人类演化太反常了——竞争越厉害，人种越多

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2024-05-04 05:05

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来源：世界科学

作者：哔普星人

种间竞争本是抑制物种多样性的机制，却在人类演化中成为反常的动力——这不同于任何脊椎动物的进化模式。而对石器、火或先进狩猎技术等的利用可能其中关键原因。

反常之人：化压力为动力

当我们用现代人的眼光回看遥远史前，不可否认智人就是那天选的族群。我们的祖先在与同时代其他众多古人类的竞争中脱颖而出，最终成为唯一统治者，也是现存唯一的人属物种。

已知曾与智人仰望同一片星空的，还有才华横溢的尼安德特人，善于适应的丹尼索瓦人，印尼岛屿上身长一米的弗洛勒斯人，同样如霍比特人般迷你的菲律宾吕宋人，人猿难辨的南非纳莱迪人……这些人属族群与智人都是大约600万年前某个共同祖先的后代。

弗洛勒斯人的头骨模型

目前科学家已知大约二十种古人类，其中一半是在过去三十年间发现的。鉴于相关研究投入的扩增，日后必有更多人类物种现身。

关于古人类的出现和灭绝，学界普遍认为：一方面，气候变化是影响进化的主要因素；另一方面，种间竞争的加剧会抑制新物种形成。

不过近期剑桥大学学者揭示了一种似乎为人属谱系独有、迥异于其他动物的奇特演化模式，根据其发表于《自然-生态与进化》（Nature Ecology & Evolution）杂志的最新文章：

对几乎所有脊椎动物来说，新物种一般出现于种间竞争（争夺生活空间、食物等各种资源）较小的阶段，换言之，谱系内已有的物种越少，可分配资源越充裕，越利于新物种形成，反之则不利。因此，在一个谱系的发展初期，物种形成速率呈增长趋势，随着竞争加剧，资源吃紧，形成速率趋于稳定，与此同时物种灭绝速率开始上升。

但人属的进化模式不同寻常——新人种形成速率的加快与种间竞争的加剧同步发生！

生态学术语“生态位”被用于描述种群在生态系统中扮演的角色，一个物种的生态位包括它生存所必需的各种条件（如温度或食物）以及它与其他物种的相互作用（如捕食或竞争）。

物种演化过程中，围绕生态位的竞争至关重要。以达尔文的雀类研究举例，在太平洋东部的加拉帕戈斯群岛上，由于不同岛屿的食物资源不同，雀类进化出了不同的喙形状和食性，以适应各自生态位，避免直接竞争。

当某个生态位上的物种消亡，就会有其他物种填补空缺。而当系统中生态位被填满后，激烈的种间竞争就会抑制新物种形成。除了人属（Homo）成员，所有脊椎动物都如此——包括那些非人属的更早期人类祖先，例如450万~190万年前南方古猿属（Australopithecus）和290万~120万年前的傍人属（Paranthropus）。

新论文主要作者、剑桥大学生物人类学家劳拉·范霍尔斯坦（Laura van Holstein）博士表示：“气候对古人类的影响只是故事一部分。大家此前一直忽略物种间竞争对人类演化树的塑造。我们发现人属下的物种越多，新人种形成率就越高，这种模式在演化科学中可谓独一份，太神奇了，有点类似某些岛屿上的甲虫，由于身处孤立环境，它们也表现出不寻常的物种形成模式。”

海德堡人的头骨模型

化石并不可靠

范霍尔斯坦等人开发了一个独特的数据库，对共计385 个来自古人类物种的化石记录进行编目。当然，化石并不总是反映某物种存在时间的可靠指标，用范霍尔斯坦的话说：“我们不一定会用年代最早的化石代表某个谱系最早出现的成员。”

因为化石形成受多种因素影响，包括地质和气候条件等，相关测年结果的准确性值得商榷。举个例子，先前针对南非斯泰克方丹岩洞中南方古猿化石的测年工作，因化石所在的角砾岩混入更年轻的沉积物，将化石真实年龄低估了一百万年。（详见南非版的露西祖母？科学家发现南非洞穴里的普莱斯夫人老了100万年）此外，这方面研究聚焦于特定区域，因此一些更年轻或更古老的化石可能未被发现。

直立人的头骨模型

鉴于上述种种，范霍尔斯坦借助数据建模估算了各古人类物种生存初期和末期的种群规模以及环境对化石形成的影响，最终综合性地推测出各人属物种的起源和灭绝的年代范围。如前文所述，研究结果颠覆了既有认知。范霍尔斯坦等人介绍称：

此前学界普遍认为，一部分古人类物种以前进演化（anagenesis）的方式演变，即旧物种中逐渐形成了新物种，但新与旧并不分道扬镳，它们仍属于同一谱系，以杂交种群（interbreeding population）的形式继续存在。与之相对的分支演化（cladogenesis）则要求新与旧不再杂交，成为两个独立物种。

但新研究显示，这些古人类在演化过程中似乎发生新物种的“萌芽”，产生了新分支。例如，南方古猿阿法种（Australopithecus afarensis）可能并非如过去推断的，从南方古猿湖畔种（Australopithecus anamensis）前进演化而来——二者似乎并存了大约50万年。