撰文 伊恩·塔特索尔（Ian Tattersall）

伊恩·塔特索尔是一名古人类学家，也是美国自然历史博物馆的名誉馆长。他的研究兴趣涉及人类和狐猴，并撰写了大量有关这两类灵长动物的论著。

翻译 张亚盟 

化石记录显示，在不超过700万年前，人类祖先还是类猿动物，它们基本居住在树上，依靠四肢行走，脑袋并不大，但有着突出的面部和强有力的下颌，而认知水平在很大程度上和一只现代黑猩猩相当。因此，最早的祖先要想进化到智人的程度，需要有大量快速进化的过程。

700万年看起来是一段很长的时间，但对于如此大程度的进化而言依旧显得太快。科学家估计，一个哺乳动物物种平均可以存在300万-400万年的时间，这大概是整个人类世系（包括现代人类以及已经灭绝的那些古人类）已存在时间的一半。如果说进化史就是古老物种产生后代物种的过程，那么在人类世系中，物种的形成或新物种出现都必定曾有一个突然加速的过程，这样才能解释人类为何发生那么多根本性的改变。

随着科学家对过去200万年的气候变化了解得越来越多，一幅进化图景呈现在了人们眼前：剧烈的气候变化接连发生，在促进物质文化变化的同时也加快了人类祖先进化的步伐。早期人类利用各种工具和其他技术开始进入到新的环境，许多群体分散开来，这也使新的基因和文化更快地产生以带来更快的进化速度。在这个过程中，其他古人类种群灭绝了，人类获得了最终胜利。而获胜的原因更主要的是与一些偶然事件（例如气候变化）有关。

从树栖到陆栖

400多万年前，在我们的祖先学会使用工具之前，他们首先要放弃树栖生活，开始尝试陆地生活。这需要让早已适应了抓握树干的猿类直立起来承受身体大部分重量的部位，对于四足抓握的猿类来说可以算是一个壮举。

放弃树栖生活极大地改变了人类祖先的解剖特征，也为人类世系适应后来的环境做好了准备，但是这并没有加快进化的节奏。到了约200万年前，人属产生之后，进化的速率才开始急剧加快。石器工具也在人属祖先出现的50万年前得以诞生，这更加有力地证明：石器文化促成了人类进化上的一次飞跃，让我们的祖先从树栖猿类的缓慢进化步入陆栖人类的快速进化阶段。

科学家在非洲发现了距今260万年的原始石器工具，甚至可以从一些动物骨骼上的工具痕迹追溯到更早的时期。几乎可以肯定，是人属诞生前的古人类从拳头大小的石核上敲下了小而锋利的石片，制造了这些简单的工具。

尽管这些早期工具制造者的体质特征还很原始，但它们的认知能力已经比猿类进步了很多。这些石片的作用之一是切削食草动物的尸体。从根本上来说，这是一种全新的行为，说明人类的食谱已经迅速扩大，从食用植物变得更加依赖动物脂肪和蛋白质。这些丰富的饮食也为人属成员大脑容量迅速增加所需的能量来源提供了保障。

古人类学家认为，身体比例和现代人基本一致的首批人属成员的出现时间应该不会早于200万年前。大约在同一时间，人类祖先开始走出非洲，向旧世界的很多地方迁徙。这些古人类像我们一样，身体直立，靠双脚行走，居住在广阔的热带草原，从此远离了森林的庇护。而且几乎可以确定的是，它们的食物中有相当一部分来自动物。最早的人属成员的大脑仅比早期靠两足行走的古人类略大，但到了100万年前，人属成员的大脑增大了一倍，而到了20万年前几乎又增大了一倍。

冰河时期的竞争

脑容量令人吃惊的增大速度和现象至少曾在人属的3个独立支系中出现过：欧洲的尼安德特人、较晚出现的亚洲直立人以及我们自己所属的非洲智人。这种趋势意味着较大的脑容量使这些古人类更具生存优势，也说明脑容量增大是人属里的常见情况。

对于人类大脑会快速进化的原因，进化心理学家偏爱的一种解释是基因-文　化协同进化。这一过程指自然选择在生物体的多代后代中连续发挥作用，生物体本身的发展和文化上的创新都会以正反馈的形式，相互促进。

拥有较大脑容量的人类祖先变得越来越多之后，整个人类群体就会变得更加聪明；而后可以制造其他工具，作出更多创新，这些会使它们更好地适应环境。在这一模式下，基因和文化这种内在的交互作用使一个逐步进化的人类种群变得更聪明、行为更复杂，从而加快它们的进化速度。

但原因不止这些。按上文的解释，这种情景发生的前提是自然选择的压力在很长的周期内保持不变。但人类实际是在冰河时期进化出来的，这在当时是一种极不稳定的环境，也就不可能存在始终不变的选择压力。

基因-文化协同进化的另一个问题是缺乏证据支持。考古发现表明，在过去200万年里，技术创新的出现通常都是非常偶然的，技术的复杂度并没有呈现出一种逐步增加的模式，也没有证据可以证明人类祖先的认知能力会随着时间的流逝而不断提高。

小群体大潜能

因此，若想解释古人类为何能在冰河时期快速进化，显然不能只看某一个古人类族群的进化过程。基因-文化协同进化假说中提到的环境压力和物质文化可能确实在人类的快速进化中发挥着作用，只是这些因素发挥作用的方式与传统的说法并不一样。如果一个群体想要在遗传和文化上吸收任何新东西，那么这个群体需要非常小。数量大、密度高的群体的“遗传惯性”比较大，很难使整个群体朝着特定方向发展。相反，小而独立的群体则常常可以产生一些不同的特性。

冰河时期的古人类是四处移动的狩猎者和采集者，它们依靠自然的赏赐而生存，稀疏地分散在旧世界的各个地方。在100万～50万年前，古人类掌握了一系列技术，在气候较好的时期，这些技术可能使古人类群体扩张，占领那些它们本来不可到达的边缘地带。当气候恶化时，文化可能会帮助它们对抗严酷的环境。结果使许多群体可能会在规模上变小，从而越来越分散。

小而独立的群体不仅为基因和文化的创新提供了理想环境，同时也保证了物种的形成。当环境再次改善之后，经历过转变的古人类种群会再次扩张，并且和其他群体接触。如果产生了新的种群，竞争和淘汰过程就会发生。如果新的种群并没有出现或出现得不那么彻底，任何新的基因都将会被吸收到一个融合的种群中。

在动荡的冰河时期环境下，这样的过程会在短时间内一再发生，最终利用物质文化的杠杆作用造成一场快速的进化。当一切终结，作为认知进步、文化创新和气候改变的偶然受益人——我们的祖先在相当短的时间内从旧世界所有竞争者中胜出，成就了我们的存在。不过，将现代人类的出现看作进化上的一次偶然事件还是有着深远的意义。如果说我们的某些特性并不是为了适应生存环境而进化出来的，那就说明我们拥有着其他物种所不具备的自由意志，同时这也意味着，我们必须要承担这些选择所带来的更多责任。

本文由《环球科学》（《科学美国人》中文版）供稿，编者有删改。

更多精彩！欢迎关注“科普中国-科技前沿大师谈”官方微信（kjqydst）。