碱基周报（第 003 期）：人类起源的故事

全文3,975字，10图，阅读15分钟。封面图源：pexels.com

记录每周值得分享的生命科学和生物信息学进展，周日发布。

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本周话题：人类起源的故事

从东非大裂谷形成直到演变成东非稀树草原，地球就进入了人类纪元。从600万年前开始，人族部落发生分裂，我们与猿的关系从此结束了[1]。

人类的生存竞争，实质上是智能的竞争。在280万年前，会使用工具的智人属——最初的人类出现了。之后，又经过了平平无奇的200万年，他们又掌握了火。通过火煮熟的食物更有营养，这促进了人类大脑的进一步发育。而火的光明和温暖，也让人类活动的时间变长，野兽和寒冷的冬天都变得不再可怕，也是从这一刻开始，人类逐渐站到了食物链的顶端。

从30万年前开始，大多数人类开始生活在小型的狩猎采集社会之中，人与人之间也有了更多但依然简单的语言交流。

直到20万年前，晚期智人出现时，世界上还存在着至少六种其他的人类物种。其中有的已经存在了很长的时间，例如直立人（70万年前的北京人是直立人的一种），他们存活了200万年，比现代人类长了10倍。

但在一万年前除了现代智人之外，其他人族物种都全部消失了。我们不知道是什么原因导致了它们灭绝，也许是因为输掉了各种各样的资源争夺战，也许是因为发生了一系列的种族屠杀，亦或是因为传感染疾病。我们只知道现代智人出现之后，另外的人类物种就都逐渐灭绝了。只是在我们现代人的 DNA 中都含有尼安德特人和其他人类的少许基因，保留了他们的曾经存在过的印记。

不过，不能小看我们的祖先。五万年前的人类是生存专家，他们的心里有整个领地的详细地图，他们的感官完美地适应了当时的环境。他们知道而且记得大量的植物和动物信息；他们可以制作出精良的工具，并在茂密的丛林中精准跟踪猎物；仅仅依靠日常的活动，他们的身体就可以与现代社会中的运动员相比，而且他们在自己的部落中也有丰富的社会生活；他们的平均脑容量可能比当今现代人的还大。

虽然作为一个集体我们懂得更多的知识，但论个体我们的祖先则更优。

到了一万年前，人类社会发展出了农业技术，随后的一切就都变了。在这之前，作为狩猎者和采集者生存，每个人都需要强健的体魄以及各个方面都优秀的心理能力。

但随着农业时代的兴起，个人可以更多地依赖他人的技能来生存，于是分工就开始出现了，再之后我们变得更加有组织性，事情的处理变得更加有效率，村庄形成了。此后，村庄变为城市，城市成为王国，王国再成为帝国，直到今日形成了繁华的时代。

从生理学上讲，现代人类出现在大约7500代（每一代大约20年）之前；500代之前，人类有记载的文明历史才刚刚开始，而到了20代之前我们才学会了科学，但互联网普及到大多数人仅仅只用了一代人的时间，技术的爆炸是如此的快。

以上就是整个人类演变的粗略过程，但作为中国人，我们的演化历史又是怎么样的呢？

去年我写过一篇文章介绍了如何通过古DNA揭示了中国人的起源，揭示了现代智人如何从非洲出发抵达中国，以及他们和其他人种基因组的交融。最近这段时间中国科学院古脊椎所的付巧妹研究员和厦门大学王传超教授又有了几项新的研究，进一步完善了我们中国人演化的历程。

首先是付巧妹研究员，她们2020年在 Science 上发表了一项研究成果[2]。通过研究来自山东、内蒙古、福建等地方一万年前的26个古人基因组序列，发现早在八九千年前，中国的古北方人和古南方人的 DNA 里就已经出现了明显的差异。前者更接近生活在北方西伯利亚的居民，而后者则更加接近生活在东南亚和太平洋岛屿的南岛人。

考虑到中国人的历史记载，推测很可能在大约4万年前，人类祖先从非洲来到亚洲进入中国之后，先由南向北逐渐扩张，并在黄河和长江这两条大河附近定居发展农业，并分别驯化了小米和水稻，进入农业时代，最后形成了稳定的人口规模和势力范围，也因此形成了各具差异的基因特征。

但随后的几千年时间里，这两群人在中华大地上展开了轰轰烈烈的演化和迁徙。

首先是北方人，在更有利于的生产力催动之下，他们逐渐南下，占领南方人的地盘，并与一部分古南方人长期混居通婚融合，并逐渐取替了大部分原来的古南方人基因组。因此今天的中国南方人在基因组上其实更像北方人。

这个研究结果也得到今年（2021年）王传超教授一项发表在 Nature 杂志上的论文的支持[3]。他们使用与付巧妹研究员类似的方法，分析了166个从8000年前到1000年前的东亚地区人类祖先的基因组序列信息，把古北方人南下迁徙的路线推演得更加清晰了，并且得到了一个很重要的结论——“汉藏同源”。

他们发现，大约是公元5000多年前，生活在黄河流域上游、甘肃青海一带的先民们，有一支/数支人马一路向西扩张进入了青藏高原，变成了今天的藏族人；与此同时，另外的分支还向南扩张，变成了今天的汉族人。

那原来已经定居在南方的古南方人呢？在激烈的生存斗争中，他们也找到了自己的生产之道。付巧妹的文章中指出，福建沿海小岛上发现了古南方人的基因组序列信息，并且大量分不到了台湾省和东南亚各国的居民中。所以，一个可能的推测是，当黄河流域的古北方人不断南下进入长江流域和华南地区的时候，古南方人也转身朝向东南方向，以台湾岛为跳板，进入东南亚岛屿，挺进太平洋。

同时，王传超的研究成果还发现了另一个重要的迁徙方向，就是那些原本的古南方人，有一部分向西南方向迈进，穿过了云贵高原，形成了今天的傣族人、壮族人等的祖先，还有一部分进入了中南半岛。

至此，我们可以对中国人的演化以及迁徙历史做一个简单的总结：

从现代智人的祖先走出非洲算起，现代中国人的历史至少已有四万年的历史。在这段时间里，我们目前已经有所认识的是如下三个阶段：

• 第一个阶段发生在5万-10万年前，现代智人祖先走出非洲，可能沿着中东-印度-东南亚的路线进入东亚，这一路上还不断和尼安德特人、丹尼索瓦人等已经灭绝的人种发生混血，然后进入中国，再从南向北扩张，最晚在4万年前进入中国核心地带，并从此定居；
• 第二个阶段发生于大约距今1万年前的农业时代。那时，祖先们分别在黄河、长江流域驯化农作物，生产力和人口急速扩张。此时，一部分古北方人从黄河上游出发，向西攀上青藏高原，成为了藏族人的祖先；一部分分别向东向南扩散到整个中原地带，成为今天汉族人的祖先。在古北方人扩张的过程中，古南方人也做出了他们的选择，一部分留在当地和北方人通婚融合，成为了现代的南方人。而有一部分则大举迁向了东南和西南方向，成为了今天云贵地区、东南亚、和太平洋岛屿各居民的祖先。传说中的三皇五帝、逐鹿中原、大禹治水大概就是发生在这个时代；
• 第三阶段差不多开始于5000-3000年前。这个时期伴随着着文字记录的出现，如甲骨文、金文，中国进入了信史时期。到了西周、东周，中国的历史开始了准确的纪年记录，中华文明的集体记忆就从这个时候开始了，而且绵延至今从未断绝！

这一路来波澜壮阔，悠悠历史，发生了多少曲曲折折的故事，留下了多少尚未知晓的文明，既藏在这苍茫的大地上，也记录在你我的基因组里。

正所谓：滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄，是非成败转头空，青山依旧在，几度夕阳红。

人类的起源，中国人的历史，这个漫长的探索之路还未完结，古今很多事，难付笑谈中。

文章和资讯

1、人类终于造出了完整的人类胚胎模型[4]

实验室条件下人类胚胎发育模型的构建一直都是极难解决的问题，胚胎发育是被高度调控的，并且自身有着严格的时空节奏。这篇文章介绍了 Nature 新发布的一项成果，两个不同的团队用两种不同的方法完成了这一件事！一个是使用细胞系，另一个是优化培养方案，都成功构建了初步的人类胚胎模型——人造囊胚。

它们不仅在形态方面，从滋养层、上胚层和下胚层的空间组织结构与植入前人类胚胎一致，而且在转录组上，这两个人造囊胚与天然胚胎具有相似的分子特征。

目前来说，人造囊胚能可以很好的模拟人类胚胎的早期发育，这对于改进辅助医疗技术、防止流程和出生缺陷意义极大，虽然也不能发育成胎儿，但是这个技术的大规模应用会面临挑战，最严峻的一个就是伦理和监管。

2、一个可以将论文概括为一句话的AI[5]

这是一个称为 TLDR 的免费软件，由非营利性的艾伦人工智能研究所开发的一个学术论文总结工具，号称可以将长论文总结为一句话，这个软件的文章发表在 Nature 上。不过，它目前只适用于 Semantic Scholar上的论文，其它的还在调试。

3、What the f*ck Python[6]

这个仓库是原始英文版的中文翻译，名字比较粗暴，它汇集了 Python 语言的各种怪异的语法点，以及鲜为人知的功能特性，并尝试讨论这些语法现象背后真正的原理。

References

1: https://www.youtube.com/watch?v=DZv8VyIQ7YU 2: https://science.sciencemag.org/content/369/6501/282/tab-article-info 3: https://www.nature.com/articles/s41586-021-03336-2 4: https://mp.weixin.qq.com/s/u1AFWaRzqMCqorkm9VJ2FA 5: https://mp.weixin.qq.com/s/5FM0SVuIkO28v48M1b3rGA 6: https://github.com/leisurelicht/wtfpython-cn