孫雪峰等在福巖洞發(fā)現(xiàn)的牙齒與人類牙齒對(duì)比。（A）引自Sun et al. 2021；（B）道縣2012年發(fā)現(xiàn)的人類下頜側(cè)門齒；（C）黃龍洞2006年發(fā)現(xiàn)的人類上頜中門齒。劉武供圖

孫雪峰等在福巖洞發(fā)現(xiàn)的牙齒與鹿牙對(duì)比。（A） 引自Sun et al. 2021；（B）道縣2012年出土的鹿類門齒；（C）附著在現(xiàn)生鹿下頜骨上的門齒及犬齒。劉武供圖

■本報(bào)記者 胡珉琦

針對(duì)一項(xiàng)關(guān)于現(xiàn)代人起源的重要研究，中外學(xué)者在頂刊上展開(kāi)了多次交鋒。

2021年2月9日，美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》發(fā)表了南京大學(xué)副教授孫雪峰等的研究論文《古DNA和多種測(cè)年方式證實(shí)現(xiàn)代人晚到達(dá)中國(guó)南方》。該研究使用古DNA和多種測(cè)年方式證實(shí)，現(xiàn)代人抵達(dá)華南地區(qū)距今不超過(guò)6萬(wàn)年。

這一結(jié)果推翻了2015年由中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所（以下簡(jiǎn)稱古脊椎所）等機(jī)構(gòu)在《自然》發(fā)表的研究結(jié)論，即“具有完全現(xiàn)代形態(tài)的人類早在8萬(wàn)~12萬(wàn)年前就已經(jīng)在華南局部地區(qū)出現(xiàn)”。

如今，事件有了最新進(jìn)展。5月25日，美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》同期刊發(fā)兩篇來(lái)自古脊椎所、牛津大學(xué)、德國(guó)馬普學(xué)會(huì)等機(jī)構(gòu)多位學(xué)者的評(píng)論信，質(zhì)疑孫雪峰論文研究結(jié)論的可靠性。他們提出，孫雪峰的研究存在“指鹿為人”、碳十四年代測(cè)定不準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)分析不規(guī)范等多方面缺陷。

廈門大學(xué)人類學(xué)研究所所長(zhǎng)王傳超認(rèn)為，解決這一爭(zhēng)議問(wèn)題的終極辦法就是古DNA和碳十四測(cè)年的重復(fù)實(shí)驗(yàn)。但這是一項(xiàng)技術(shù)要求極高同時(shí)又依賴運(yùn)氣的工作，重復(fù)實(shí)驗(yàn)并非隨時(shí)可以完成。這時(shí)，科學(xué)家或許只能選擇繼續(xù)等待——而這也是古人類研究的一大特點(diǎn)。

爭(zhēng)議緣起：

阻礙非洲起源說(shuō)的“最后一顆釘子”被拔掉了？

關(guān)于現(xiàn)代人起源有兩種觀點(diǎn)長(zhǎng)期對(duì)峙：一種是非洲起源說(shuō)，一種是多地起源說(shuō)。前者支持所有現(xiàn)代人都是從非洲走出的智人進(jìn)化而來(lái)，他們?cè)诓煌貐^(qū)替代了本土的古老型人類而成為霸主。后者則認(rèn)為，智人在走出非洲的過(guò)程中不斷與當(dāng)?shù)氐墓湃祟惏l(fā)生混血、雜交，共同走上現(xiàn)代人演化的道路。

這一爭(zhēng)議的熱點(diǎn)地區(qū)，恰好就在東亞。要想拼出現(xiàn)代人在東亞地區(qū)的起源與演化的拼圖，湖南道縣福巖洞扮演著關(guān)鍵角色。

2011年9月至2013年底，古脊椎所、湖南文物考古研究所連續(xù)3次對(duì)福巖洞遺址進(jìn)行考古發(fā)掘，出土了大量哺乳動(dòng)物化石，其中最引人注目的就是47枚古人類牙齒。

經(jīng)科研人員測(cè)定，具有完全現(xiàn)代形態(tài)的人類早在8萬(wàn)~12萬(wàn)年前就已經(jīng)在華南局部地區(qū)出現(xiàn)了。2015年10月15日，《自然》發(fā)表了古脊椎所劉武、吳秀杰等所做的這項(xiàng)研究。

當(dāng)時(shí)，福巖洞人年代的推測(cè)主要依靠?jī)煞矫孀C據(jù)。

首先，在地層中，除非有過(guò)大的擾動(dòng)，一般總是年輕的層位在上、古老的層位在下。如果化石層位于中間，那么它的年齡也就介于上下地層的年代之間。于是，科學(xué)家對(duì)化石埋藏的上下地層進(jìn)行了鈾系測(cè)年，結(jié)果顯示它的范圍在8萬(wàn)~12萬(wàn)年前。

其次，從生物地層學(xué)分析，和這些人類牙齒同在一起的動(dòng)物群組成呈現(xiàn)出了晚更新世早期的特點(diǎn)。吳秀杰解釋，動(dòng)物群里發(fā)現(xiàn)了很多絕滅物種，都是在距今13萬(wàn)年以前的。他們還對(duì)一枚動(dòng)物牙齒進(jìn)行了碳十四測(cè)年，結(jié)果已經(jīng)接近檢測(cè)上限。

這項(xiàng)研究對(duì)于探討現(xiàn)代人在歐亞地區(qū)的出現(xiàn)和擴(kuò)散具有重要意義。

在經(jīng)典的非洲起源論中，非洲以外的所有現(xiàn)代人都是5萬(wàn)~10萬(wàn)年前走出非洲的一小群祖先的后代。根據(jù)已有的化石證據(jù)，最早的現(xiàn)代人在西亞和歐洲出現(xiàn)的時(shí)間在4.5萬(wàn)~5萬(wàn)年前。由于古人類化石非常稀有，東亞地區(qū)是否存在5萬(wàn)~10萬(wàn)年前的早期現(xiàn)代人，始終沒(méi)有確切證據(jù)。

如果福巖洞人的年代推定屬實(shí)，他們?cè)跂|亞大陸出現(xiàn)的時(shí)間就比到達(dá)西亞和歐洲的現(xiàn)代人早至少3.5萬(wàn)~7.5萬(wàn)年，那么福巖洞人的祖先來(lái)自何方？他們還是5萬(wàn)~10萬(wàn)年前走出非洲的一小群祖先的后代嗎？或者他們是更早出走的那一撥？他們和東亞大陸早期古人類有過(guò)廣泛的基因交流嗎？問(wèn)題變得錯(cuò)綜復(fù)雜起來(lái)。

然而，2021年2月9日，美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》發(fā)表了南京大學(xué)孫雪峰等人的論文，又把這一問(wèn)題拉回到了原點(diǎn)。

2019年，他們?cè)诟r洞新找到了兩枚“人類牙齒”和多枚哺乳動(dòng)物化石。這一次，他們用了更為直接的方法，也就是對(duì)“人類牙齒”進(jìn)行了古DNA提取、測(cè)序，建立了人群關(guān)系的系統(tǒng)演化樹(shù)，同時(shí)對(duì)“人類牙齒”和動(dòng)物牙齒進(jìn)行碳十四測(cè)年。

根據(jù)這兩項(xiàng)測(cè)定結(jié)果，他們得出了福巖洞人距今僅有9000多年歷史的結(jié)論。論文最終作者、復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授李輝在復(fù)旦大學(xué)官網(wǎng)的報(bào)道中表示：“阻礙非洲起源說(shuō)的‘最后一顆釘子’被拔掉了。”

對(duì)同一地點(diǎn)人類化石和古脊椎動(dòng)物化石分析得到的年代推定結(jié)果，整整相差了一個(gè)數(shù)量級(jí)，究竟哪個(gè)更接近歷史的真實(shí)？

爭(zhēng)議一：

“指鹿為人”？

古人類學(xué)家要想還原人類演化的路徑，會(huì)依靠很多不同的方法和技術(shù)，涉及古生物學(xué)、古人類學(xué)、考古學(xué)、地質(zhì)學(xué)、埋藏學(xué)、測(cè)年技術(shù)以及古DNA技術(shù)等。其中，田野發(fā)掘、化石的功能形態(tài)鑒定可以說(shuō)是古生物和古人類研究的立身之本。

推翻劉武等研究結(jié)論的最主要證據(jù)來(lái)自孫雪峰等2019年在福巖洞發(fā)現(xiàn)的兩枚“人類牙齒”，編號(hào)分別為FY-1HT和FY-2HT（其文中同時(shí)使用FY-2HT、FY-HT2、FY-HT-2、FY2等指代同一顆牙齒）。

但前提是，這兩枚牙齒必須與當(dāng)年的47枚來(lái)自同一地層層位，從尺寸上、形態(tài)上也都是同一類型，才能進(jìn)行測(cè)年比較。

劉武等在質(zhì)疑文章中指出，這篇論文除展示了一張低分辨率照片外，沒(méi)有提供“人類牙齒”發(fā)現(xiàn)具體位置的準(zhǔn)確信息，也沒(méi)有這兩枚牙齒任何的形態(tài)、尺寸等解剖學(xué)信息，更沒(méi)有指出與此前福巖洞發(fā)現(xiàn)的47枚牙齒中的哪一類、具體哪一件標(biāo)本進(jìn)行了比對(duì)。

“這樣的研究論證方式在古生物學(xué)、古脊椎動(dòng)物學(xué)、古人類學(xué)、解剖學(xué)研究中是非常罕見(jiàn)的?！眲⑽渲毖?。

而這篇文章最大的爭(zhēng)議點(diǎn)恰是來(lái)自化石的形態(tài)學(xué)鑒定。

質(zhì)疑文章提出，經(jīng)過(guò)多位第四紀(jì)哺乳動(dòng)物專家鑒定，這兩枚“人類牙齒”中編號(hào)為FY-2HT的牙齒并非人類牙齒，而是草食類動(dòng)物——鹿類的門齒。

西班牙人類古生態(tài)與社會(huì)進(jìn)化研究所古生物學(xué)、動(dòng)物考古學(xué)和埋藏學(xué)專家Palmira Saladié 在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)表示：“FY-2HT的牙根和牙冠的形態(tài)以及磨損模式，均不符合人屬的鑒定，而屬于鹿科。因此，文章對(duì)該標(biāo)本的分析和解釋，比如年代測(cè)定和古DNA結(jié)果，我們都必須非常謹(jǐn)慎地看待，甚至拒絕它們。在我看來(lái)，鑒定是錯(cuò)誤的，所以我們不能考慮結(jié)果。我不明白DNA分析怎么沒(méi)發(fā)現(xiàn)這個(gè)錯(cuò)誤?！?/p>

孫雪峰和李輝向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》表示，原論文中化石形態(tài)學(xué)鑒定由澳大利亞新南威爾士大學(xué)Darren Curnoe負(fù)責(zé)。但截至發(fā)稿，Curnoe沒(méi)有就這個(gè)問(wèn)題向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》作出回復(fù)。

Curnoe在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》發(fā)表的回應(yīng)文章中只是解釋，F(xiàn)Y-HT-2齒冠釉質(zhì)大多磨損，無(wú)法復(fù)原出與鹿牙齒相似的磨耗特點(diǎn)。但劉武表示，盡管FY-HT-2存在齒冠釉質(zhì)磨損，這枚牙齒與鹿牙齒相似的舌側(cè)磨耗特征仍然是清晰可辨的。

爭(zhēng)議二：

“人類”線粒體古DNA從哪兒來(lái)？

假設(shè)編號(hào)為FY-2HT的人類牙齒實(shí)為鹿牙，為何能從中提取出“人類”線粒體古DNA？這是這項(xiàng)研究最為吊詭的地方。

這枚被檢測(cè)出人類DNA的牙齒是否有可能被污染？原論文第一作者、負(fù)責(zé)古DNA檢測(cè)的復(fù)旦大學(xué)科技考古研究院副研究員文少卿在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)表示，始終對(duì)數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)。

王傳超向《中國(guó)科學(xué)報(bào)》解釋，古DNA的兩端會(huì)出現(xiàn)堿基的變化，跟現(xiàn)代人的DNA序列有明顯區(qū)別。根據(jù)論文公開(kāi)的數(shù)據(jù)顯示，孫雪峰等人確實(shí)提取出了古DNA并且對(duì)污染率進(jìn)行了科學(xué)評(píng)估，結(jié)果是污染率很低，達(dá)到了古DNA的數(shù)據(jù)質(zhì)量要求。

值得一提的是，隨著人類DNA獲取技術(shù)的提升，在土壤、糞便、湖芯甚至是空氣樣本中，科學(xué)家也能檢測(cè)出人類DNA。這些DNA通常被稱為環(huán)境DNA或者沉積物古DNA。

FY-2HT的“人類”線粒體古DNA究竟從哪兒來(lái)，似乎還是蒙上了一層陰影。

爭(zhēng)議三：

碳十四測(cè)年存在污染？

碳十四測(cè)年法是確定化石標(biāo)本年代的一把利器，這是最著名的一種放射性測(cè)年法。但是，碳十四測(cè)年有個(gè)致命弱點(diǎn)——無(wú)法用在非常古老的材料測(cè)年上，因?yàn)樘际乃プ兒笫Ｓ嗔繒?huì)越來(lái)越小，最后小到很難精確計(jì)算。

2015年，負(fù)責(zé)福巖洞動(dòng)物牙齒化石碳十四測(cè)年的北京大學(xué)考古文博學(xué)院教授吳小紅告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，當(dāng)時(shí)研究團(tuán)隊(duì)測(cè)定的年代為4.3萬(wàn)年左右。

孫雪峰認(rèn)為，這個(gè)數(shù)據(jù)可以用來(lái)說(shuō)明福巖洞遺址現(xiàn)代人出現(xiàn)的時(shí)間，支持其團(tuán)隊(duì)觀點(diǎn)：現(xiàn)代人到達(dá)中國(guó)南方的時(shí)間不早于6萬(wàn)年前。但吳小紅解釋，這個(gè)數(shù)據(jù)接近北大加速器質(zhì)譜碳十四實(shí)驗(yàn)室有機(jī)物碳十四年代測(cè)定的高限，再加上福巖洞遺址骨質(zhì)樣品保存不佳，這一結(jié)果不適合用作絕對(duì)年代的描述。

與之相對(duì)的，孫雪峰等對(duì)“人類牙齒”和動(dòng)物牙齒的碳十四測(cè)年顯示，其年代不足1萬(wàn)年，與“人類”線粒體古DNA推斷的年代相匹配。吳小紅認(rèn)為，這種巨大的差異很可能由于樣品來(lái)自不同地層單位。

“另外，越古老的樣品，污染的風(fēng)險(xiǎn)越高，需要非常小心謹(jǐn)慎?！眳切〖t說(shuō)。

她表示，首先是樣品的前處理過(guò)程需要嚴(yán)格控制和把關(guān)。孫雪峰等的文章中沒(méi)有對(duì)碳十四測(cè)年樣品的前處理過(guò)程進(jìn)行清楚描述，這在很大程度上影響了對(duì)測(cè)年結(jié)果可靠性的判斷。

其次，加速器質(zhì)譜碳十四的測(cè)年物質(zhì)要可靠。孫雪峰等人文章中大多數(shù)樣品采用的是骨骼或者牙齒的總有機(jī)碳（TOC）年代測(cè)定，但在考古年代研究領(lǐng)域，通常不用這種方法，而是按慣例提取出骨骼或者牙齒中的原生組分——膠原蛋白或明膠蛋白進(jìn)行年代測(cè)定，以盡可能排除外來(lái)碳的影響，從而得到可靠的碳十四年代數(shù)據(jù)。其中，檢驗(yàn)?zāi)z原（明膠）蛋白質(zhì)量的是碳氮比值（C/N）。

孫雪峰等人的文章中僅有一份膠原蛋白樣品按照國(guó)際慣例測(cè)定了碳氮比值，而且它的數(shù)值（46.2）遠(yuǎn)高于牙齒和骨骼化石中適合于碳十四年代測(cè)定的有機(jī)膠原蛋白的C/N比值（2.9~3.6）。吳小紅認(rèn)為，這個(gè)結(jié)果應(yīng)該摒棄。

“事實(shí)上，該文中絕大多數(shù)膠原蛋白測(cè)年樣品都沒(méi)有提供C/N比值，那么這篇文章中所有膠原蛋白的樣品都沒(méi)有證據(jù)證明是排除了外來(lái)污染物影響的?！眳切〖t強(qiáng)調(diào)。

英國(guó)牛津大學(xué)同位素加速器中心主任Tom Higham和德國(guó)馬普學(xué)會(huì)人類歷史科學(xué)研究所Katerina Douka在同期發(fā)表的評(píng)論信中，同樣提出了這些問(wèn)題。

Tom Higham在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)，質(zhì)疑了孫雪峰等在論文中沒(méi)有使用目前最可靠的碳十四測(cè)年法，尤其是他們提取的膠原蛋白含量非常低，會(huì)造成年齡被顯著低估。他表示：“樣品實(shí)際年齡很可能比他們的測(cè)年結(jié)果老得多。”

遺憾的是，孫雪峰等發(fā)表的回信對(duì)其在原文中使用的樣品前處理方法依然沒(méi)有給出具體描述。

能否解決爭(zhēng)議？

沒(méi)有“一統(tǒng)江湖”的終極辦法

就目前來(lái)看，福巖洞人類化石的確切年代是什么、現(xiàn)代人在東亞地區(qū)起源與演化的歷史如何還原，遠(yuǎn)未到蓋棺論定的時(shí)候。

王傳超認(rèn)為，解決眼前這一爭(zhēng)議問(wèn)題的終極辦法只有重復(fù)實(shí)驗(yàn)。既然化石樣品來(lái)自同一洞穴，雙方團(tuán)隊(duì)可以提供部分樣品，由第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

不過(guò)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)階段還很難實(shí)施，僅是學(xué)術(shù)爭(zhēng)議，沒(méi)有機(jī)構(gòu)可以強(qiáng)制要求進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。而且，古人類研究的重復(fù)實(shí)驗(yàn)是有條件的。

原論文中，南京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)獲得的古人類牙齒化石非常有限，碳十四測(cè)年和牙根的古DNA檢測(cè)又都是有損檢測(cè)，很難進(jìn)行二次實(shí)驗(yàn)。因此，孫雪峰等在回應(yīng)文中也指出，希望古脊椎所能對(duì)其保存的福巖洞人類牙齒樣品開(kāi)展古DNA檢測(cè)和碳十四測(cè)年，從而進(jìn)行結(jié)果比對(duì)。

事實(shí)上，2015年，劉武等就委托專家對(duì)其中一枚保存最為完好的人類牙齒作古DNA提取，但由于南方洞穴的氣候條件非常不利于化石保存，這一嘗試并未成功。碳十四測(cè)年也只在一枚動(dòng)物牙齒中完成。

可見(jiàn)，這是一項(xiàng)技術(shù)要求極高同時(shí)又依賴運(yùn)氣的工作，重復(fù)實(shí)驗(yàn)并非隨時(shí)可以完成?！斑@時(shí)候就只能等待?！蓖鮽鞒J(rèn)為，這也是古人類研究的一大特點(diǎn)。

劉武告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，福巖洞人類牙齒的古DNA檢測(cè)會(huì)在合適的時(shí)間排上日程，畢竟5年過(guò)后，古DNA提取技術(shù)已經(jīng)有了新的進(jìn)展。

古人類研究歷來(lái)是個(gè)熱鬧的“江湖”。自從古DNA技術(shù)橫空出世，解決了許多原先爭(zhēng)執(zhí)不下的問(wèn)題，為這門學(xué)科的研究打開(kāi)了一個(gè)全新局面。但是目前，受到人類化石數(shù)量、保存條件以及技術(shù)進(jìn)展的局限，還沒(méi)有一種方法可以“一統(tǒng)江湖”，而是需要依靠多種技術(shù)方法相互印證，盡可能構(gòu)建一個(gè)完整的證據(jù)鏈條。

不同的研究方法得到的證據(jù)等級(jí)有所不同，但相同的是，每項(xiàng)研究在野外化石采集及實(shí)驗(yàn)室處理，研究數(shù)據(jù)采集、分析與論證等方面都應(yīng)該嚴(yán)格按照學(xué)術(shù)流程和規(guī)范進(jìn)行。在這一學(xué)術(shù)爭(zhēng)議事件中，還需要強(qiáng)調(diào)的是，研究程序的合理、合規(guī)是得出可靠結(jié)論的基本前提。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/nature15696

https://doi.org/10.1073/pnas.2019158118

https://doi.org/10.1073/pnas.2102961118

https://doi.org/10.1073/pnas.2103798118

https://doi.org/10.1073/pnas.2104818118