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一个古老的人类物种如何建立家庭关系

8万年前的脚印和古老的DNA,是揭示尼安德特人生存和社区生活的线索之一。

作者:Bridget Alex
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来源:Gorodenkoff/shutterstock

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诺曼底的海滩不仅仅承载着“诺曼底登陆”——1944年,13万盟军在二战期间登陆纳粹占领下的法国——的回忆。另一个人类物种曾在这片土地上游荡。

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大约在二战前8万年,当海岸线远在几英里之外时,尼安德特人曾在如今诺曼底的沙丘上露营。宰杀猎物、制作石器、生火——当这个群体忙于日常琐事时,他们在泥泞中留下了数百个脚印。

沙土覆盖了这些脚印,它们埋藏了数千年,直到21世纪的考古学家发现了近600个脚印。根据这些可能在几天内留下的脚印的大小和形状,研究人员重构了一幅独特的尼安德特人社区景象:几名成年人陪伴着大约10名青少年和儿童,其中包括一名2岁的孩子。

这一景象只是解开尼安德特人社会生活之谜的一小部分。几十年来,研究人员一直无法回答诸如尼安德特人如何选择配偶、形成社群以及互相照顾等问题。

然而,得益于诺曼底的脚印以及古老DNA等新线索,尼安德特人之间关系之谜最近开始得到解答。越来越多的证据表明,尼安德特人形成了紧密的社区,但与我们智人祖先相比,他们可能相对内向。正如英国约克大学的考古学家彭妮·斯皮肯斯所说,他们过着“舒适但不热闹”的生活。

保存在法国一处海滩上8万年的古老脚印,描绘了一幅尼安德特人社区成员及其活动的景象。(来源:Dominique Cliquet)

Dominique Cliquet

物种整体的演变

自从1864年首次科学描述“人属尼安德特人”(Homo neanderthalensis)的论文发表以来,研究人员已经勾勒出了该物种演化历史的大致轮廓。根据基因测年法,大约60万年前,一个祖先群体分道扬镳。其中一些成员留在了非洲,演化成智人(H. sapiens),而另一些则向北迁移,在欧洲繁衍了尼安德特人,在亚洲繁衍了丹尼索瓦人。导致并包含尼安德特人的谱系,在大约43万至4万年前,生活在从西伯利亚苔原到地中海干旱海滩的各种环境中。

从物种整体的演变缩小到个体社区,我们对他们的社群知之甚少。从尼安德特人遗址中最常发现的遗迹——石器和化石——通常是几个世纪以来积累的,反映的是许多过去的群体,而非仅一个。放射性碳定年等方法提供的估算,在这个时期可以跨越数千年;两例具有相似放射性碳测量结果的尼安德特人,实际上可能相隔2000年。

研究人员很少能确信他们发现了曾经共同生活的尼安德特人留下的痕迹。这就是为什么诺曼底的脚印如此引人注目。在名为Le Rozel的遗址发现的这些脚印,“捕捉到了一个瞬间,一个非常短暂的生活时刻,”德国图宾根大学的古人类学家Jérémy Duveau说道。在他和同事2019年发表在《Science Advances》上的一项分析中,他们重点关注了104个保存最完好的脚印,这些脚印很可能在几天内形成于一个垂直的薄层挖掘区域。为了支持这些脚印的同代性,研究人员招募了志愿者在类似的泥泞沙丘上行走,发现除非在几小时或几天内被掩埋,否则脚印就会消失。虽然科学家们无法确定是否所有的尼安德特群体都出现了,但Duveau称之为“社会组织的第一张照片”,描绘了一个由大约十几人组成的小群体,其中大部分是年轻人。

考虑到这些脚印位于营火、石器和动物骨骼附近,似乎年轻的尼安德特人——“相对自由地漫步和探索事物”,参与研究的Spikens表示——参与了狩猎和制作等重要任务。

西伯利亚的两个洞穴遗址——Chagyrskaya(此处)和Okladnikov,提供了尼安德特人的DNA样本,显示出基因多样性低的社区。(来源:Bence Viola)

Bence Viola

紧密的群体

自脚印研究以来,古老DNA进一步证实了尼安德特人坚持小群体生活的说法——并补充了他们家庭纽带和交配习惯的细节。几十年的基因分析已经揭示了物种整体基因多样性较低,表明地球上尼安德特人的总数较低。但大多数提供全基因组代码的化石,都来自相隔数千英里和数千年的遗址。这些从未有过交集的尼安德特人的遗骸——只能暗示尼安德特人社区的构成。

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这种情况随着2022年《Nature》杂志上的一篇论文而改变,该论文报告了来自西伯利亚两个洞穴——Chagyrskaya和Okladnikov(相距仅约50英里)的DNA,这两个洞穴大约在5万年前曾是尼安德特人的营地。“如果我们能找到一个尼安德特人社区,可能就在这里,”该研究的作者、现任加州大学伯克利分校的遗传学家Laurits Skov说道。

这项工作充满挑战,部分原因是山羊粪便和鬣狗消化骨头产生的酸腐蚀了大部分化石DNA。尽管如此,Skov和同事还是从大约六名成年人和七名年龄在3至20岁之间的年轻人身上重构了基因组。具体来说,在Chagyrskaya洞穴的一些人可能是表亲;另一对分享了四分之一DNA的个体,可能是姑姑和侄子;还识别出了一对父女。

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即使是非亲属之间也共享DNA片段,这表明该社区在10代以上都保持着较小的规模。这种低基因多样性与如今的山地大猩猩相似,它们生活在4到20个个体的群体中。

这些尼安德特人似乎也遵循选择配偶的规则或传统:男性留在其出生地,而女性则离开并加入新的亲属群体。这基于一个事实:男性遗传的Y染色体比母系遗传的线粒体DNA多样性要低得多。

Shanidar 1显示出畸形,可能导致视力和听力受损,表明社区对他提供支持,而Dederiyeh 2(此处)的墓葬,一个两岁的孩子,则表明了对儿童埋葬的细心照料。(来源:Chip Clark/Smithsonian Institution)

Chip Clark/Smithsonian Institution

安全与舒适

尼安德特人的基因结果与智人的模式截然不同——这可能表明这两个人类物种之间存在根本不同的社会需求。

2011年《Science》杂志上一篇论文汇编的研究显示,对24个当代采集狩猎社会的3067名个体进行的家谱研究表明,采集狩猎者通常生活在平均约30人的群体中,包括没有血缘或婚姻关系的非亲属。而且,任何性别的人都可以离开或留在其出生群体。与基因学暗示的尼安德特人的生活方式最显著的区别是,这些几十人的群体与其他群体有联系——形成拥有数百人的更大社会。分散的群体为了贸易、婚姻、庆祝等活动而聚会。

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这些社会习俗似乎可以追溯到石器时代的智人。在2017年《Science》的一项研究中,研究人员分析了俄罗斯桑吉尔(Sunghir)遗址3.4万年前墓葬的基因组,该遗址位于莫斯科以东约120英里。两个孩子、一名成年男性以及一块孤立的女性股骨——这些人被近距离埋葬,但并非近亲。与分析的尼安德特人不同,他们基因上不同的DNA表明,桑吉尔人属于一个拥有200至500名潜在配偶的更大社会。

在她的2022年著作《Hidden Depths: The Origin of Human Connection》中,Spikens提出了这些社会差异可能在行为上如何体现以及在生物学上如何产生。为了理解尼安德特人和智人的区别,她引用了对其他近亲物种的研究。例如,与自由活动的狗相比,狼更愿意协作狩猎并与它们的群体分享食物,而它们的群体主要是血亲。虽然狗不愿意分享,但它们更容易与其他非亲属组成新的群体。

在生物学层面,这些倾向与荷尔蒙(包括皮质醇、多巴胺和催产素)的差异有关,这些荷尔蒙会影响一个人的压力水平、对新体验的热情以及情感联系。根据Spikens的观点,荷尔蒙及其潜在基因的差异可能使尼安德特人变得相对内向,而智人则变成了寻求新奇的外向者。

“我们中的许多人发现与陌生人见面有点令人焦虑……尼安德特人可能会觉得这更令人焦虑,”她说。

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这并不是说尼安德特人从未聚集过。在2023年《Science Advances》的一篇论文中,考古学家报告了数千块被屠宰的象骨,它们属于一种已灭绝的物种,体型几乎是现代非洲象的两倍。研究人员估计,一头大象的肉可以喂饱350人一周——而该遗址在现在德国境内300年间就杀死了70多头大象。这些结果表明,尼安德特人形成了更大的群体,至少是为了猎杀这些巨象。

但看似更典型的孤立群体肯定为尼安德特人在冰河时代欧亚大陆的艰苦生活中提供了某些优势。根据估算能量需求的模型,矮壮的尼安德特人穿越地貌比长肢的智人消耗更多的卡路里。为了社交而远行可能代价太高。

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Spikens还认为,小社区为更脆弱的成员提供了安全和舒适。在2018年《World Archaeology》的一篇论文中,她回顾了带有骨骼标记的尼安德特人化石,这些标记证明他们活到高龄或经历了严重的伤病。

其中包括在伊拉克一处洞穴发现的中年尼安德特人Shanidar 1。该个体腿部和脚部有骨折,可能导致持续跛行。根据2017年《PLOS One》的一项研究,左眼附近愈合的撞击伤可能导致视力受损甚至失明,而颅骨周围耳朵的畸形表明他有听力损失。Spikens和其他研究人员认为,社区成员一定为Shanidar 1提供了食物和支持。

“有些人明显无法康复,但却得到了照顾,”Spikens说。她认为“一定存在情感上的关怀动机。”据估计,所有近乎完整的成年尼安德特人骨骼都显示出至少一次骨折愈合的迹象。

儿童似乎在尼安德特社会中也受到了特殊的爱和照顾。尽管4岁以下的儿童骨骼更容易分解,但根据Spikens在2014年的一项研究估计,在为数不多的几十个已发现的尼安德特人墓葬中,4岁以下的儿童占了三分之一以上。为了让这些微小的骨骼得以保存,尼安德特人一定小心地埋葬了这些逝去的孩子。与此同时,考古学家仅在6万多年前发现了两例智人儿童墓葬。

Spikens说:“一个尼安德特孩子可能会在一个非常小的亲属群体中长大,这实际上可能非常舒适。”

然而,“舒适”却带来了重大的生物学劣势:近亲繁殖似乎在尼安德特人社区中很普遍。基因研究反复发现,个体身上的两个基因组拷贝——一个来自父亲,一个来自母亲——拥有很长的近乎相同的DNA片段,这是近亲性行为的结果。骨骼的物理外观也显示出这种模式:2019年,人类学家检查了西班牙El Sidrón洞穴的遗骸,报告称至少有四名尼安德特人存在可能由近亲繁殖引起的畸形,包括脊椎发育不良和髌骨畸形。对近亲繁殖的现代人群的研究表明,这种做法会增加遗传疾病的风险,并降低生存几率。

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不断积累的证据表明,尼安德特人的社区规模小、孤立,且常常发生近亲繁殖。也许他们对新配偶的厌恶最终将尼安德特人推向了灭绝的边缘。


这个故事最初发表在我们2024年7/8月号。点击此处订阅阅读更多类似的故事。

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