从猿到人

　　19世纪中叶，达尔文在《物种起源》一书中提出人是由猿进化而来的。后来，一系列化石发现证实了达尔文的这一理论。
　　距今大约400万年前，非洲出现了从猿到人的过渡物种——南方古猿（发现于非洲最南部，已灭绝），它们开始学会用双足行走。距今210万年前，第一个名字中带“人”字的动物——能人首次出现在非洲大陆上。成年能人的平均身高仅为1米。相比祖先南方古猿，能人的脑容量更大一些，牙齿则变得更小。能人保留了南方古猿长长的胳膊和外突的下面部，也就是说能人的面庞不太像现代人类。能人的拉丁语学名的字面意思是“手巧的人类”，这是因为科學家在发现的能人化石附近还发现了许多石器，这表明能人具有制造并使用工具的能力。

　　晚期能人又演化出了直立人。直立人在地球上繁衍了100多万年。人属动物中的格鲁吉亚人、北京人、匠人和海德堡人都被归为广义的直立人。大约40万～25万年前，晚期直立人演化出第一批现代人类——智人。今天生活在地球上的所有人类都是晚期智人。
　　科学家是怎样还原出人类演化这一漫长历史的呢？他们的主要手段是通过发现古人类化石。虽然全世界都出土了早期人类化石，但年代距今最久的化石都来自非洲。除了化石，现代分子生物学也揭示了一段人类起源于非洲的历史。

如何界定人和猿？

　　20世纪70年代，科学家在界定人属动物的标准上达成共识，并提出了四条标准：成年动物脑容量超过600立方厘米;腿和胳膊的长度比例接近现代人类;使用语言;能制造和使用石器。
　　孰料，化石发现不断与这四条标准冲突。比如，被命名为KNM-ER1813的完整能人颅骨标本的颅骨容积仅为510立方厘米。至于语言能力，科学家只能通过骨骼化石的构造进行推断。制造和使用石器这一条也不可靠，因为南方古猿很可能也会制造和使用工具，但它不是人属动物。
　　今天，科学家还在不断寻找其他界定标准，其中一个新标准是牙齿大小。牙齿越小代表生前食物质量越高，也意味着具备使用工具处理食物的能力，也就是用不着花大量时间来咀嚼食物。牙齿上平行排列的微型划痕是植物中的二氧化硅微粒留下的，划痕说明动物生前也吃植物。

　　通过研究牙齿，科学家甚至知道早期人类婴儿何时断奶。婴儿可从母乳中得到钡（牙釉质的成分之一）。牙釉质会在婴儿牙齿上积累，直到母亲停止哺乳。通过比较尼安德特人牙齿化石中的钡含量和今天婴儿乳牙这一含量，科学家知道尼安德特人的婴儿在成长到7个月大时断奶。这表明尼安德特人的幼年阶段比现代人类的时间更短。现代人类的脑容量很大，我们需要时间让大脑成长，并利用大脑进行复杂学习，因此现代人类的发育阶段比早期人类的时间更长。

从肤色解读进化

　　既然今天地球上所有人类都属于智人，那么为什么今天生活在世界各地的人肤色差异如此之大？
　　人类的类人猿祖先皮肤颜色浅。目前地球上和人类亲缘关系最近的黑猩猩的皮肤是浅色的，因此南方古猿的肤色很可能也为浅色。早期直立人开始长时间在地面活动，缺少树木遮阴的直立人需要适应非洲热带的炎热气候，因此，一些直立人进化出更多的皮下汗腺和更少的毛发，更有利于皮肤散热。但毛发减少会带来另一个问题：裸露的皮肤很容易被赤道地区的强紫外线伤害。2004年，通过追溯负责调控黑色素生成的MC1R基因的变异历史，科学家发现距今120万年的直立人的MC1R基因发生了一个突变，造成他们的肤色逐渐变深。更多的黑色素能帮助直立人减少紫外线伤害。
　　深色皮肤的直立人走出非洲后，又经历了一个肤色总体变淡的过程。其中一些早期人类开始向更高纬度区域迁徙。因为那里的紫外线没有赤道那么强烈，所以皮肤中充足的黑色素不仅变得多余，而且会影响人体吸收紫外线，造成维生素D合成障碍。因此，部分人类体内的黑色素开始逐渐减少，肤色又变淡了。 　　科学家推测，20万年前马卡迪卡迪湖开始分裂成多个小块湿地。线粒体DNA显示早期智人在这些湿地附近生活了7万年。距今13万年前，这些人的线粒体DNA开始分化出不同分支。其中一支向北迁徙，第二支从距今11万年前开始向南迁徙，第三支一直生活在湿地。
　　科学家猜测迁徙的原因是气候变化。为了模拟古代气候变化，科学家分析了马卡迪卡迪湖附近的沉积岩核心，提取其中蕴含的关于植被和降雨的信息，并建立气候变化模型。模型显示，距今13万年前马卡迪卡迪湖东北地区出现一条植被茂密的绿色走廊。这让此前距离湖畔较远的荒芜陆地焕发生机，引发第一批智人迁徙。距今11万年前，马卡迪卡迪湖西南方向出现第二条绿色走廊，第二批人类开始向更南部迁徙。与东北方向的移民不同，西南方向的移民似乎发展得更好，人口稳定增长。这种迁移成功的原因很可能是这些迁徙者适应了吃鱼、贝等海洋动物，在南非开普敦“人类摇篮遗址”出土的大量海洋生物遗骨化石印证了这点。
　　导致这两次气候变化的原因是地球自转轴和轨道平面的倾角发生了略微变化，导致南半球夏季接受更多太阳热辐射，这种情况数千年才发生一次。南半球变得更温暖，气候更潮湿。

最早的现代人类迁徙路线

等待更古老的DNA

　　那么，这项研究是否能说明现代人类起源于博茨瓦纳？不能急着下结论，因为线粒体DNA的比例只占人体DNA总量的百万分之五，核DNA则储存了更多关于人类起源地的信息。例如，EPAS1基因的某些变种能让人更好地耐受高海拔缺氧环境，喜马拉雅山地区的人就从丹尼索瓦人身上继承了这个特性。丹尼索瓦人是类似尼安德特人的人属动物，已经灭绝，和智人不同种。智人曾经和这两种人属动物结合，得到了这两种人特有的一些基因。
　　如果回溯到足够远，每个人都与其他人息息相关。因此，我们都有许多共同的祖先。当某个母亲生下一个男孩时，虽然母亲的DNA会继续流传，但她的孙辈无法继承她的线粒体DNA。因此，线粒体DNA只能反映出女性那一支的进化史，无法反映人类进化过程的全貌。
　　同样，绿色走廊作为早期人类迁徙的动力这一假设也遭到科学家质疑。质疑者的理由之一是现代人类能够承受极为恶劣的生存环境——从极寒的两极到灼热的沙漠都有人类定居点。
　　对马卡迪卡迪湖的究就像盲人摸象，得到的只是人类迁徙这头“大象”的一部分而已，难以反映它的全貌。博茨瓦纳人类老家是一个假说，有一定的可信度，但还需要找到足够多的化石证据来验证它。对古DNA进行分析将提供更有力的证据。科学家已能从化石中提取未完全降解的古DNA片段，并利用聚合酶链式反应技术将其大量扩增进行研究。科学家已掌握了一个丹尼索瓦人的古DNA，年代距今11万年。现在科学家等待的是距今30万～25万年前的智人古DNA。

古人类骨骼化石

　　大多数早期人类祖先的化石都发现于古代湖泊和河流流域，以及洞穴内或火山喷发区。至今为止人类最早的祖先化石全部来自非洲，尤其是东非和南非的石灰岩洞穴。在其他大陆上也发现过古人类化石，包括中东、南欧和亚洲。

下颌和牙齿

　　下颌和牙齿化石是最常见的人类化石。这些特别坚硬的骨骼有很大概率能成为化石。牙齿的数量、类型和形状能揭示很多有关饮食、生活方式和死亡年龄的信息，甚至能揭示死者生前的社会地位。