第七章 石中血
渡鸦神送出飞鸟去刺破那黎明前的暗黑之墙;其中一只鸟儿在墙上啄出了一个洞,通过这个洞,太阳的光芒首次映照万物。就着晨晖他扔出了一把海豹的骨头,这些散落地面的骨头幻化作人类的形体,这便是最早的男人和女人。
——楚科奇民间创世神话
攻读斯坦福大学博士后期间,我和我未来的妻子生活在旧金山,每天要穿过旧金山半岛前往帕洛阿尔托。之所以选择日复一日的远程奔波,是因为我们更愿意生活在一座令人兴奋的、人群嘈杂且流动的城市中。我们的公寓在里士满街区(Richmond district),这里是俄罗斯移民社区的中心,与克莱门特大街的“新唐人街”(New China-town)比邻。晚上开车回家的路上,我喜欢收听全国公共广播电台的节目来打发时间,它差不多相当于英国广播公司第四频道的美国版。1997年秋天的一个晚上,当我正驱车在第25大道的时候,突然听到的一则消息差点让我失控撞向一辆迎面而来的公交车。惊魂暂定后我靠边停车,生怕错过一个字眼。
广播里,播音员正在播报,由慕尼黑大学斯万特·帕博教授(Svante Pääbo)领导的科研团队刚刚公布了尼安德特人的首个DNA序列。在某种意义上,这是人类学研究的圣杯之一——这个科学发现使我们有望回答这个领域中最古老和最具争议性的问题之一:现代欧洲人是从尼安德特人进化而来的,还是尼安德特人被从其他地方入侵的新人种替代了?
尼安德特人是1856年首次在尼安德特河谷的一个洞穴里发现的原始人类。尽管人们一开始并不是很愿意接受人类进化这个事实,但仅仅几十年过去,大多数人都已经接受尼安德特人是现代欧洲人的祖先这种说法。然而,20世纪80年代的基因研究对这个观点提出了质疑。如果确如线粒体DNA所证实的,现代人类是在离现在相对近的时间才从非洲走出来的,那么现代欧洲人怎么可能是从类似尼安德特人那样的原始人类进化而来的?尼安德特人可是存在于25万年前的。这是一个备受争议的问题,一些人类学家如密歇根大学教授米尔福德·乌尔波夫(Milford Wolpoff)就坚持DNA证据是错的,现代欧洲人在本质上是尼安德特人。
正如我们在第二章所见,如果想要使用现在收集到的数据来推测过去的诸多细节,唯一的问题在于运用那些研究DNA序列如何随时光流逝而变化的理论。尽管得到了一代又一代科学家所从事的遗传和进化研究的支持,但这些理论仍然还只停留在理论阶段。很不幸,我们也不太可能重返过去寻找证据以验证理论推导的合理性。还有别的办法吗?我们能够直接研究那些过世已久的祖先的DNA吗?
古人类DNA研究是斯万特·帕博和他在加州伯克利大学以及慕尼黑大学的同事们于20世纪80年代开创的新领域,在这些同事之中,就有因线粒体夏娃研究而闻名的艾伦·威尔逊。这项工作的动力在于挑战大家认为不可能的事情——通过检测早就过世的个体身上的DNA来重现过去。事实上,它是在试图发明一种基因时光机,以帮助我们直接回答有关远古祖先的遗传问题。最开始这项技术被应用于分析埃及法老的DNA,但很快人们就把它用在数百万年前的化石上。迈克尔·克莱顿(Michael Crichton)的小说《侏罗纪公园》(Jurassic Park)就是基于该领域研究者早年间的大胆憧憬而创作的,当时人们认为万事皆有可能,即便是从琥珀中保存下来的吸血昆虫的遗骸里提取出完整的恐龙DNA!
尽管截至目前,人们宣称从数千万年前的目标源中成功提取出DNA的消息最终都被证伪了,而且实际提取的往往是少量的现代DNA污染,但是从晚近年代或保存良好的几万年前的样本中提取DNA有时还是可能的。猛犸象和古阿尔卑斯山游客的冰冻遗体能够提供研究分析用的DNA,木乃伊和一些沙漠居民的干尸也同样如此。但即便到了这个时候,多数情况下我们的分析还只是局限于线粒体DNA,因为它在每个细胞中都存有数量巨大的样本,这使得某个样本在几个世纪以来类似俄罗斯轮盘赌的分子降解过程中更容易保存下来。可是,进行这类分析仍旧困难重重,因为大多数情况下生物一旦死亡,分子就完全瓦解了。这意味着提取不出DNA的遗憾远多于成功提取DNA的喜悦。但从中成功提取出DNA的少量案例就使得一切努力都值得了。正是在这样的思想的指导下,帕博团队研发出可靠的手段从古代样本中评估和提取DNA,在20世纪90年代他的实验室代表了当时该领域所能达到的最高水平,他们在这个领域是无可置疑的专家。
这个重大科学发现事实上得自对目前发现的年代最早的尼安德特人残骸的研究,也正是这个科学发现导致了我在旧金山差点去见上帝。研究团队也分析了一些所谓的类型样品,与其他古人类学家得出的结论全然不同——当慕尼黑大学团队去研究它们时,这些骸骨已经在波恩某处的博物馆荒置了近140年。帕博抓住了机会,他的研究生马蒂亚斯·克林斯(Matthias Krings)完成了这些分析,并把它作为自己博士论文的一部分。在超过一年单调沉闷的试错实验中,克林斯逐渐改善方法,提取出足够完好的线粒体DNA,而且建立起一个由105个碱基对组成的基因序列。当他把这些片段组合到一起时,所获确实非同寻常。克林斯回忆自己第一次看见4万年前的DNA时说:
我大体记得住基因的序列……而且我肯定能发现置换(DNA序列变化)。当我检查首个基因序列时,我感到一阵战栗。在一个通常只有三条或四条替代物的地方,我看到了八条。我想:“这是一个很有趣的序列。”
在不辞辛苦地用另外一块不同的骨头重复进行DNA提取工作并有确定结果后,克林斯又在另一块大陆的实验室里重复了这个实验(为了确定慕尼黑实验室里的结果不是人为污染物导致的),最后他确认了基因序列的有效性。在反复进行这个程序多次后,他竟然想方设法从这些遗留物中提取出了327个碱基对——这足以对它的进化趋异(evolutionary divergence)做一个在统计学上有显著意义的估计。尼安德特人的基因序列显然不同于现代人的线粒体DNA,但也不属于猿人。相反,它来自50万年前与现代人拥有共同祖先的原始人类。这个时间段与古人类学家关于所谓“古人类”(archaic humans)从非洲向欧洲拓殖的预计一致,它证明了尼安德特人不是现代人的直接祖先。相反,尼安德特人代表的是一个稍后被智人取代的地域性古人类群体——在智人身上我们是找不到这个群体的成分的。在研究所收集到的全世界数以千计的人类线粒体序列中,没有任何序列与克林斯的尼安德特人序列接近。尼安德特人在我们已知的现代人基因序列之外——因此他们代表了另外一个完全不同的人种。这些早期的研究成果被另外两个关于欧洲其他地区的尼安德特人遗传学研究证实,研究表明尼安德特人之间很接近,但是与我们现代人相去甚远。基因资料是无可辩驳的,现代欧洲人可追溯他们的祖先到非洲,和世界上其他地区的人一样。
根据前面章节讨论到的1.2万例Y染色体的研究,尼安德特人的结局给多源论画上了最后的句号。我们的原始人类亲戚被5万年前从非洲扩散的现代人取代了。尽管现在还有为数不多的人类学家坚持人类进化的多地区论,但是他们中的大部分人也承认并没有什么言之凿凿的证据。卡尔顿·库恩的幽灵终于被现代分子生物学安葬了。但是,你可能在想,如果尼安德特人被取而代之,那会是谁干的呢?