人是怎样进化来的
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/23 19:30:14
人是怎样进化来的
人是怎样进化来的
人是怎样进化来的
这个问题 到目前为止,还没确定的说法.
人类从哪里来似乎是我们永恒的谜
现在有的基因学家宣称, 我们所有的现代人在15万年前有一对共同的祖先.而寻根之旅所能依据的线索就是我们的身体,透过血液,我们尝试穿越时空去寻找15万年前的共同祖先.
发现古猿人
2004年,人们在印尼小岛上发现奇特的人类头盖骨.专家认定他脑量只有380毫升,身高1.08米.这个距今18000年前的小矮人,被称为50年来最伟大的发现之一.
1992年,在意大利阿尔塔穆拉,古人类学家在地下河冲蚀形成的迷宫般的岩洞深处,在距地面80米深的地方发现一个原始人头盖骨镶嵌在岩壁上,有50万年之久.专家们确定,这是一具保存最完整的海德堡人化石.
1924年在南非汤恩采石场,工人们在爆破时发现一个小孩头骨化石,专家认为他生活在距今120万到400万年之间,是人猿与人之间的过渡,并把他定名为南方古猿.从头骨爪痕看,这个年仅3岁的孩子死于老鹰之手.他是人类迄今发现的最早的祖先.研究发现,南方古猿起源于一个发生基因突变的古猿家族.这一突变基因导致他们能直立行走,同时使生存更容易.
南方古猿并不是惟一被发现的古猿.早在1891年,荷兰解剖学家杜布瓦就在爪哇岛发现了距今120万年前的能直立行走的猿人化石.
首次大迁徙
1984年,科学家理查德理基率领研究小组顶着摄氏60度的高温,在肯尼亚图尔卡纳干涸的河床边进行发掘.接近中午时,一块不寻常的人类骨骼化石露出地表,随后他们发现了更多化石.化石都属于一个人,这个距今150万年前、成年后身高近2米的界乎于人与猿之间的16岁男孩,毫无疑问是现代人最早的直系祖先.
直立人的出现是人与猿之间的分水岭.与其他灵长类动物相比,直立人是最早达到1.8米身高的直立动物,也是最早可以被称作人的动物.他既是捕猎者又是食腐者,高蛋白食物直接滋养了大脑.直立人的大脑是已知灵长动物中最大的,智力的进化让直立人有了一种生存的选择,这就是征服世界.
100万年前,持续9万年的冰河期使非洲彻底干涸,形成非洲大草原,直立人必须选择新的动植物作为食物.这时他们的群体已经能够组织起来,随季节变化而迁徙,他们是最早的游猎民族.几万年过去,一些直立人在饥饿和好奇心的驱使下走出非洲,来到亚洲,这是人类第一次迁徙,但绝不是最后一次.
人类的进化
在欧洲和亚洲都发现了同一祖先的人类,证明欧亚人类有着亲缘关系.从时间上看,欧洲直立人早于亚洲直立人,是非洲直立人的后代.
在距今120万年到80万年前,来自非洲的直立人遍布在非欧亚.有专家认为,在80万年前,直立人成为最早来到欧洲进入伊比利亚半岛的人类.与此同时,在亚洲以北京人为代表的东亚直立人开始了独立进化的道路.他们的大脑体积开始增加,终于在20万年前,一种被称为穴居人的直立人拥有了与现代人几乎相同的大脑.穴居人是冰河时期的王者,他们互相协作,共同生活,完美地适应着这个严酷的世界.
按照多中心起源理论,欧洲穴居人进化出高级人种,亚洲直立人种也扩大脑容量,与非洲原始人共同进化成现代人.但按照这种理论,现代人应当进化出3种形态迥异的物种来.但从基因角度看,现代人之间肤色、头发等差异都属于非常微小的变化,从生物特性来看,我们都属于同一物种,这又该怎么解释呢?
有专家认为,在进化过程当中,各地区人的基因通过50万年的交流,变得越来越近.如果这种理论成立,就意味着这些彼此独立的人群经过流动而相互见面、交配,从而交换基因.这种理论能通过基因科学加以证实吗?
亚当与夏娃
夏娃理论或非洲单一起源说假设的提出,最早的证据就是来自于遗传学的研究.美国加州大学伯克利分校威尔逊教授感兴趣的问题,是人群当中的遗传变异性.
威尔逊等人相信,基因变异能解释所有动物的进化史.比如黑猩猩,看似长得一样的黑猩猩,就基因种类来讲可能差异非常大,因为在它300万年的发展史中,会产生大量的基因变化.而各人种之间的基因也应有100万年以上的差异.1987年,美国夏威夷大学的瑞贝卡·卡恩把来自世界各地的妇女的DNA样本进行提纯,寻找一种叫线粒体的独特物质.线粒体存在于细胞质中,被称为细胞的能量供应站,它自己有DNA,而且能够独立复制.下一代线粒体DNA一般仅来自母亲,代代相传,因此是一个很好的遗传标记.
实验的结果令人吃惊,结果显示现代女性的基因都来自一位妇女,她大约生活在148000年前,而非洲人和亚洲人之间的差异距今也只有10万年左右,这样的话多地区起源就变成不可能了.
随后,基因学家再次成功破译了男性遗传基因的密码Y染色体.通过研究他们得到结论,现代男性都有一个共同的父亲,他生活的年代也应该在15万年前.
这对人类共同的祖先是当之无愧的亚当和夏娃.
共同的祖先
假如把人类的进化比做一棵树,基因学家寻找亚当和夏娃的过程就像通过果实寻找根部一样,而根部由于时间久远,基因变异最大.因此基因学家判断,非洲人是现代人进化的源头.
印尼小矮人的发现证明了亚洲人与欧洲人都是一个人种,都有一个共同的祖先,他们来自于非洲大陆.
世界各地曾存在着直立人,但为什么非洲直立人最终一枝独秀?1997年,古人类学家在埃塞俄比亚发现了3个16万年前的古人类头盖骨,与现代人毫无二致,他们被定名为老智人.他们生活在与夏娃相近的年代,很可能就是我们的直系祖先.当时地球正处于冰河期,非洲面临严重干旱.不断扩张的沙漠使人类被分割成彼此孤立的小群落,独立生活在海岸线周围的小森林里.一场新的基因突变改变了这一切,新的人类在地球上出现,那就是我们的祖先,他们拥有全新的思维.
假如把人类进化的500万年比作一天,就在这一天的最后几分钟,最早的智慧型人类穴居人从猿人中脱颖而出.智人并不孤独,在欧洲穴居人仍在与冰河期做着生死之战,在亚洲直立人慢慢走向强盛.人类并非只有一种,不久他们就将彼此靠拢,这将是决定我们物种命运的会面.
征服的路程
上世纪80年代,在南非布隆博斯岩洞,人类学家发现了距今12万年的早期人类遗址.在洞穴中,专家们除发现大量石器外,还发现了大量贝壳和大型鱼骨,这说明智人是以海洋动物为食,甚至分工协作猎杀大鱼.
木制长矛和石刀使他们获得了稳定的日常饮食,主要有海豹、企鹅和鱼类.红色赭石被智人当作珍宝来收藏,这应该是一种涂料,智人用它在庆典上装饰自己,这表明他们已有抽象思维能力.发达的大脑结合高超的捕猎技巧,很快让原始人走上了他们祖先直立人走过的道路:迁徙.距今10万年以前甚至更晚的时候,其中很小一部分人希望能找到更好的居住环境,他们离开了非洲,人类的征服开始了.
对于在海滨生活的祖先来说,世界就是一条长长的海岸线,他们一代又一代沿着它迁徙.为勾画他们迁徙的路线,从上世纪90年代开始,科学家开始了一次从遗传学角度进行的穿越6万年时空的追寻.但现在人群绝大部分是混合人群,是多次起源的结果,追寻难度之大可想而知.
漫漫追寻路
人的基因由30万个碱基对组成,60亿现代人每人都有自己独特的基因,在这些基因中寻找独特的一组标志就像大海捞针.
经过慎重抉择,专家选定了男性的主要基因Y染色体作为主攻方向.专家介绍说,Y染色体的优势是它的大小要比线粒体的DNA大很多,线粒体的DNA只有16000个核苷酸,而对Y染色体来说,可以用非重组区段的那部分的话,大概是60000万个核苷酸,这样它的信息量就大很多,理论上得到的结果也要可靠得多.另一方面,线粒体DNA只反映了母系的遗传或者母系的迁移.Y染色体正好相反,它反映了父系的起源和迁移,所以遗传学家从1993年、1994年时开始对Y染色体进行系统研究.
线粒体DNA为我们打开了一扇门,Y染色体得到的研究更加精确.通过对比两组基因的变化,基因学家将为我们勾勒出人类迁徙的路线.人们终于可以开始了解夏娃的子孙将如何横跨万里、最终统一世界并形成了我们的现代人.
第一阶段,是人的系统(人科)本身的起源。
人在生物学分类上属于人科,也叫人的系统,包括从最原始的人到现代人。人科下有许多种属。
人科本身的起源问题,包括两个核心内容,首先是人类起源的地点和时间,其次是有关人类进化的方式。
关于人类起源的地点,现代人类学家比较一致地认为,人类诞生地在非洲。原因有二:一是非洲现存的大猩猩和黑猩猩两种猿,是人类最近的亲属。因此,非洲过去可能生存有...
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第一阶段,是人的系统(人科)本身的起源。
人在生物学分类上属于人科,也叫人的系统,包括从最原始的人到现代人。人科下有许多种属。
人科本身的起源问题,包括两个核心内容,首先是人类起源的地点和时间,其次是有关人类进化的方式。
关于人类起源的地点,现代人类学家比较一致地认为,人类诞生地在非洲。原因有二:一是非洲现存的大猩猩和黑猩猩两种猿,是人类最近的亲属。因此,非洲过去可能生存有与人类祖先密切相关的已绝灭的猿类。二是在非洲出现的最早人类化石,距今在400万年前到100万年前,而欧亚大陆发现的最早人类化石,只接近于200万年前,这表明人类史前活动大多发生于非洲。
关于人类起源的时间,在本世纪60年代,被普遍认为是在距今至少1500万年到3000万年前,当时认为,腊玛古猿(小的似猿动物)是最早的人科物种,已与猿出现分化。根据化石记录,认为分化的时间就在距今1500万年到3000万年前。但后来由于大量完整的腊玛古猿化石的发现,否定了腊玛古猿作为人科的最早物种的地位。70年代,分子生物学开始被应用到了古人类学上。生物学家通过比较现在的人和非洲猿类的某种血液蛋白结构,确定出了在结构上的差别程度。由于这种差别是突变的结果,会随着时间而增加,即人和猿的物种分离的时间愈久,则突变积累的次数愈多(即所谓的分子钟)。通过多次计算突变的频率,最终测出了最早的人类物种的出现时间,是距今大约700万年前。
至于人类进化的方式,长期以来,人类学家一直沿用达尔文提出的人类起源中人类各特征协同产生的“一揽子”观点,即两足行走、技能和扩大的脑是协调产生的。每一性状的进化都反馈至其他的性状,这种互相联系的进化理论最近被称为是不科学的(腊玛古猿最初被确定为最早的人类物种,就是这种理论的结果)。根据最新的研究资料表明,人类的各种特征不是同时起源的,而是渐次出现的。
既然人的特征不是同时起源的,那么是什么特征最先发生,即什么特征作为人科的开始?
现今人类学上通行的观点,是以能否直立行走作为人科特征的开始,把能两足直立行走的高等灵长类归入人科,以此与猿相区别。
人类学家认为,早期人类的两足直立行走的形成,是生物学上的一种重大的改变,也是一种重大的适应改变,在人类进化中有着极其重要的地位。因为两足行走是能效更高的行动方式,能长距离行走而不产生大量的代谢热量和消耗大量的能量,比四足行走的效率要高得多。能量效益是两足行走的自然选择的力量。同时,由于直立行走,使上肢得到解放,可用来携带和操作周围的东西。
总之,两足直立行走这种特殊的行动方式,是人类进化中的一个关键性的发展,代表人类适应中的核心变化。
综上所述,人类起源的第一个关键性的阶段,就是在大约700万年前,由类似猿的动物转变成为两足直立行走的物种。
第二个阶段,是两足直立行走的物种的繁衍(即适应辐射)。
生物学家认为,当一个物种随着一种新的适应而产生时,在以后的几百万年里,常常会发展出多种后裔种,它们表现着有关那个初始适应的各种不同的发展,这种发展就是适应辐射。
在早期的人科成员中,现已能肯定的就是南方古猿,是一类能两足行走的似猿动物(如著名的汤恩小孩化石),其生存年代从距今400万年前到大约100万年前,人类学家将所有的已发现的南方古猿化石归并为一个属两个种:较纤细的种被命名为南方古猿非洲种,较粗壮的种被称作南方古猿粗壮种。人类学家认为,粗壮种只是人类进化系统树上的一个旁支,而主干是纤细种,经过一系列演化发展为现代人。
随后在非洲又陆续发现了一些其他种的南方古猿化石。50年代末,发现了南方古猿鲍氏种化石,其生活于175万年前。人类学家认为它是南方古猿粗壮种的东非变体或地理变异。70年代,又发现比南方古猿非洲种更为原始的化石——南方古猿阿法种,距今300万年前到390万年前之间(以“露西”为代表)。它被认为是南方古猿非洲种的祖先,又是人的祖先。90年代,还发现了最早的人科化石——南方古猿始祖种,其年代在距今440万年前,但尚未形成共识。
在60年代,还发现了另一种类型的人类化石,距今200万年左右,它的特征是脑量已大大增加,比南方古猿几乎大出一半。人类学家将它命名为能人(意为有技能的人,也即能制造工具的人),作为人属的第一个早期成员,代表了最终产生现代人的一个分支。
由于能人化石的出现,人类学家又把早期人类确定为两种基本类型:一种类型具有小的脑子和大的颊齿(各种南方古猿所具有),另一种类型是具有增大的脑子和较小的牙齿(人属)。而各种南方古猿在100万年前绝灭了,人属最后导向像我们今天这样的人。
根据适应辐射的原理,人类学家计算出在两足行走的人科动物的进化历史中,从700万年前的群体起源到今天之间,至少存在过16个物种。但遗憾的是,在南方古猿之前至今尚未发现能肯定的早期人科化石资料,故存在着一个很大的空白,而对缺少化石的原因,也有着不同的假设。
第三个阶段,是人属的出现(脑子扩大作为标志),以后发展成直立人和最终到智人。
在人属出现以前,所有两足行走的早期人类(猿),只是行走方式上像人,除此之外,则没有一点是像人的,并且实行一种似猿的生存战略。
大约在200万年前,出现了最早的人属成员——能人。能人的王要特征是有扩大的脑子,脑量平均在600~700毫升左右,比南方古猿大,另一特征是后部牙齿比南方古猿稍小,且有继续减小的倾向,与南方古猿刚好相反,而且能人在体力上非常活跃,是能有效地奔跑的第一个人类物种。
根据化石记录,能人已能制造石器,这是人类史前时代的又一次重大突破。能人通过制造石器(工具),较多地得到了以前难以得到的食物——肉食,使能人食性发生改变。由于在食物中大大提高了肉类的比例,早期人属才能形成超过南方古猿的脑量,变成真正的人脑。
能人的后代是直立人(即猿人,如我国的北京猿人、元谋猿人、蓝田猿人等),它们的头盖骨具有许多像猿的性状,而大腿骨却很像两足行走的现代人,故命名为直立人。生活在距今约20~200万年以前。直立人的脑量再一次明显增大,从早期的800毫升左右增加到晚期的1200毫升左右。同时,直立人的身材明显比南方古猿大,身高增加20厘米左右,体重增加20千克左右。
直立人把狩猎肉食和采集植物,作为维生策略,而这个策略是惊人的成功的。虽然采集植物性食物是直立人热量的主要来源,但狩猎对直立人的进化有着重要的影响。所以讲是人类进化中的又一个核心。因为狩猎对直立人的大脑、身体及社会行为均产生了重大的影响。
以狩猎作为出发点,促使直立人产生复杂的行为,包括制造更复杂的工具(如手斧),使他们的脑进行复杂的活动,而脑的活动又促使脑组织扩大,于是脑、手和工具相互促进。狩猎获得的肉食,也促进了脑和手的发展,从而又促进了工具的改进。
同时,直立人由于更多地依靠狩猎,使他们获取食物的必需时间减少,可以有更多的自由时间用来交往;其次狩猎是有计划地、合作地来进行,使人群之间能有更复杂的社会交往的机会,相互交往多了,产生了语言。而且人类学家也认为,分享采取的食物,也有利于发展语言、社会互助和智慧。
在距今4万至25万年前,出现了直立人的后代——智人(也称早期智人,如我国的大荔人、马坝人、丁村人等)。智人的主要特征是脑量继续增大,在1300毫升以上。智人仍保留着一些较原始的特征、性质,但比直立人进步,在制作石器的技术方面有了进一步的发展,地区性特征也明显起来。一般认为,智人是由直立人演化而来的。
智人继续进化,发展成了现代智人(指解剖结构上的现代人)。
第四个阶段,是现代人的起源。人类学家们认为,在大约35000年前的考古记录中突然出现的艺术表现力和精巧的技术,是现代人进化的一种清楚的信号。根据考古记录的研究,确定现代人的进化活动发生在5万年前至3万4千年前之间,由智人进化而来,最终演变成了有鉴别和革新技术的能力、有艺术表达的能力、有内省意识和道德观念的人。
关于现代人的起源问题有两种假设。一种是多地区进化假说,认为现代人的起源是包括整个旧大陆的事件,现代人出现于任何有直立人群体的地方,直立人群体在接近200万年前从非洲向外扩张,定居于整个旧大陆,地区性群体之间的基因交流在整个旧大陆维持着遗传的连续性,从而在有直立人群体的地方和谐地发生了朝向现代人的进化趋势。另一种假说是出自非洲假说,认为现代人在近期产生于非洲,很快扩张到旧大陆的其余部分,取代已存在那里的直立人和智人。
对于这两种假说,大多数人类学家在全面衡量各种依据后,较倾向于现代人起源于非洲假说。
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