摘要：人类无疑是当今地球上最繁盛的物种，不考虑我们在文明领域取得的辉煌成就，仅仅是数量本身就已经缔造了奇迹。到目前为止，全球人类的数量已经超过了80.92亿（美国普调局2024年12月30日公布数据）。
人类无疑是当今地球上最繁盛的物种，不考虑我们在文明领域取得的辉煌成就，仅仅是数量本身就已经缔造了奇迹。到目前为止，全球人类的数量已经超过了80.92亿（美国普调局2024年12月30日公布数据）。
图注：现在地球上数量爆炸的人口，图片来自网络
仅从数量上，人类就已经以压倒性优势超过了地球上所有的大型动物，如此繁盛的物种有没有濒临灭绝的时候呢？还真有那么一次，就在距今93万至81.3万年前的10多万年中，古人类可繁殖人口的数量一直保持在1000多人，这10万年可以说是人类最接近于灭绝的时刻。
在还原和探究人类濒临灭绝的过程和原因之前，首先要说明的是当时的人类并非今天的智人（Homo sapiens），而是智人以及尼安德特人（Homo neanderthalensis）、丹尼索瓦人（Homo sapien ssp. Denisova）的共同祖先，属于比我们更古老的古人类物种。
图注：尼安德特人（左右）与智人（中），图片来自网络
我们是怎么得知当时古人类的数量就剩下了那么一点，毕竟没有直接的实体化石证据可以用来研究和推导。靠的其实是现代人的基因，科学家对来自50个人类群体中的3154个现代人的基因组进行了分析，根据遗传变异的时间来估算人口规模。研究团队的领导者佛罗伦萨大学人类学家法比奥·迪·文森佐（Fabio Di Vincenzo）和罗马萨皮恩扎大学古生物学家乔治·曼齐（Giorgio Manzi）在接受采访时提到他们采用了一种名为“快速极小时间溯祖”（FitCoal）的分析方法，该方法可以不依赖化石或者古DNA，通过分析现代人的基因组数据来推断过去，并且准确率可以高达95%。
图注：基因成为研究的关键，图片来自网络
图注：快速极小时间溯祖，图片来自网络
FitCoal分析的结果显示：在距今93万年前出现了一次“瓶颈效应”（bottleneck effect）。瓶颈效应是指某个物种的群体因为各种原因造成了大量死亡，结果原来丰富的遗传多样性因为个体的大量损失而严重丢失。经过“瓶颈”过滤的物种，就算种群数量得到恢复，但是看不到的遗传多样性却很难恢复，所以因为“瓶颈效应”造成的遗传多样性的减少便留在现代人的基因组之中，通过分析便可以重建人类演化历史以及人口规模的浮动。
图注：“瓶颈效应”的图例，图片来自网络
正是靠着基因组中“瓶颈效应”的记录，科学家推测在距今93万年前，古人类的数量从10万多个可繁殖个体骤然锐减到1280个可繁殖的个体（也就是说仅剩下了原来的1.3%），当然全部个体的数量肯定要更多，因为还有幼年、少年和老年个体，但是也多不了太多，毕竟当时人类儿童的夭折率很高，平均寿命也很短。以今天的标准来看，当时的人类是可以达到濒危（Endangered）标准的。
图注：人类祖先在早、中更新世过渡期经历的严重群体瓶颈，图片来自网络
图注：《自然》杂志网上的相关报道，图片来自网络
造成物种总数在短时间下暴跌的原因有许多，比如严重的灾难、爆发恶性传染病、物种入侵等等，但是这些原因的反应都是激烈而短暂的，种群数量在遭遇到严重损失之后，都会很快回升，可是人类种群数量却在距今93万年之后的11.7万年时间里一直保持在千把人的规模，所以肯定是遭遇到了某种持续性的压力，这种压力最可能得就是环境。
距今93万年前，正处于中更新世时期，而更新世最具标志性的事件就是第四纪大冰期（Quaternary glaciation），也就是我们常说的冰河时代。第四纪冰期从距今260万年前开始，直到距今1.2万年结束，当然也有相当一部分科学家认为冰期并未结束，一直延续至今。第四纪冰期并非一直寒冷，中间也有明显的温度浮动，地质学家将其中的寒冷期称为“亚冰期”、温暖期称为“间冰期”，而距今93万年前刚好就处于群智亚冰期（Gunz glacial stage，距今113万~91万年前），这个群智亚冰期是欧洲的称呼，是以阿尔卑斯山区的资料来命名的，我们中国对应的则是鄱阳湖亚冰期。
图注：冰期的地球，图片来自网络
群智亚冰期的规模并不算大，但是依然对全球的气候和环境造成了很大的影响。这个影响放在非洲就是大范围的严重干旱，导致了草原森林面积的缩减，动物数量随之减少。环境的恶劣和资源的贫乏根本无法支撑原有规模的生态系统，包括10万计的古人类，于是人类的数量出现了断崖式的下降，直降至1000多人（可繁殖个体）。
图注：干旱对于非洲生命的打击是沉重的，图片来自网络
图注：人类在干旱环境中觅食压力增大，图片来自网络
古人类数量不仅下降到灭绝的边缘，而且由于栖息地的碎片化，古人类群体也出现了地理上的分裂隔离，成为一个个的聚落，所以这些古人类的基因也无法得到很好的交流，基因多样性便出现了更严重的下降，丢失率高达66%。此时的人类面临着最危险的时刻，因为一场自然灾害、一种病毒等等都可能导致人类彻底灭绝，之后就没有之后啦。人类是幸运的，尽管数量很少，但是却在10万年中保持了稳定，终于迎来了转机。距今约80万年前，人口回升至2.7万，其中火的广泛使用可能是重要的原因。
图注：火改变了人类的生活，图片来自网络
图注：三种人类有着共同的祖先，图片来自网络
这一切看上去相当合理，不仅仅有藏在现代人基因组中的证据，同时也是古地质、古气候以及化石材料证据相互对应，但是事实真的如此吗？
正如法国自然历史博物馆研究主任安托万·巴尔佐（Antoine Balzeau）所说，本次研究主体并非当时地球上的所有人类，只代表了我们智人的祖先类群，而同时期地球上肯定还有其他古人类存在，只是他们的基因没能够延续至今，所以无法研究。即便如此，这也是智人祖先最接近灭绝的一刻，如果出了任何闪失，那就没有今天的世界也没有你我了。
关于这项研究，也存在着很大的争议，而且是从多个方面的：
比如雅克莫诺研究所(CNRS)的分子遗传学家蒂埃里·格兰奇（Thierry Grange）就对1280个可繁殖个体这个数字表示怀疑，因为这并未考虑到当时古人类的生育年龄范围是多少，因为古人类往往比今天的人类更早开始繁殖。
安托万·巴尔佐还怀疑气候的变化是否真的能够造成古人类数量出现如此夸张的减少。
最后来总结一下：本次研究是具有突破性的，而且证明了古人类在距今93万年前的确因为某种原因出现了种群数量急剧下降出现了“瓶颈效应”，但是具体的原因、过程和种群情况或许还有待更多的研究和考证。不过可以确定的是，我们的祖先的确曾经站在灭绝边缘挣扎求生，他们是幸运的，而且将这种幸运“遗传”给了我们今天的人类。
该研究是由中国科学院上海营养与健康研究所李海鹏团队（群体遗传学）与华东师范大学潘逸萱团队（计算生物学）主导，并联合意大利佛罗伦萨大学自然历史博物馆、罗马大学环境生物系和美国德克萨斯大学休斯顿健康科学中心的科学家完成研究，研究论文《早更新世到中更新世过渡时期严重的人类瓶颈的基因组推断》（Genomic inference of a severe human bottleneck during the early to middle pleistocene transition）发表在2023年8月31日的《科学》（Science）上，并且获得了多位审稿人的高度评价。
图注：发表在《科学》上的论文，图片来自网络
图注：参与本次研究的九位作者，图片来自网络
图注：潘逸萱，图片来自网络
中国科学院上海营养与健康研究所博士毕业生、华东师范大学原实习生胡王杰博士和中国科学院上海营养与健康研究所博士毕业生、山东第一医科大学助理研究员郝子谦博士为共同第一作者，中国科学院上海营养与健康研究所李海鹏博士和华东师范大学脑功能基因组学研究所潘逸萱博士为该发现的共同通讯作者。
专家点评：
吴仲义 教授（中山大学生命科学学院教授，进化生物学与遗传学家，长期从事分子进化、群体遗传学和进化基因组学方面的研究）
吴仲义 教授
李海鹏团队和潘逸萱团队在Science的合作论文 Genomic inference of a severe human bottleneck during the Early to Middle Pleistocene transition 必定会引起很多关注。论文的结论是在90万年前左右，人类祖先的群体数目下降到一千多人。这个群体瓶颈维持了至少10万年。这个结论的人类学意义，会有非常多的讨论。演化学者关注的是这个结论是怎么来的。（毕竟大多数动植物都有起起落落的时候，十多万年前大型动物还经历了一场浩劫。）李海鹏团队和潘逸萱团队在这个题目做的重大贡献是提出了理论框架，基于基因变异频谱倒溯上百万年才看到这个现象。目前的理论框架里，大概可以回看三四十万年。这篇论文，理论架构全部在附件里。正文只是刊登了上述的结论。所以这是个买椟藏珠的故事。也是近年CNS期刊上少数凤毛麟角的理论论文。
参考资料：
1. Wangjie Hu et al. ,Genomic inference of asevere human bottleneck during the Early to Middle Pleistocenetransition.Science381,979-984(2023).DOI:10.1126/science.abq7487.
2.Ambrose, Stanley H. (1998). "Late Pleistocene human population bottlenecks, volcanic winter, and differentiation of modern humans". Journal of Human Evolution. 34 (6): 623–651.
3Charles Q. Choi .Supervolcano Not to Blame for Humanity's Near-Extinction.livescience.2013.04.29
4ANNALEE NEWITZ.These early humans survived a supervolcano eruption 74,000 years ago.arstechnica.2018.03.21
5.Dennis S. Weiner,David Jonah, Bonnie Leighley, Martin S. Dicintio, D. Holmes Morton, Steven Kopits.(2013).Orthopaedic manifestations of chondroectodermal dysplasia: the Ellis–van Creveld syndrome.J Child Orthop，7(6): 465–476.
6.Sean Kane.The human race once came dangerously close to dying out — here's how it changed us.businessinsider.2016.03.19
来源：江氏小盗龙