回首2025年的科研历程,最令我难忘的是2025年9月26日凌晨,世界顶刊《Science》(《科学》)刊发了以中国学者为主导的国际性研究团队的研究成果“The phylogenetic position of the Yunxian cranium elucidates the origin of Homo longi and the Denisovans”(郧县人颅骨的系统发育位置阐明龙人与丹尼索瓦人的起源)。
作为该文的共同第一作者,回首往昔的研究,其中的诸多细节犹历历在目。我们通过高精度CT扫描(使用高精度工业扫描仪)和精细的结构光表面扫描,在化石中发现了裂隙、矿物填充物及未变形的骨片。随后,依据解剖特征与几何形态学标志点,采用创新的数字重建方案,以虚拟方式对颅骨进行了精细拼合(每件头骨化石均由300余块骨片缀合而成)。
这项研究的一个核心创新之处在于开发了一种新型统计方案,用于验证数字重建的可靠程度——这是古生物学中常见并且关键的不确定点。由于缺乏同物种的完整头骨作为对照,通常无法判断一个化石的重建是否可靠。该研究发现古人类演化不是一条直线,是分支的,从而得到了一个非常稳定的人类演化的五大支系,正是由于像郧县人这样的化石,有很好的化石年龄的约束,同时借助其他化石的年龄,我们可以对整个古人类演化树进行更加有效的内部分支的年龄估计。
该研究基于一个中国学者研发的很大的矩阵,不仅包括了很多化石物种,同时还有很多测量特征,有六七百个之多,所以可以去观察、分析。如果想复原一个没有这样矩阵的物种,就要从头开始建这样的矩阵。到2021年的时候,我们在MorphoBank上把数据都公开了,这篇文章郧县人头骨化石研究的数据也已经公开了,是关于人类演化的形态特征矩阵的最大、最全的版本,目前这个数据库仍然在不断更新中。
展望2026年,中国古人类学研究虽然面临着诸多挑战,但仍然充满希望。我们希望有更多的学者、更多的新方法来研究古人类化石。如我们现在所说的古DNA也好,古蛋白也好,仅存在于三个类群里面,智人、尼人和所谓的丹尼索瓦人,化石年龄最古老的也就到40万年,而人类演化有二三百万年之久,如果从黑猩猩分异开始算的话,有六七百万年的演化历史。那么,三四十万年的古蛋白和古DNA信息怎么建立这样的系统树呢?像郧县人这样距今100万年前的古人类化石,理论上是根本不可能找到DNA的。之前有人做过研究,当古DNA的片段经过100万年,理论上会缩短到只有一个碱基,一个碱基排到哪里都可以。所以,这是古DNA技术的一个瓶颈,是很难突破的。
如何确定郧县人头骨化石在古人类演化谱系树上的位置,可能用其他的方法还是会有比较大的不确定性。如用现代的种群遗传学的模型叫溯祖模型(coalescent)去推断古人类演化序列,现在确实可以推到接近200万年。但这在现代人群内部还存在诸多的不确定性。而化石证据构建的古人类演化系统树发现,现代人有可能不单是走出非洲,还有走入非洲,而且还不止一次。
因此,我们需要将中国保存完整的古人类化石数据放在系统演化树上去看,这个特征到底是来源于共同祖先,还是在两个不同支系上分别出现的。所以我们要建系统演化树,来判断某些特征是某一个类群特有的特征。
(作者系山西大学历史文化学院教授)