中国科学院上海营养与健康研究所与华东师范大学脑功能基因组学研究所的联合研究团队,通过构建新型群体遗传学分析框架,揭示了人类演化史上一次鲜为人知的重大事件:约93万年前,人类祖先群体遭遇了近乎灭绝的生存危机,种群规模在短时间内骤减98.7%,并在长达十万年的时期内持续徘徊于灭绝边缘。这项突破性发现已发表于国际顶级学术期刊《科学》,引发学界对人类起源问题的重新审视。
研究团队采用的创新分析方法,通过追踪现代人类基因组中特定片段的频率变化,成功重建了百万年前人类群体的数量波动轨迹。数据显示,这场被命名为"演化瓶颈"的危机发生于早-中更新世过渡期,恰逢地球气候系统发生剧烈震荡。冰期-间冰期循环周期延长,全球气候趋向干冷化,导致非洲大陆的生态环境发生根本性改变。在如此严酷的条件下,人类祖先群体规模一度缩减至约1280个成年个体,相当于当代一个中型乡镇的人口规模。
地质气候记录显示,这个关键时期地球经历了前所未有的气候波动。原本稳定的温带气候带被持续扩张的沙漠和草原取代,森林资源大幅缩减,食物获取难度显著增加。研究团队通过气候模型模拟发现,当时非洲大陆的年平均温度较现今低5-8℃,年降水量减少30%以上,这种极端环境对以采集和狩猎为生的原始人类构成致命威胁。
基因组数据分析揭示了这场危机对人类演化的深远影响。群体数量的急剧缩减导致遗传多样性大幅降低,但同时也加速了有利基因的固定过程。研究特别指出,2号染色体的融合事件可能就发生在这个时期,这种染色体结构的重大改变为后续认知能力的突破性发展奠定了遗传基础。免疫系统相关基因的快速进化,以及脑容量扩大的遗传倾向,都可能与这次种群危机引发的适应性选择密切相关。
这次发现的"演化瓶颈"事件,为理解古人类演化提供了关键拼图。研究团队指出,非洲同期人类化石记录的稀缺性,很可能就是这次种群崩溃的直接后果。更值得关注的是,这次危机可能加速了人类与其他古人类(如尼安德特人、丹尼索瓦人)的分化进程,现代人类特有的许多生理和行为特征,或许都是应对这场危机的适应性结果。
从演化生物学视角观察,这次危机与6500万年前恐龙的灭绝形成鲜明对比。恐龙作为当时的主导物种,未能适应环境的剧烈变化而彻底消失;而人类祖先虽然遭遇更严重的种群缩减,却通过基因适应和行为创新成功延续。这种对比凸显了生物应对环境危机的不同策略,也为理解现代人类面临的生态挑战提供了历史参照。
当前人类社会正面临气候变暖、生态退化等多重危机,这些挑战与百万年前的环境剧变存在相似性。不同的是,现代人类拥有更先进的科技手段和更紧密的社会联系。研究团队强调,理解人类演化史上的这些关键转折,不仅有助于破解生命起源的谜题,更能为应对当代环境危机提供重要启示:只有通过全球协作和智慧创新,人类才能延续文明的火种。