例如，分子遺傳學(xué)通過(guò)研究DNA序列來(lái)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(guò)研究古猿化石在地理空間上的分布來(lái)了解古猿的演化歷程、遷徙和適應(yīng)能力等方面的信息；動(dòng)態(tài)地層學(xué)通過(guò)對(duì)巖石及沉積物的層序和年代測(cè)定來(lái)確定古猿化石的年代和演化時(shí)間線。

　　在近期發(fā)表的兩項(xiàng)新研究中，來(lái)自美國(guó)、加拿大、肯尼亞等國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)非洲東部9個(gè)哺乳動(dòng)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(wàn)年至1600萬(wàn)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(shù)木的草原。

　　而另一個(gè)由美國(guó)、烏干達(dá)等國(guó)的科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)則研究了烏干達(dá)莫羅托地區(qū)一個(gè)有2100萬(wàn)年歷史的遺址，通過(guò)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(huì)發(fā)生季節(jié)性干旱的林地—草原開(kāi)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(dòng)模式除了在樹(shù)上吃葉子和水果，也包括經(jīng)常在樹(shù)下行走，通過(guò)草原開(kāi)闊地，從一片樹(shù)林走到另一片樹(shù)林。

　　這兩項(xiàng)研究從多個(gè)層面把稀樹(shù)草原出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)往前推了1000萬(wàn)年左右，黃石認(rèn)為，這對(duì)推算古猿行走模式的變化時(shí)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(jì)算的人—猿分離時(shí)間屬實(shí)，即700萬(wàn)年前，那么現(xiàn)在流行的稀樹(shù)草原假說(shuō)就必須被推翻。”黃石解釋?zhuān)粼摾碚摮闪ⅲ瑒t不能解釋為何雙腿直立行走模式不是與稀樹(shù)草原同步出現(xiàn)。古猿生存環(huán)境從森林到稀樹(shù)草原的巨大改變，理論上也會(huì)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(jì)算出的結(jié)論成立，則意味著這種變化在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)并沒(méi)有發(fā)生。

　　而如果稀樹(shù)草原假說(shuō)被印證，人類(lèi)的雙腿直立行走模式就應(yīng)該與稀樹(shù)草原同步出現(xiàn)，那么分子鐘計(jì)算的人—猿分離時(shí)間就會(huì)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(lèi)學(xué)家所推出的人猿分類(lèi)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(lèi)，人與人猿類(lèi)的分離時(shí)間距今1800萬(wàn)年左右。

　　“這兩項(xiàng)新研究的結(jié)論對(duì)認(rèn)識(shí)從古猿到人的進(jìn)化過(guò)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(shí)也支持了與其相對(duì)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(lèi)的分離時(shí)間。”黃石說(shuō)。