出品：科普中国

作者：牛长泰（中国科学院南京地质古生物研究所博士）

监制：中国科普博览

编者按：为拓展认知边界，科普中国前沿科技项目推出“未知之境”系列文章，纵览深空、深地、深海等领域突破极限的探索成果。让我们一起走进科学发现之旅，认识令人惊叹的世界。

我们是谁？我们来自哪里？我们将走向何方？这是所有人类一直面对的三个问题。

今天的地球上，不同的地区生活着不同的人种，长相与文化存在显著差异。虽然生物学上已经证实，目前地球上所有的人类都属于同一个物种—智人（或者现代人，Homo sapines），但不同地区不同人种现代人的起源与形成过程仍不明晰，是当今生命科学研究的前沿领域。

古人类化石是研究不同地区现代人起源重要的材料。我们不仅可以根据古人类化石恢复古人类的体态特征和长相，也可以提取古人类化石中的古DNA，一探他们与当今现代人的亲缘关系。

我国产出的古人类化石众多，从距今约170万年前的云南元谋人，到距今约4万年前的北京田园洞人和山顶洞人，包含直立人、“古老型智人”和现代人等多个阶段。

其中，与今天人类关系最密切的便是我们这个物种——现代人的化石了。我国最早的现代人化石记录，可以追溯到12万-7万年前发掘自我国湖南、湖北和广西的古人类化石。而在7万年之后，直到约4万年前，这3万年里我国一直未产出年代确切的现代人化石。

在我国所有产出的现代人化石中，广西柳江通天岩洞发现的柳江人是东亚和东南亚发现的最为完整的化石人类骨架之一，这为我们了解该地区现代人的起源和演化提供了宝贵的化石材料。

但长期以来，柳江人化石的年龄一直存在争议，早期的研究认为柳江人的生活时代至少为6.7万年前，甚至可能早至13.9万-11.1万年前或者15万年前，这些年龄要远早于4万年后东亚广泛出现的现代人化石的年龄，也有可能会填补7万-4万年我国现代人化石发现的空白。所以说，确定柳江人的生活时代，对于我们正确认识东亚地区现代人的起源与迁徙扩散模式有着重要意义。

2024年4月29日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、南京师范大学和中国科学院地质与地球物理研究所组成的研究团队，与柳州白莲洞洞穴科学博物馆以及澳大利亚人类演化研究中心的研究人员合作，在《自然》杂志子刊《自然通讯》上发表了柳江人地层与年代学新的综合研究成果。

该研究确定了柳江人的生活时代为距今3.3万-2.3万年，这为我们理解柳江人在东亚乃至全球现代人演化序列中的位置打下坚实基础，并为探讨现代人在欧亚大陆上的迁徙扩散模式提供了关键数据。

东亚现代人起源之谜

智人，或者现代人，即我们这个物种，在东亚地区是如何出现的？这是近百年来我国古人类学家和考古学家一直都在不断探索的问题。东亚地区从直立人到现代人，拥有连续的化石记录，同时在古人类使用的石器技术面貌上也具有很好的连续性，所以最开始一些学者认为，东亚的现代人是从本土生活的更早的古人类演化而来的。

21世纪之后，随着基因测序技术和古DNA提取技术的进步，分子人类学研究发现，今天非洲以外的现代人，其祖先主体来自6万-5万年之间走出非洲的现代人，他们经由非洲东北部到达中东地区，之后向欧亚大陆西侧和东侧扩散，并通过白令海峡到达美洲大陆，通过东南亚到达澳洲，完成了现代人全球扩散的壮举。

同时，他们也与当地的一些古老型人类比如尼安德特人、丹尼索瓦人以及其他一些未知的古人类发生基因交流，使得今天非洲以外的现代人的基因组中，也留下了这些古老型人类的遗传印记。

古人类学研究发现，解剖学意义上的现代人早在约30万年前便已出现在非洲北部，同时中东地区、欧洲、东南亚和东亚均发现了早于6万年前的现代人化石。

这意味着，早在今天非洲以外的现代人祖先走出非洲之前，可能已经有一些现代人走出非洲到达欧亚大陆并进行了一定的扩散，但这些现代人与今天现代人之间的关系仍然不明，他们很可能并不是今天现代人的直接祖先，未能在欧亚大陆成功留下后代。

不过，在东亚地区，由于石器技术上的连续性，我们无法排除另外一种可能，即东亚地区4万年后的现代人，是从更古老的12万-7万年前的现代人演化而来的。

在7万-4万年之间，虽然古人类考古记录上，没有发生缺失和明显的石器技术转变现象，但是在现代人化石记录上，东亚地区出现了一定的空白。

柳江人，一个可以明显归入现代人序列的较为完整的古人类骨架化石，在过去的研究中有着不低于6.7万年的年龄，这一年龄使得其极为重要，但这也是人们正确认识柳江人演化地位的一个弱点。

全球现代人化石分布图，全球深海氧同位素阶段对应年龄：MIS7（24.4万-19万年），MIS6-5（19万-7.1万年），MIS4（7.1万-6万年），MIS3-2（6万-1.1万年）

（图片来源：参考文献3）

重要的柳江人

柳江人化石于1958年9月由当地的磷肥挖掘工人发现于广西柳江的通天岩洞中，当中国科学院古脊椎所的科学家赶到时，柳江人化石已经被开采出来，洞内的沉积物也已被基本破坏，人们无法得知柳江人产出的确切层位，从而难以根据层位确定其产出年龄。

一些学者对洞内残余的沉积物进行了测年，推断柳江人的生活时代为至少6.7万年前，甚至可以早至15万年前，但这些研究的层位，并不一定是柳江人产出的真实层位，所以在长达60多年中，柳江人的年龄一直都是一个谜。

有别于年代学研究，柳江人体质人类学方面的研究倒是非常充足。柳江人的化石由一件基本完整的颅骨和胸椎、腰椎、肋骨、骶骨、盆骨、股骨等17件颅后骨骼组成。

通过化石测量与鉴定发现，柳江人化石属于一名约40岁的男性，其身高约1.6米，体重约52公斤，其拥有一系列现代人的形态特征，包括头骨整体形态较圆、脑容量相对较大（1567ml）、面部尺寸小且更为扁平、牙齿表面的咬合面形态简单、整体体型纤细等等，所以在分类上，柳江人毫无疑问地与我们同属于一个物种—现代人。

柳江人还展现出了一些较为原始的特征，包括面部低矮、眼眶低矮、眉弓突出等等，这些特征在约4万年前甚至更早的早期现代人中较为常见。

所以说，柳江人同时拥有“进步的”现代人特征和“原始的”早期现代人特征，其独特的形态组合使其在东亚现代人的研究中非常重要，但只有我们知道柳江人真正的生活时代，我们才能够将他置于东亚乃至全球现代人演化序列中的正确位置。

柳江人骨架（左图）、柳江人产出的洞穴（右上图）以及研究人员采集洞穴内的沉积物样品（右下图）

（图片来源：参考文献1）

系统的定年工作

确定柳江人化石发现的层位，并对相应层位直接进行定年，是该研究工作的重点。研究人员在柳江人左侧股骨和颅骨鼻腔中，发现了同样颜色和质地的红棕色黏土质沉积物，这些沉积物很可能代表了埋藏柳江人的沉积物组成。只要将这些沉积物与通天岩洞中不同层位的沉积物进行粒度、颜色、元素组成的逐层对比，我们就能找到柳江人产出的原始层位。

最终，研究人员发现，通天岩洞内第三沉积单元的第2沉积物的各个特征与柳江人化石中残存的沉积物是相同的，柳江人很可能产自该层位。

随后，研究人员对通天岩洞内沉积物进行了逐层的系统性的年代测定，确定了第三沉积单元第2层的沉积年龄为距今3.25万-2.26万年。但我们怎么确保柳江人不是从外界搬运到洞穴中的呢？也就是说会不会出现柳江人在早于沉积物形成的年代就已经形成化石了，只是后来被搬运到洞中，与该层沉积物共同保存呢？研究人员从两方面来论述了这个问题。

一是埋藏学研究。研究人员发现，该层的沉积物的颗粒很细，反映的是搬运动力非常弱的沉积环境，同时柳江人的骨架相比于绝大多数古人类化石都非常完整，除了保存完整程度高以外，胸椎和腰椎、腰椎和骶椎在化石被发现时仍然是关联在一起的，这说明柳江人不太可能是之前形成的古人类化石被水流搬运至此，而是在死亡之后尸体尚未分解时便于原地埋藏。

二是对于柳江人化石本身的直接测年。在第四纪古生物学、古人类学和考古工作中，碳十四测年往往被用于直接测定有机质的年龄。研究人员也曾对柳江人进行碳十四测年，但由于化石中保存的有机质过少，所以测年结果并不理想。

这次研究人员对柳江人化石进行了铀系法测年，而铀系测年法并不依赖于有机质的保存，只与化石的形成过程有关。化石在形成过程中，骨骼中结晶的碳酸钙会从周围的孔隙水中吸收具有放射性的铀238，铀238会发生衰变，产生稳定的铊230和铀234，我们可以根据衰变产生的稳定元素与剩余尚未衰变的铀238的比值，算出这些化石形成时的最小年龄。研究人员对柳江人的左侧股骨进行了铀系测年，发现其埋藏年龄至少为约2.4万年前，这个年龄与推测的柳江人产出层位的沉积年龄，即3.25万-2.26万年非常一致。

最终，研究人员根据柳江人化石本身的铀系测年年龄和推测的产出层位的沉积年龄，判断柳江人化石的年龄在距今约3.3万-2.3万年之间。

柳江人新年龄的意义

柳江人化石距今3.3万-2.3万年的年龄表明，他们与北京的山顶洞人和田园洞人等4万年前东亚地区的古人类化石一样，是6万年前之后在欧亚大陆扩散并在4万-3万年之间生活于东亚的现代人，而非早于6万年前走出非洲并到达东亚的现代人代表。

实际上，柳江人的头骨形态相比于山顶洞人更接近今天的现代人，他们的生活时代也比山顶洞人（距今3.9万-3.6万年）更年轻一些，这可能反映了早期现代人向当今现代人存在的一个形态上的演化。

同时，柳江人的头骨形态与欧洲同时期约2.8万年前的克罗马农人头骨很相似，但分子人类学研究表明，在欧亚大陆东西两侧的现代人应该在5万-4万年前就已经发生了分异。

那么，这种头骨形态上的相似性意味着，欧亚大陆东西方现代人人种分异的初期，两者之间可能并不存在明显的形态差异，这可能与现代人在欧亚大陆的快速扩散有关。

今天欧亚大陆西方人群和东方人群之间面貌等身体特征存在明显差异，可能是在距今约3万年之后不同人群各自演化的结果，包括末次冰盛期（距今2.65万-1.9万年）时严酷的环境会造成不同地区现代人的自然选择、遗传漂变、引起的人群迁徙与扩张事件，以及新石器时代农业革命和历史时期人群的演变也会造成一定影响。

法国克罗码农1号头骨。

（图片来源：Thilo Parg / Wikimedia Commons）

同时，柳江人化石3.3万-2.3万年的年龄，正好处于当时全球气候向干冷转变的时期。我国南方此时的石器面貌在整体上仍然延续了之前以砾石工具为主，但另一方面小型石片以及其他小型石器比如燧石质的刮削器、箭头也开始大量出现，与之伴随的还有骨器使用开始更加普遍。

这种石器技术和工具的转变反映了当地人类在面对环境变化时行为与文化上的适应，但也有可能与“像柳江人这样”的现代人迁徙引入新文化和技术有关。

广西白莲洞遗址产出的一些“先进”工具。1,7：圆环状石器；2,3：被抛光的石器；4，5：鹿角制作的工具；6：穿孔石环；8：残留有赭石痕迹的磨石

（图片来源：参考文献4）

未来的展望

近十年来，随着分子人类学成为欧亚大陆西部现代人化石研究的重要手段，现代人群在该地区的变迁已经开始变得逐渐明朗，但这也依托于该地区的现代人化石拥有良好的年代学研究基础。

而在欧亚大陆东部，研究情况则要弱一些。据统计，东亚大陆已经发现了50多个现代人的化石产地，可是很多化石的来源与年代不明，这严重削弱了这些化石的研究价值。

只有对这些化石建立准确的年代框架，再结合对这些现代人化石的体质人类学和分子人类学研究，我们才能了解现代人在东亚的起源和扩散模式，而柳江人的年代学研究无疑为未来的年代学研究提供了一个优秀的范本。

期待未来中华大地上能有更多的现代人化石获得它们的年龄，为我们讲述祖先们几万年来在这片土地上的故事。

参考文献：

1.中国科学院古脊椎动物与古人类研究所.柳江人地层与年代学综合研究新进展

2.Ge, J., Xing, S., Grün, R. et al. New Late Pleistocene age for the Homo sapiens skeleton from Liujiang southern China. Nat Commun 15, 3611 (2024).

3.邢松.现代人出现和演化的化石证据[J].人类学学报,2022,41(06):1069-1082.

4.Zhou Y, Jiang Y, Liang G, et al. A technological perspective on the lithic industry of the Bailiandong Cave (36–7 ka) in Guangxi: An effort to redefine the cobble-tool industry in South China[J]. Comptes Rendus Palevol, 2019, 18(8): 1095-1121.

来源: 中国科普博览

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