古人类从非洲干旱环境迁徙到相对适宜的东亚环境示意图。
■张行勇
人类是如何演化的？来自哪里？这些关于人类起源的问题一直是科学界研究的热点课题。
中国科学院地球环境研究所科研主楼的地下有一座“宝库”——岩芯库，它保存着来自全国各地的岩芯和地质样品。这些珍贵的材料是了解地球环境演变历史的“密钥”。
第四纪（过去260万年以来）是地质历史时期最年轻的时代，这一地质历史时期与气候变化、人类的出现以及人类文化与社会发展密切相关。20世纪90年代，全球冰期-间冰期变化是解释第四纪全球环境和气候变化的经典理论。中国科学院院士、中国科学院地球环境研究所研究员安芷生带领团队基于中国黄土和其他生物地质记录的研究，提出东亚环境变化的季风控制论和过去亚洲季风变迁的动力学，突破了全球冰期-间冰期经典理论，解析了亚洲环境变化机理，使中国黄土古气候研究一直处于世界领先地位。
“我们提出亚洲季风是东亚环境变化，尤其是中国中东部地区环境变化的直接原因。例如，夏季降水增加和温度升高致使植被覆盖增加、土壤发育，而冬季风的加强则带来沙尘暴和粉尘堆积，形成黄土。”安芷生说。
现在，中国科学院地球环境研究所黄土与气候变化研究团队研究员敖红和安芷生联合国内外专家，开展了季风气候与古人类从非洲向东亚迁徙的联系研究，发现末次间冰期亚洲季风降雨增加和非洲东南部环境恶化，对智人在约10万年前从非洲走向东亚分别具有重要的“牵引”和“推动”作用。近日，相关成果在线发表于美国《国家科学院院刊》。
关于人类起源、演化与迁徙的争论
在分子人类学出现之前，各国学者已经对人类的演变、扩散有了多维度的研究。达尔文创立生物进化论后，当时考古学比较发达的欧洲发现多个古人类遗址以及化石，科学家一度认为欧洲是人类的发源地。后来印尼爪哇人和我国周口店北京猿人等的发现，使亚洲起源说风靡一时。随着非洲发现越来越多、越来越早的遗址和化石，达尔文最初的猜想“人类的摇篮——非洲”开始得到更多支持。
分子人类学的出现使得对人类起源问题的争论和研究进入一个更细微、更深入、更广泛的范畴。简单来说，分子人类学是利用DNA遗传信息分析人类的起源、演变问题的人类学学科。
1987年，美国夏威夷大学的瑞贝卡·坎恩破译了来自世界各地的女性的线粒体DNA，发现现代女性的线粒体DNA都来自于一位妇女，她大约生活在20万年前至15万年前的非洲。
进入21世纪后，科学家再次成功破译了男性遗传密码的Y染色体。他们发现，现代男性都有一个共同的父亲，他生活的年代也应该大约在15万年前的东部非洲。
初中教科书介绍，分布在中国的现代人是由生活在40万年前的北京猿人进化而来的。这个说法的理论依据是人类的“多地区起源说”，认为在欧、亚、非的现代人均由当地的猿人进化而来。
中国科学院昆明动物研究所研究员宿兵在查阅中国现有化石的年代后，发现了一个不容忽视的断层。这个断层大约在10万年前至4万年前，没有任何人类化石出土。经推测，生活于东亚的直立人和早期智人在最近一次冰川时期，由于恶劣的气候而绝灭。取而代之的，是从非洲不远万里迁徙而来的现代人种。
我国科学家金力带领团队对覆盖整个东亚、东南亚、西伯利亚的1万多个样本进行了研究。他们的研究结果2001年在《科学》上发表，再次印证了非洲起源说。
2005年，一项庞大的多国合作计划——“基因地理计划”启动，相关研究不但再次证实全球人类都从非洲走出，还绘制出大致的人类迁徙路线图。
然而，仍有科学家支持“多地区起源说”。
进行多学科交叉研究
敖红领导的国际研究团队进行的是中国黄土环境磁学、第四纪地质学、古人类学交叉研究。
环境磁学是一门通过分析物质磁性与环境变化关系，进而揭示不同时空尺度环境作用的新兴交叉学科。目前环境磁学研究涉及大气圈、水圈、岩石圈和生物圈中的磁性颗粒，在地球系统科学研究中具有重要作用。
“环境磁学在中国黄土古气候与古环境演化研究中发挥了积极作用，为推动中国黄土成为与深海沉积、极地冰芯并列的国际第四纪气候变化研究三大支柱，作出了重要贡献。”敖红表示，这也是学界公认的。
已有研究表明，气候变化在非洲古人类演化和扩散过程中发挥了重要作用。敖红说，欧亚板块是地球上最大的陆地板块，其西部与非洲大陆直接相连，是古人类走出非洲的第一站。
“在人类居住最为密集的亚洲南部和东部，其气候主要受季风环流（亚洲季风）的影响。亚洲季风是全球最大、最活跃的季风系统。然而，我们对过去亚洲季风变化在古人类从非洲迁徙到东亚过程中扮演了怎样的角色不甚清楚。”敖红说。
智人为何从非洲向东亚迁移
通过对黄土高原中部最厚的环县黄土剖面进行高分辨率野外样品采集并进行环境磁学多指标测试分析，该研究构建了过去28万年来的高分辨率亚洲季风演化记录。
结果表明，过去28万年来，亚洲季风降雨具有10万年、4万年、2万年的多周期变化特征。通过综合古气候模拟结果，研究团队认为，亚洲季风降雨周期性的增加/减少是由太阳辐射、全球冰量、温室气体含量共同驱动的。通过综合对比亚洲古人类遗址和古气候数据，该研究团队发现，智人从非洲迁徙到东亚发生在12万年前至7万年前，对应亚洲季风降雨增加和温度升高的末次间冰期环境。
计算机模拟重现的古人类栖息环境表明，在智人从非洲迁徙到东亚的末次间冰期，东亚古人类栖息环境向好，而非洲东部和南部古人类栖息环境则显著变差。
“与亚洲气候变化相反，非洲东南部气候在末次间冰期显著变干。”敖红说，“进一步综合古人类栖息环境模拟结果，我们提出亚洲季风加强和非洲东南部气候恶化的共同作用，导致智人从非洲向东亚迁移。”
相关论文信息：
https://doi.org/10.1073/pnas.2308994121
非洲东亚地球
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