在新地方寻找人类祖先

人类大脑是一个重要的事情。与身体大小相比，它几乎是我们其他有胎盘哺乳动物大脑的六倍。我们大脑的大小和组织复杂性是我们之所以成为人类的标志。

但我们的大脑变得如此之大、如此复杂，其背后的基因变化是什么？又是什么驱动了它们的进化？关键的新证据和一个新模型，让我们更接近最终弄清楚这一点。

如何塑造大脑

五月，在《Cell》杂志上发表的两篇由不同团队撰写的论文，聚焦于在所有动物中都能找到且对胚胎发育至关重要的 NOTCH 基因家族：它们产生告诉干细胞该分化成什么（例如大脑中的神经元）的蛋白质。研究人员研究了今天只存在于人类身上的 NOTCH2 基因的近亲。

加州大学圣克鲁兹分校的 David Haussler 说，在大约 800 万到 1400 万年前的一个远古祖先身上，他们发现了一个复制错误，导致“多出了一大块 DNA”。他是新研究的资深作者之一。

这块不起作用的额外 NOTCH2 编码仍然存在于黑猩猩和大猩猩身上，但不存在于红毛猩猩身上，红毛猩猩早在 1400 万年前就走上了自己的进化道路。

在大约 300 万到 400 万年前，也就是我们自己的谱系与其他猿类分化后的几百万年后，第二次突变激活了曾经不起作用的编码。这种人类特有的基因，称为 NOTCH2NL，开始产生参与将神经干细胞转化为皮质神经元的蛋白质。NOTCH2NL 增加了新皮质（高级认知功能所在之处）的神经元数量。随着时间的推移，这导致了更大、更强大的大脑。

Haussler 说：“这是第一个已知控制大脑大小的基本通路中的人类特有基因。”

研究人员还在我们最近的进化亲属——丹尼索瓦人和尼安德特人的古老基因组中发现了 NOTCH2NL，它们的脑容量与我们相当。

Haussler 和他的同事们现在正在寻找作用的具体分子机制。

从代谢角度来看，NOTCH2NL 帮助我们祖先的大脑变得更大，但脑组织是昂贵的。苏格兰圣安德鲁斯大学的数学进化生物学家 Mauricio González-Forero 说：“大脑占体重的 4%，但消耗你 20% 的能量。”“而且你无法关闭它。”

一定有什么驱动了更大、更耗能的大脑的进化。已经出现了三个竞争者：社会挑战（合作与竞争）、生态挑战（寻找食物、躲避捕食者）和文化挑战（能够分享获得的知识和技能）。大多数研究人员认为社会挑战推动了更高的智力，但这些模型在很大程度上是无法检验的。

五月，《Nature》杂志上，González-Forero 和他的同事 Andy Gardner 发布了一个计算工具，用于理解什么驱动了人类大脑的增大。González-Forero 说，他们的方法比其他方法更复杂，但也基于实际的数字计算。目标不仅是看看我们的大脑为什么会变大，而是看看它们为什么会变得那么大。

González-Forero 说：“它基于经验证据，具有实际的代谢成本，因此也更具可检验性。”

两人研究了不同类型组织的能量成本，以及身体大小。任何一个组成部分的生长都需要增加能量，但这是一种权衡：提高大脑尺寸也能提高技能，但一个更大、更耗能的大脑会减少可用于身体其他部分的能量，例如生殖组织。

新模型生成了多个场景，每个场景都有不同组合的挑战，可以解释各种大脑与身体的比例。

González-Forero 曾预计，社会智力的需求——这是主流的假说——会脱颖而出，但事实恰恰相反。他称之为个体之间“军备竞赛”式的越来越聪明，结果适得其反。

他说：“这会导致大脑尺寸过度膨胀，但它们（在代谢上）变得太昂贵了。”

相反，该研究发现，最有可能解释我们大脑与身体比例的场景是：60% 的生态挑战，30% 的合作，以及 10% 的群体间竞争。

社会智力理论家对这些结果仍持怀疑态度，但 González-Forero 指出：“我们不执着于任何特定的假说。我们只是提供一个工具。”

他已经在计划改进这个工具。最初的模型没有考虑到文化智力假说，他希望将其纳入其中。

我们不断拓展的故事

研究人员一致认为，最早的人科动物——我们灵长类动物家谱的分支——出现在非洲。但之后的情况就有些模糊了。特别是，智人属（Homo）成员何时以及如何 spread 到旧大陆的地图仍在不断变化。今年的一系列发现为我们的祖先和远亲描绘了新的路线。

以色列米斯拉：1 月份在《Science》杂志上公布的解剖学上现代人类的残缺下颌骨，其年代被测定为 17.7 万至 19.4 万年前。这是非洲以外我们物种最古老的骨骼证据，比之前估计的智人离开非洲的时间早了 5 万多年。

沙特阿拉伯瓦迪·阿尔-沃斯塔：研究人员于 4 月份在《Nature Ecology & Evolution》杂志上报告称，这块约 8.5 万年前的手指骨是阿拉伯半岛发现的最古老的解剖学上现代人类化石。根据同一地点的动物骨骼、石器和沉积物，该团队认为这里曾经是一个常年淡水湖泊旁，周围是半干旱的草原，遍布猎物：一个吸引早期狩猎采集者的营地，他们相信当时有早期狩猎采集者在这里停留。

中国上陈：中国北方的一个遗址出土了近 100 件石器，这些石器跨越了 80 万年的时间。其中最古老的约有 210 万年历史，是非洲以外人科动物最早的证据。7 月份发表在《Nature》杂志上的考古发现分析指出，这些石器与鹿和其他动物的骨骼一起被发现，但没有发现人科化石。然而，1964 年在几英里外的一次挖掘中，发现了一个 163 万年前的直立人（Homo erectus）部分头骨。

印度阿提兰帕坎：1 月份发表在《Nature》杂志上的一项研究的作者说，大量距今 38.5 万年的石器是智人比人们之前认为的更早离开非洲的证据，尽管没有发现人类骨骼。然而，其他研究人员认为这些工具不像作者声称的那样先进，可能由另一种更古老的物种制造。

尼安德特人，他们和我们一样

让我们彻底摒弃过时的看法，即认为尼安德特人是愚蠢的野兽，这种观点尽管在过去十年里有大量相反的发现，却依然存在。2018 年，三个独立团队的研究发现了更多证据，表明我们最近的进化亲属能够进行复杂的抽象思维，包括象征性艺术（2 月，《Science》）、合作性猎捕大型猎物的策略（6 月，《Nature Ecology & Evolution》）以及用石器生火（7 月，《Scientific Reports》）。

第一代人类混血

研究人员从在西伯利亚丹尼索瓦洞发现的一英寸长的骨头碎片中，恢复了一个大约 9 万年前的少女的基因组。她的母亲是尼安德特人，父亲是丹尼索瓦人，这是另一种已灭绝的人类物种。尽管遗传学家此前已经发现了人属（Homo）内部杂交的证据，但这项于 8 月份在《Nature》杂志上公布的新发现，是研究人员首次识别出不同古人类群体的第一代后代。

从婴孩的脚来看

我们现代的、用两条腿行走的智人行走效率很高，但我们是从不这样行走的树栖动物进化而来的。在我们的起源故事中，从树栖生活到陆地生活的转变究竟何时发生，长期以来一直是古人类学中的一个有争议的问题。

许多研究人员认为，生活在 300 万至 400 万年前东非的南方古猿阿法种（Australopithecus afarensis）是我们第一个完全用两条腿行走的祖先。然而，在 7 月份的《Science Advances》杂志上，一个分析了 332 万年前的阿法种幼年个体部分脚的研究团队报告称，其适应高效爬树的特征在同一物种的成年个体中未曾发现。研究人员认为，这些特征可能意味着年幼的阿法种个体为了躲避捕食者而待在树上，但一旦成年，它们就会在地面上觅食。