综述

在浩瀚的人类进化史中，一段惊心动魄的往事正被中国科学家揭开。

中国科学院上海营养与健康研究所李海鹏团队与华东师范大学潘逸萱团队在《科学》杂志发表了一项震撼学界的成果：人类祖先在距今约93万年前因气候剧变遭遇了近乎灭绝的群体瓶颈，人类祖先群体数目下降到一千多人，并持续了长达11.7万年。

这一发现不仅改写了人类演化时间线，更揭示了早期智人如何在灭绝边缘实现绝地求生。

寻找基因碎片

要追溯百万年前的人类历史，传统方法面临两大难题：古DNA难以保存（尤其是非洲地区的高温环境）以及现有群体遗传学工具的时间分辨率不足。

此前，科学家多依赖化石记录或仅能回溯30万年内的人口动态。

李海鹏团队另辟蹊径，基于溯祖理论（Coalescent Theory）开发了FitCoal（快速极小时间溯祖）算法，通过分析现代人的基因组变异频谱，精准推演远古群体规模。

FitCoal有三大突破性优势：

无需预设模型：传统方法需预先假设人口变化模式，而FitCoal能自动搜索最优解，避免了人为偏差

高精度计算：通过解析突变频谱与溯祖树分支长度的数学关系，将误差率降至极低水平，甚至在仅需3个非洲个体样本时仍能检测到瓶颈信号。

百万年尺度：突破此前40万年的技术限制，首次触及人类进化的关键转折期。

研究团队利用这一工具分析了来自千人基因组计划和HGDP-CEPH数据库的50个现代人群数据，发现两组独立数据竟得出惊人一致的结果：93万年前，人类祖先群体规模暴跌98.7%，仅存约1280个繁殖个体。

第四纪冰期的生存炼狱

是什么导致人类祖先几乎走向灭绝？研究指向了更新世中期那场被称为“中更新世气候转型”（Mid-Pleistocene Transition）的剧变。

约93万年前，地球轨道偏心率的变化如同一双无形的手，扭转了全球气候的平衡——随着日照辐射量在赤道与极区间重新分配，冰川从两极向外疯狂扩张，北半球冰盖面积在短短三千年内增长了近一倍。

这场剧变使得全球平均气温骤降7-8℃，非洲大陆的湿润季风系统彻底崩溃，曾经滋养人类祖先的稀树草原如同被烈日烘烤的纸张般蜷缩，面积缩减了60%以上。

在如今的埃塞俄比亚博里遗址，考古学家发现了令人心悸的证据：原本连续堆积的文化层在距今90万至80万年区间出现长达十万年的空白，仅存的石器尺寸比早期缩小了38%，断裂的刃口显示这些工具被反复打磨使用至极限。

更致命的是水资源的消失。东非大裂谷的湖泊沉积物如同地质年轮般记录着当时的绝望——水体盐度飙升至现代死海的1.5倍，碳酸盐矿物结晶的纹路揭示出湖泊经历了反复干涸与咸化的死亡循环。

在肯尼亚图尔卡纳湖的岩芯样本中，淡水硅藻化石的数量在气候转型期锐减97%，取而代之的是耐盐藻类的红色条纹，这些血色沉积层无声诉说着当时每滴淡水的珍贵。

面对极端环境，人类祖先被迫退守到零星的绿洲，基因分析显示群体间的交流频率下降了四分之三，近亲繁殖导致的遗传负荷在此时达到峰值。

但正是在这场炼狱中，人类进化史的关键转折悄然发生。

人类的绝地反击

能量榨取系统的全面升级成为首要突破口。分子考古学发现，瓶颈期人类唾液淀粉酶基因AMY1的拷贝数激增3倍，使每日摄入的块茎类植物能量提取率从32%提升至78%。

肯尼亚图尔卡纳湖东岸的牙齿化石显示，牙釉质碳同位素δ¹³C值在此时发生显著偏移，证明人类开始系统化挖掘富含碳水化合物的地下储藏器官。

群体智能的爆发则重塑了生存范式。埃塞俄比亚博里遗址出土的80万年前黑曜石工具，其原料运输距离达130公里，意味着不同部落间形成了原始贸易网络。

基因研究揭示，控制前额叶皮层发育的SRGAP2基因在此时期发生关键突变，使工作记忆容量扩展40%，群体决策效率产生质的飞跃。

坦桑尼亚莱托里遗址保存的足迹化石显示，人类开始以20-30人的协作单元进行迁徙，这种“移动智囊团”模式使环境信息共享速度提升5倍。

在生理层面，极端环境适应基因库的快速积累成为救命稻草。线粒体DNA分析显示，调控汗腺密度的EDAR基因在此时出现V370A突变，使体表散热效率提高55%，这对应对日益干旱的气候至关重要。

同时，南非豪登省洞穴中发现的中耳骨化石显示，鼓膜面积在瓶颈期缩小了18%，这种结构改变显著提升了人类对低频声波的敏感度——在稀树草原退化的环境中，远距离声波通讯成为预警猛兽的关键技能。

这场绝地求生的终极密码，或许藏在西班牙阿塔普埃尔卡遗址的43具化石中。这些距今85万年的海德堡人遗骸显示，群体中存在系统化的伤患护理行为：一具股骨骨折愈合的个体，其骨骼同位素分析显示伤后三年内持续获得高蛋白食物配给。

这种超越血缘的协作伦理，使人类群体死亡率降低了72%，最终在70万年前以百万级种群规模重新掌控地球，将灭绝危机转化为文明跃升的跳板。

改写人类起源的“缺失环节”

此次发现解开了困扰学界数十年的“60万年谜题”。此前通过线粒体DNA推算的“夏娃理论”将现代人类起源定在20万年前，而化石记录却显示直立人在180万年前就已走出非洲。

新研究通过全基因组模型，首次在分子生物学与考古学之间架起桥梁——90万年前的幸存者，正是海德堡人（Homo heidelbergensis）的直系祖先，他们后来分化成丹尼索瓦人、尼安德特人和智人三大支系。

这一结论得到古人类化石的印证。在摩洛哥杰贝尔依罗洞穴，科学家发现了距今80万年的早期智人头骨，其面部结构与现代人类的相似度达72%，明显区别于更古老的直立人。基因溯源显示，该个体携带的FOXP2语言基因变异，正是出现在瓶颈期之后的关键突变。

结语

中国科学家的这项发现，不仅填补了人类演化树的关键空白，更让我们重新审视文明存续的真正基石——在危机面前，个体的智慧或许渺小，但群体的协作与文化的传承，永远是我们最强大的生存武器。当基因中的古老记忆被唤醒，或许这正是祖先留给子孙最珍贵的启示录。