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在今天的中國(guó)各民族中,以基因多樣性從多到少排序,依次是南方非漢族人群(即南方各少數(shù)民族)、南方漢族人群、北方漢族人群、北方非漢族人群(即北方各少數(shù)民族)。即使中國(guó)歷史上不斷發(fā)生族群融合,也仍然存在這樣的基因型南北分布差別,這正是南方古老人群向北擴(kuò)張留下的痕跡。哪里的基因多樣性更豐富,哪里就是故鄉(xiāng),是遷徙的起點(diǎn)。
不同人群牙齒類型的分布,也揭示了古老人群擴(kuò)張的方向。其實(shí)在分子生物學(xué)家進(jìn)入現(xiàn)代智人遷徙路線的研究領(lǐng)域之前,考古學(xué)家已經(jīng)用牙齒類型的分布來(lái)探索遷徙路線了。
考古學(xué)家發(fā)現(xiàn),亞洲東部的古老人群的牙齒類型可以分成兩類—中國(guó)型和巽他型。中國(guó)北方、蒙古、韓國(guó)、西伯利亞人群乃至印第安人的牙齒基本上屬于中國(guó)型,而東南亞、太平洋諸島上的人群的牙齒屬于巽他型。在日本,絕大多數(shù)人的牙齒屬于中國(guó)型牙齒,古代的繩紋人和現(xiàn)代的阿伊努人的牙齒屬于巽他型牙齒。中國(guó)華南地區(qū)的人群,似乎處于兩類牙齒類型分布的中間地帶。根據(jù)牙齒類型的分布,考古學(xué)家提出,巽他型牙齒可能于距今3萬(wàn)—1.7萬(wàn)年前的某個(gè)時(shí)刻在東南亞地區(qū)產(chǎn)生,然后這種牙齒類型的人群沿著東亞大陸架向北挺進(jìn)。由于當(dāng)時(shí)是冰期,海岸線向海洋大陸架方向延伸,當(dāng)時(shí)的日本、中國(guó)臺(tái)灣和東南亞島嶼很多都與大陸相連。另外一支東南亞古老人群稍后從大陸的內(nèi)陸向北進(jìn)發(fā),在中國(guó)北部產(chǎn)生了中國(guó)型牙齒類型,時(shí)間可能是在距今2.5萬(wàn)—1.8萬(wàn)年前的某個(gè)時(shí)刻,然后他們?cè)倮^續(xù)向北進(jìn)入西伯利亞,乃至跨海進(jìn)入美洲大陸。
考古學(xué)家對(duì)牙齒類型擴(kuò)散的描述,和分子生物學(xué)家用基因來(lái)推測(cè)南方人群的北進(jìn)路線基本吻合。巽他型人群可能就是組合2,中國(guó)型人群可能就是組合1。
而且看起來(lái),組合1與組合2在很長(zhǎng)的時(shí)間里基因交流很少,各自基本上保持著自己的特色基因型。這個(gè)現(xiàn)象為我們理解幾萬(wàn)年前現(xiàn)代智人的遷徙模式提供了有益的線索。
與直立人相比,現(xiàn)代智人由于智慧更高、技術(shù)升級(jí),因此生存能力更強(qiáng),他們的群體數(shù)量更多,每個(gè)群體的個(gè)體數(shù)量也更多,而且還具有很強(qiáng)的遷徙能力。總之,在人類進(jìn)化到現(xiàn)代智人階段后,除了運(yùn)氣不好遭遇塔島技術(shù)悲劇的少數(shù)群體外,現(xiàn)代智人基本上擺脫了塔島技術(shù)悲劇和功能性滅絕的威脅。至于那些把東亞與歐亞大陸其他區(qū)域分割開的地理阻隔,已經(jīng)無(wú)法阻擋現(xiàn)代智人的腳步。
他們?cè)谶w徙過程中面對(duì)的環(huán)境,是廣闊且基本空曠的大地,這個(gè)時(shí)期的古人類擴(kuò)張可以用“填空模式”來(lái)描述,自然界中散布著許多適合現(xiàn)代智人生活的空間,“長(zhǎng)路漫漫任我闖”,他們?cè)趲兹f(wàn)年中不斷繁衍、遷徙,填補(bǔ)這些空間。
生活在不同空間的遠(yuǎn)古人群,在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里踏上了各自的進(jìn)化之路。由于天寬地廣,分散各處的不同人群之間的基因交流尚不頻繁,因此相對(duì)獨(dú)立的進(jìn)化使各個(gè)人群擁有了自己獨(dú)特的基因型。這種現(xiàn)象在分子生物學(xué)里叫作“遺傳漂變”,比如一個(gè)大的群體分出去了幾個(gè)小群體,這些小群體分別只擁有大群體基因庫(kù)中的一部分基因型,隨著時(shí)間的推移,這些小群體不斷繁衍,其基因型已經(jīng)變得與大群體不一樣了,小群體彼此之間也變得不一樣了。
現(xiàn)代智人走出非洲后的幾萬(wàn)年遷徙歷史,也是群體遺傳漂變的歷史。一個(gè)大的群體不斷分化出小的群體,占據(jù)不同的生存空間,在新家園中獨(dú)立進(jìn)化。在這個(gè)時(shí)期,基因型的漂變、分化趨勢(shì)大于基因型的交流、融合趨勢(shì)。就這樣,東西南北的中華大地上,形成了燦若繁星的不同基因型的古老人群。
從距今7萬(wàn)年前開始的地球歷史上的末次冰期,在距今2萬(wàn)年前達(dá)到最冷的盛冰期之后,終于有點(diǎn)兒強(qiáng)弩之末的頹勢(shì)了。地球變得溫暖起來(lái),尤其是在內(nèi)陸地區(qū)。春風(fēng)又綠江河岸,暖風(fēng)吹得古人醉。借著這股珍貴的暖風(fēng),我們的現(xiàn)代智人祖先一撥撥地南下北上,跋涉萬(wàn)里而來(lái),他們的腳步踏遍了中華大地,散布居住在天南地北。他們既聰明又能干,再也不像東亞直立人前輩那樣被大自然完全左右,東亞的現(xiàn)代智人正在變得越來(lái)越強(qiáng)大,他們很快將掌握新的技能,真正開始掌控自己族群的命運(yùn)。
小貼士 洞穴人留給我們的基因禮物
在現(xiàn)代人身上,大約1.7%的基因來(lái)自尼安德特人。換句話說(shuō),我們的智人祖先曾經(jīng)與尼安德特人有過雜交。實(shí)際上,智人簡(jiǎn)直是“見一個(gè)愛一個(gè)”,他們也曾與丹尼索瓦人有過雜交。生活在高原上的藏族人、彝族人和夏爾巴人,以及太平洋海島上的美拉尼西亞人、巴布亞新幾內(nèi)亞人體內(nèi),都有相當(dāng)可觀的丹尼索瓦人基因。以整體現(xiàn)代人平均來(lái)看,大約有0.5%的基因來(lái)自丹尼索瓦人。高原民族適應(yīng)缺氧環(huán)境的基因,就來(lái)自丹尼索瓦人。
尼安德特人與丹尼索瓦人同樣“用情不專”。從他們可能的共同祖先海德堡人分離出來(lái)后,兩者之間也發(fā)生過雜交,至少0.5%的丹尼索瓦人基因來(lái)自尼安德特人。丹尼索瓦人還與另一個(gè)未知的人種進(jìn)行過雜交。這一未知人種也許是海德堡人的另一個(gè)支脈。
在尼安德特人賦予我們的基因中,有一個(gè)與角蛋白合成有關(guān)。角蛋白是一種纖維狀的蛋白,構(gòu)成我們的毛發(fā)、皮膚角質(zhì)層和指甲。現(xiàn)代智人剛走出非洲時(shí),頭發(fā)可能是卷曲的。今天的歐亞人群中有些人擁有一頭垂順秀發(fā),就是尼安德特人的基因帶來(lái)的。
此外,還有一個(gè)涉及皮膚色素合成的基因也來(lái)自尼安德特人,使歐亞人群膚色變淺,與自己的非洲同類不一樣了。較淺的膚色在高緯度地區(qū)是一大生存優(yōu)勢(shì),因?yàn)樵陉?yáng)光不太充足的條件下,較淺的膚色合成維生素d的效率更高,而缺乏維生素d,人易得佝僂病和軟骨病。
古人類之間的雜交只是個(gè)別行為,并沒有大規(guī)模地發(fā)生。跨越人種的雜交行為,可能也就發(fā)生過寥寥數(shù)次。但是獲得了其他古人類基因的個(gè)體很幸運(yùn)地?fù)碛辛嗣黠@的生存優(yōu)勢(shì),所以這些基因在人群中逐代擴(kuò)散開來(lái),以至今天生活在歐亞大陸上的現(xiàn)代人,都或多或少擁有尼安德特人的基因。
不過,并非來(lái)自尼安德特人的基因都是有益的。我們從尼安德特人那里獲得的幾個(gè)基因,會(huì)讓我們更容易患某些疾病,其中包括ii型糖尿病、紅斑狼瘡和克羅恩病(一種慢性腸炎)。此外,科學(xué)家還猜測(cè),來(lái)自尼安德特人的某些基因可能會(huì)導(dǎo)致生育障礙。所以,在現(xiàn)代人的x染色體上,幾乎沒有來(lái)自尼安德特人的基因。
第三章 北粟南稻——華夏農(nóng)民的田園晨曲
中華大地上響起的第一首器樂曲,可能是小小的骨笛發(fā)出的。
河南舞陽(yáng),賈湖遺址,幾十支距今9000—7800年前截取丹頂鶴的翅骨制成的骨笛破土而出。這是迄今為止考古發(fā)現(xiàn)的中國(guó)最古老的樂器。
賈湖骨笛一般長(zhǎng)20多厘米,直徑約1.1厘米,圓形鉆孔都分布在同一側(cè),一般為7孔。個(gè)別笛子的主音孔旁還鉆有小孔,這可能是古人的調(diào)音孔,骨笛開孔后先要試音,如果音律不諧,再開小孔做微調(diào)。可見當(dāng)時(shí)古人的聲律技巧已經(jīng)非常精湛。
在遠(yuǎn)古時(shí)代,物質(zhì)條件低下的古人們哪里來(lái)的閑情逸致吹奏音樂呢?
答案是:他們把野草變成了佳肴,把野獸變成了家畜,他們是中華大地上的第一批農(nóng)民,他們開啟了中華大地上的“農(nóng)業(yè)革命”。
粟和黍:北方祖先的社稷江山
“倉(cāng)廩實(shí)而知禮節(jié)”,只有吃飽了肚子,人們才會(huì)注重社會(huì)禮儀,注重文化與藝術(shù),賈湖的骨笛才會(huì)被制造出來(lái),然后被人們吹奏。
在農(nóng)業(yè)產(chǎn)生之前,古人獲得食物的方式就是漁獵和采集。農(nóng)耕其實(shí)是很辛苦的生活方式,尤其是考慮到農(nóng)業(yè)誕生之初農(nóng)作物產(chǎn)量很低的事實(shí),田間勞動(dòng)就更顯得辛苦了。農(nóng)耕獲得的糧食蛋白質(zhì)含量少,味道也不如獵物和瓜果。耕種具有的唯一優(yōu)勢(shì)就是,它能養(yǎng)活更多人口。在土地和勞動(dòng)時(shí)間相同的條件下,農(nóng)耕活動(dòng)可以給古人提供更多的食物,或者說(shuō)更多的能量,能夠讓更多的人吃飽飯,雖然吃的差了一點(diǎn)兒。
從農(nóng)耕方式與其他生產(chǎn)方式的比較,我們就可以猜測(cè)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的原因。古人選擇更為辛苦的農(nóng)耕,其實(shí)是“迫不得已”的,很可能是由于環(huán)境所迫。
因此,在追蹤我們的第一批農(nóng)業(yè)祖先之前,我們先要書接上回,了解一下末次冰期盛冰期結(jié)束后的全球氣候變化。
距今1.8萬(wàn)年前是末次冰期最為冷酷的時(shí)候,之后的四五千年,地球逐漸回暖,到距今1.4萬(wàn)年前,出現(xiàn)了一段非常溫暖的時(shí)期,海平面迅速回升。然后在距今1.28萬(wàn)—1.15萬(wàn)年前期間,出現(xiàn)了一次名為“新仙女木期”的降溫事件,全球氣溫下降了7~8c。之后地球又一次回暖,一直到距今8400年前,再次迎來(lái)一次降溫事件,不過這次降溫比新仙女木期要弱。
中華大地上農(nóng)業(yè)的萌芽,時(shí)段可以追溯到新仙女木期及之后的回暖期。降溫事件對(duì)中國(guó)北方古人的沖擊遠(yuǎn)大于對(duì)南方古人的沖擊,因此我們就先來(lái)了解北方古人面對(duì)降溫事件所開展的“生產(chǎn)自救”活動(dòng)。
在從距今1.4萬(wàn)年前開始的那段溫暖期,許多生活在寒冷氣候區(qū)的大型動(dòng)物的活動(dòng)范圍向北方移動(dòng),北方古人的狩獵目標(biāo)以野豬、鹿等喜溫動(dòng)物為主。溫暖的氣候下,豐富的食物養(yǎng)育了更多的人口。然后,新仙女木期突然而至,自然環(huán)境變得惡劣,許多大型動(dòng)物數(shù)量減少甚至滅絕,狩獵能夠捕獲的動(dòng)物量銳減,如果不能開辟新的食物來(lái)源,大量的北方古人將會(huì)餓死。
饑腸轆轆的祖先們把目光投向了漫山遍野的野草。
狗尾草和野糜子是廣泛生長(zhǎng)在中國(guó)北方的一年生禾本科植物,它們結(jié)出的顆粒很小。在溫暖的歲月,動(dòng)物和漿果食物豐富的時(shí)期,北方古人也許看不上這兩種草的籽粒,但是在寒冷的歲月,他們必須珍惜自然界中任何可以吃的東西,即使是一小粒一小粒的狗尾草和野糜子籽粒也不能放過。按照農(nóng)學(xué)家的說(shuō)法,他們這時(shí)候的食物是“廣譜性”的,有什么就吃什么。
作為聰明的現(xiàn)代智人,除了廣泛采集植物籽粒外,他們甚至還會(huì)考慮把一些產(chǎn)量比較高、顆粒飽滿的植物的籽粒挑選出來(lái),播撒在大地上,讓它們肆意生長(zhǎng),希望在未來(lái)結(jié)出更多的籽粒。就這樣,他們從采集方式向農(nóng)耕方式邁出了第一步。
狗尾草是粟這種農(nóng)作物的野生祖先,粟就是日常生活中的小米,今天我們主要用它來(lái)熬粥;野糜子則是黍這種農(nóng)作物的野生祖先,黍就是今天所說(shuō)的黃米,在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中已經(jīng)很少種植了,在一些北方特色食物比如驢打滾、黏豆包那里,我們還能與黍相遇。
粟和黍都是原產(chǎn)于中國(guó)北方的農(nóng)作物,但是對(duì)于它們最早被馴化的地點(diǎn)和時(shí)間,學(xué)者們還沒有完全搞清楚。最初,人們認(rèn)為黃河流域自然條件優(yōu)越,特別是平原地區(qū)利于灌溉,可能是粟和黍的起源地。但是,正因?yàn)樗诤褪蚨际菑摹耙安荨瘪Z化而來(lái)的,所以它們最初改良的地點(diǎn)可能不一定是適合大規(guī)模農(nóng)耕的地區(qū),反而可能會(huì)是“野草”繁盛的地方,比如一些山間谷地。此外,黃河流域優(yōu)越的自然條件,反而可能會(huì)成為原始農(nóng)業(yè)萌發(fā)的阻礙,那里的古人沒有太大的生存壓力去改良“野草”。在一些自然條件不是那么優(yōu)越的區(qū)域,比如更加靠北的燕山山脈甚至東北地區(qū)的遼河流域,氣候更為寒冷,古人更有動(dòng)力去改良“野草”,以補(bǔ)充自己的食物來(lái)源。
植物考古正在證實(shí)這個(gè)猜想。比如,植物學(xué)家在北京附近的東胡林人遺址中篩選出了已經(jīng)炭化的粟粒,其從形態(tài)上看已經(jīng)有了栽培粟的樣子,但是尺寸還非常小,這可能說(shuō)明當(dāng)時(shí)那里的古人已經(jīng)開始將狗尾草向栽培粟馴化,還處于馴化的過渡階段。無(wú)獨(dú)有偶,其他植物學(xué)家在山西西南部的柿子灘遺址篩選出了處于馴化過程的黍類籽粒,但是粟還處于野生階段。與之對(duì)比,在黃河流域?qū)λ诘鸟Z化大概發(fā)生在距今8000年前,比更北方的區(qū)域要晚。
有趣的是,粟和黍的馴化起源地可能也不一樣。從兩種植物的特性看,粟對(duì)水分的要求較高,主要生長(zhǎng)于較濕潤(rùn)的地區(qū),而黍則多生長(zhǎng)在較干旱的地方。從植物考古的發(fā)現(xiàn)看,栽培黍最早出現(xiàn)在中國(guó)北方森林草原植被過渡帶,它最有可能誕生于遼寧西部、內(nèi)蒙古西拉木倫河流域、燕山山脈北麓,也就是今天400毫米等降水線的北方,偏干旱環(huán)境;栽培粟最早出現(xiàn)在稍微靠南方的區(qū)域,它最有可能誕生于太行山北部到燕山山脈南部一帶,在400毫米等降水線的南方,偏濕潤(rùn)環(huán)境。
讓我們通過一個(gè)古人的“糧食基地”來(lái)一窺他們的農(nóng)作物馴化過程。
河北南部、太行山東麓有一個(gè)磁山遺址,經(jīng)過考古學(xué)家的多次發(fā)掘,一共發(fā)現(xiàn)了幾百個(gè)窖穴,其中儲(chǔ)存糧食的糧窖有近200個(gè)。僅僅第一次發(fā)掘中發(fā)現(xiàn)的88個(gè)糧窖,儲(chǔ)存的糧食就達(dá)到了109立方米,折合糧食質(zhì)量大約6.9萬(wàn)千克。如果再算上后期發(fā)現(xiàn)的糧窖糧食,古人的這個(gè)糧食基地真是儲(chǔ)量驚人。
通過對(duì)糧窖糧食的測(cè)年,我們得知這些糧食是距今10000—8700年前收獲和儲(chǔ)存的。這些萬(wàn)年糧倉(cāng)里儲(chǔ)存的是什么糧食呢?
磁山遺址里的糧食早已腐朽,剛出土?xí)r是淡淡的灰綠色,風(fēng)干后變成了灰白色。不過人們還是能看出糧食的清晰外殼。籽粒雖然早已腐爛,但是植物學(xué)家知道,植物活著時(shí)會(huì)在吸收水分的同時(shí)吸收一點(diǎn)點(diǎn)可溶性的二氧化硅,這些二氧化硅積淀在植物的各個(gè)部分,在植物死后,會(huì)形成耐腐蝕的植硅體,他們通過植硅體的形態(tài)就可以反推植物的種類了。植硅體雖然不是植物的基因,但是和基因一樣保存了植物的信息。
利用磁山遺址糧食的植硅體研究,植物學(xué)家發(fā)現(xiàn),這個(gè)巨大的糧倉(cāng)在距今10300—8700年前的樣品中,灰化糧食的植硅體表明里面全部是黍。距今8700—7500年前,糧窖里開始出現(xiàn)少量粟的植硅體,但粟的含量一直沒有超過總量的3%,糧倉(cāng)里依然以黍?yàn)橹鳌R簿褪钦f(shuō),磁山遺址的農(nóng)作物灰化樣品主要是黍。萬(wàn)年前的北方古人是吃黃米的,然后他們才馴化了粟,吃上了小米。
為什么首先裝滿糧倉(cāng)的是黃米而不是小米呢?
這首先應(yīng)該歸功于黍比粟更加“皮實(shí)”。黍的生長(zhǎng)期短,比粟更耐干旱、更耐貧瘠。當(dāng)時(shí)的古人多居住在山谷有水源的地方,因?yàn)槟抢锸菨O獵和采集的優(yōu)良場(chǎng)所。古人技術(shù)能力有限,生活環(huán)境周圍又沒有大片可供開墾的土地,因此黍成為他們補(bǔ)充食物來(lái)源的首選。另外,氣候變化顯然也在幫助黍率先脫穎而出。前面已經(jīng)談到,寒冷期的降臨要求北方古人盡快找到新的食物來(lái)源,哪種植物最容易被馴化為農(nóng)作物,哪種植物就會(huì)率先填滿糧倉(cāng),黍就是他們的首選,它容易被馴化,而且更耐寒。
從野生品種到適合農(nóng)耕的栽培品種,農(nóng)作物的馴化是一個(gè)漫長(zhǎng)的、漸變的過程,在這個(gè)過程中,古人通過一代代的篩選,讓單株植物籽粒越來(lái)越大、單位面積產(chǎn)量越來(lái)越高。如果說(shuō)大概1萬(wàn)年之前古人就實(shí)現(xiàn)了黍的基本馴化,那么粟的基本馴化大概要到距今8000年前了。那個(gè)時(shí)期的許多古人遺址,比如遼河流域、黃河上游及中下游的許多地方,都發(fā)現(xiàn)了具有馴化特征的粟。
雖然粟的馴化比黍難,但是一旦馴化成功,古人就享受到了粟的好處—產(chǎn)量更高。只要水肥條件跟得上,粟比黍的產(chǎn)量高。粟逐漸取代黍,成為古人糧倉(cāng)里的第一主糧。
粟最開始也種植在山谷地帶,一些中國(guó)古代傳說(shuō)甚至留下了一些種植線索。比如古書里談到中國(guó)的“農(nóng)神”—神農(nóng)氏的時(shí)候,說(shuō)“神農(nóng)城在羊頭山,山下有神農(nóng)泉,即神農(nóng)得嘉谷之所”,“神農(nóng)作,樹五谷淇山之陽(yáng),九州之民乃知谷食,而天下化之”。這里所說(shuō)的谷物,主要是指粟,傳說(shuō)中神農(nóng)氏把粟種在山坡上,這應(yīng)該是對(duì)古人早期種植粟的描寫。在先秦時(shí)代,古人常用“社稷”一詞比喻天下,“社”就是土地之神,代表國(guó)家疆土;“稷”則是優(yōu)質(zhì)的谷子—粟,是當(dāng)時(shí)國(guó)民的糧食根本。
栽培粟出現(xiàn)之后,黍的農(nóng)業(yè)地位相應(yīng)下降,不過它在北方仍然長(zhǎng)期居于糧倉(cāng)中的次席,是重要的輔助糧食。黍影響至今的一個(gè)重要貢獻(xiàn)是,它定義了中國(guó)古代乃至當(dāng)代的長(zhǎng)度單位—尺。秦始皇統(tǒng)一天下后,要統(tǒng)一度量衡,于是選擇中等大小的黍粒,用橫排100粒的長(zhǎng)度定義了一尺的標(biāo)準(zhǔn),再用一尺為單位,制作成裝糧食的斗,進(jìn)而統(tǒng)一了質(zhì)量單位,甚至還用尺這樣的長(zhǎng)度單位輔助制定了陰歷。