人類有幾個物種?
人到底有幾個物種?套一句常用的話:這要看你如何界定「物種」。你是指邁爾生物種概念下的生物種?還是指形態學物種概念(morphological species concept)下的化石種?如果你是指生物種,那答案是:不知道。如果你是指化石種,那答案是:大約二十四種。
我們可以肯定的是,目前地球上,其他人類物種都已經滅絕,人只剩下單一物種了,那就是我們這種智人(Homo sapiens)。不管是東方人(體型比較瘦小,眼睛大多為棕色,頭髮大多為黑色),還是歐美人(體型比較高大,眼睛顏色多樣化,有藍色灰色等等,且多為高鼻深目),或是非洲人(皮膚黑褐色,頭髮有些捲曲),各有各的不同長相,但他們全都屬於智人,屬於同一個物種。
何以證明我們今人都是同一物種?很簡單,用邁爾的生物種概念(見第一章)。不管是東方人、西方人或非洲人,還是白人或黑人,只要雙方合意,看對眼,全都可以互相自然交配,並生下有生育能力的後代(這點很重要)。既然彼此可以進行基因交流,沒有生殖隔離,所以我們今人都是同一個物種。
史前時代的「人與人的接觸」之謎
長久以來,人類演化史上的一大懸案,便是智人在大約六萬年前,走出非洲,來到歐亞大陸時,他們有沒有跟當時還住在歐亞的尼安德塔人交配過?過去數十年,這懸案無解,因為沒有證據,只有各家的猜想。
2010年,懸案終於解開了,而且證據確鑿。德國馬普演化人類學研究所所長,古基因學家帕玻(Svante Pääbo)的研究團隊,在這年5月的《科學》(Science)期刊上,發表了研究報告,揭露了尼人之謎,成功為尼人的整個古基因組做了初步定序,讓世人驚訝。2014年初,帕玻團隊以一個在阿爾泰山脈洞穴發現的尼人女性腳趾骨,再為尼人做了更詳細、全面的基因組定序。2017年,又為一個在克羅埃西亞洞穴發現的尼人女性遺骨,做了高覆蓋率的基因組定序,獲得了更多尼人的基因訊息。
帕玻團隊和其他科研人員,把尼人的基因組,拿來跟現代人的比對,發現今天歐洲人、亞洲人和其他非洲大陸以外的人,他們竟帶有百分之一到百分之三尼人的基因。這就證明了,尼人曾經和現代人的祖先交配過,雙方有基因交流,而且還產下有生育能力的下一代,所以才能把他們的基因,遺傳到我們今人身上。
這意味著什麼?這表示,尼人跟我們今人一樣,應當屬於同一個物種,令不少學者大跌眼鏡!今後,我們是不是應當把尼人,改列為智人的一個亞種?
基因分析得知:我基因有你 你基因有我
按照邁爾的生物種概念,能夠自然交配,並且能生下有生育能力的下一代,就是同一個物種。尼人曾經和我們的祖先交配過,以致我們今天幾乎每個智人身上(非洲人除外,見下段文字),都還帶有尼人的基因。這不就證明,雙方沒有生殖隔離嗎?雙方都有性的吸引力,可以自然交配。雙方也完成了基因交流:我基因中現在有了你,你基因中也有了我。你我不就是同一個物種嗎?
還有一個很好的旁證。帕玻的研究團隊發現,今天非洲人的基因,沒有尼人的基因。因為尼人的活動範圍,是在中東,後來擴散到西亞和歐洲,在大約三萬年前滅絕,但從未到過非洲,未曾和非洲的智人交配過,沒有基因交流,所以今天的非洲人,自然也不會帶有尼人的基因了。
不過,這一點需要釐清,因為2020年2月,美國普林斯頓大學一支研究團隊,利用一種新的基因分析法,發表了一項最新研究,顯示非洲人其實普遍帶有尼人的基因。這不是因為尼人曾經到過非洲,而是因為那些在近東等地居住的現代智人,跟尼人交配後,其後代重返非洲。這些後代的後代又跟本土非洲人交配,結果便把他們身上已有的尼人基因,傳給了非洲人。
出現新人類:丹尼索瓦人
帕玻團隊還有一個重要的貢獻。他們意外地在西伯利亞阿爾泰山脈丹尼索瓦(Denisova)洞穴出土的一個小女孩手指骨中,發現了一種新人類,其基因不同於尼人,也不同於現代人。團隊以出土洞穴,將她命名為丹尼索瓦人(Denisovan)。東南亞及大洋洲三十三個族群的基因中,有部分遺傳自丹尼索瓦人。今天的藏族人,很可能也從丹尼索瓦人那裡,遺傳到一個叫EPAS1的基因,讓他們可以適應高山缺氧的生活。這意味著,丹尼索瓦人很可能是一個廣泛散居在整個亞洲(包括現今中國)和東南亞的物種。
尼人、丹尼索瓦人與現代人是同一個物種?
問題是:尼人、丹尼索瓦人是否跟現代人(智人)屬同個物種?帕玻本人對這問題不願正面回答。美國《科學》期刊的記者吉朋斯(Ann Gibbons)去採訪他時,他說:「我想,爭論什麼是物種,什麼是次物種,都是徒勞無用的學術行為。」所以他不願把他團隊發現的新人類,定為新的人類物種,只稱之為丹尼索瓦人了事,刻意不給他取個物種學名。他說:「為什麼要表明立場(定物種)?這只會引發更多的爭論,然而又沒有人可以做最後的判決。」
然而,吉朋斯去採訪美國威斯康新麥迪生分校的分子人類學家霍克斯(John Hawks)時,他卻很明確地說:「他們互相交配過。我們就叫他們同個物種。」但也有一些學者,不認為尼人和智人是同一個物種。
專門研究物種形成的康恩(Jerry Coyne),在他的部落格中,對這個物種問題有相當詳盡的討論,值得一讀。他的結論說,他同意霍克斯的看法:尼人、丹尼索瓦人和我們現代人,都是同個物種(智人)的成員。
尼人有不少化石在歐洲出土,透露他們的體型不同於現代人,腦甚至比現代人還大,但他們依然可以跟現代人的祖先完成基因交流。這顯示,尼人和智人原本屬於同一個物種,交配時可能正處於漫長的分化過程當中,但又還沒有完成分化,還沒有產生徹底的生殖隔離,還可以進行交配,所以還屬於同一物種。
如果尼安德塔人與現代人基因交流?
過去,科學家、科幻作家和歷史小說家,常在幻想,如果有辦法讓一個尼人復活,讓他去跟一個現代女子交配,會產生什麼樣的「愛情結晶」?什麼樣的「怪胎」?其實,這樣的「實驗」早已經做過了。早在五六萬年前,在中東地區和歐洲,尼人男子就曾經跟不少智人女子交配過。智人男子也曾經跟不少尼人女子交配過,其結果就是現代智人男女,都帶有百分之一到百分之三的尼人基因,並沒有產生什麼「怪胎」。
尼人和智人交配,雖然可以產生有生育能力的後代,但最新的兩項研究卻也揭示,他們交配孕育的後代,其生育能力比較低,特別是男性。這也顯示,尼人和智人並非「完美的配偶」。雙方正處於即將分化的邊緣,快要走向生殖隔離了。
有一個問題是,尼人據所知不曾到過東亞,何以現今的東亞人,包括中國、印度、日本和朝鮮半島以及東南亞和大洋洲人,仍然帶有約百分之一到百分之三的尼人基因?古基因學家的解釋是,智人是在西亞地區和尼人交配,而這些智人的後代又繼續擴散到東亞,所以也把尼人的基因帶給東亞人。尼人的基因遺傳給現代智人,有什麼影響?科研人員目前正在積極探討這個問題,發現的影響有好有壞。好的比如「能幫助現代人較快地適應歐亞大陸較冷的環境」,壞的則如「使現代人對糖尿病、肝硬化、紅斑狼瘡、局限性腸炎等疾病更加敏感,而且對吸菸更容易上癮」。
尼人基因與COVID-19重症關聯
2019年底爆發的COVID-19,至今造成全球數千萬人得重症或死亡。現代人體內的尼人基因,再次引起科研人員的注意。帕玻的研究團隊發現,新冠肺炎重症者當中,有不少人的第三號染色體有一段基因源自尼人。有這段尼人基因的現代人,比較容易染上嚴重的新冠病毒,需要住院,可能因而死亡。南亞人當中,有百分之五十帶有這段尼人基因。歐洲人則有百分之十六。
近年來,古基因研究取得不少令人驚喜的新成果。除了發現尼人曾經和智人交配過之外,也發現丹尼索瓦人曾經跟尼人以及智人有過基因交流。在晚更新世,也就是從大約十萬年到三萬年前,歐洲和亞洲同時存在著三大人類物種:尼人、丹尼索瓦人和智人,且三者之間的交往和交配相當頻繁。
史前時代的混血兒
最新的戲劇性研究發現,是在2018年8月。《自然》期刊發表了一篇報告:帕玻的研究團隊成功為9萬年前活在西伯利亞阿爾泰山洞的一個十三歲女子的化石,做了完整的古基因組定序―她的身上帶有約百分之四十尼人媽媽的基因,也帶有約百分之四十丹尼索瓦人爸爸的基因。這等於說,她從父母那邊各遺傳到一套完整的染色體―她是尼人和丹尼索瓦人交配所生的第一代混血兒。英國倫敦一位人口遺傳學家史果倫特(Pontus Skoglund)說,他很盼望可以見一見這個女子。「在那些基因組被定序過的人當中,她可能是最令人著迷的一個。」