定居在美洲大陸的第一批人

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幾千幾萬年前,美洲沒有人類居住。

在最後一個冰河時代,這一情況才發生變化。當時北美大部分地區都覆蓋著厚厚的冰塊,人類很難在此居住。

但在這個時代的某個時刻,富有冒險精神的人開始進入這個新世界。

他們很可能是從西伯利亞步行穿過白令陸橋(Bering Land Bridge)來到美洲。白令陸橋位於阿拉斯加和歐亞大陸之間,形成於最後一次冰河世紀末,消失於一萬年前。它現在被海水浸沒。

關於這些第一批美洲原住民何時到達以及他們來自哪裏,仍然存在爭議。但是,我們現在越來越接近揭示原本的事實經過和確定他們的真實身份。

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Image caption 在最後一個冰河時期,海平面較低,露出了橫跨白令海的陸橋(圖片來源:Tom Thulen/Alamy)

在大約兩萬年前,正值最後一個冰河時代的高峰期,從亞洲進入美洲的旅程並不特別吸引人。北美洲覆蓋著永久凍結帶和高大的冰川。但是,具有諷刺意味的是,這麼多冰的存在意味著當時的旅程在某種程度上比今天更容易。

大量的冰意味著海平面遠遠低於現在,而且在西伯利亞與阿拉斯加之間出現了一片土地。人類和動物可以從亞洲走到北美。這座陸橋被稱為白令陸橋(Beringia)。

在這個時期的某個時間點——被稱為末次冰盛期(Last Glacial Maximum)——大批狩獵採集者從現在的西伯利亞向東移動,在那裏建立營地。

加拿大蒙特利爾大學(University of Montreal)的勞瑞安·布容爾(Lauriane Bourgeon)說:"到達白令陸橋的第一批人可能是規模較小、流動性很高的群體,他們在較大的環境中繁育,並可能仰賴季節性資源。"

這些人在那裏發現了很好的庇護所。白令陸橋中央地區的環境遠比他們原先的冰冷土地更加理想。氣候會有點潮濕。植被以木本灌木為主,這是他們木材的來源,讓他們能夠燃燒木柴以保持取暖。

白令陸橋也是大型草食哺乳動物的理想環境,這給早期的獵人提供了一些獵物,英國倫敦大學皇家哈洛威學院(Royal Holloway, University London)的斯科特·埃利亞斯(Scott Elias)說。他研究歷史氣候的重建。

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Image caption 在上一個冰河時期,人類可以從西伯利亞走到美洲(圖片來源:Gary Hinks/SPL)

"我們的假設是當時的人用陸橋上的灌木點燃動物的骨頭。大型動物的骨頭含有大量的富含脂肪的骨髓沉積物,它是可燃物。"

當人類到達白令陸橋時,他們幾乎別無選擇,只能在那里扎營。東邊廣闊的洛朗第(Laurentide)和科迪勒拉冰蓋(Cordilleranice sheets)把他們與北美隔開。

現在越來越清楚的是他們把白令陸橋當成家園,住在這裏幾千年。這個想法被稱為"白令陸橋滯留假說"。根據2007年的一項研究,這次滯留導致這些隔離的群體出現了不同於其原先群體的遺傳基因。

因此,這次長期滯留意味著到達美洲的人——當冰塊終於退縮並允許人類進入美洲時——與幾千年前離開西伯利亞時的人具有不同的基因。佛羅里達大學蓋恩斯維爾分校(University of Florida in Gainesville)的康妮·穆里根(Connie Mulligan)說:"可以說,這個過程最重要的部分之一就是在白令陸橋發生了什麼事情。當時他們與亞洲人區別開來,開始成為美洲原住民。"她參與了早期的分析工作。

自此此後,其他遺傳方面的發現進一步支持了滯留假說。埃利亞斯和他的同事甚至提出,人類在白令陸橋居住了長達一萬年。

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Image caption DNA正在解鎖古代秘密(圖片來源:Wavebreak Media Ltd/Alamy)

當冰塊終於開始退縮時,不同群體的人類前往不同的美洲的各個地區。

長期以來的一個爭論是這些早期定居者是否從不同地區分多次遷移到美洲,還是僅來自一個地方。

20多年前,穆里根提出,只發生了一次從白令陸橋到"新世界"的遷徙。她通過分析現代美洲原住民的DNA遺傳變異,並將其與亞洲的遺傳變異進行比較,得出了這一結論。她所研究的所有美洲印第安人都出現了同樣的罕見模式,但這種模式很少出現在現代亞洲人當中。這意味著美洲原住民很可能僅僅來自居住在白令陸橋的人類,因為他們在那裏與世隔絶很多年。

2015年的一項研究通過使用更先進的遺傳技術得出了類似的結論。美國加利福尼亞大學伯克利分校的拉斯姆斯·尼爾森(Rasmus Nielsen)及其同事發現,美洲原住民中的"絶大多數人"肯定僅僅源於一次殖民事件。

尼爾森說:"正如此前有些人的假設,人口並沒有發生更替或變化。事實上,今天約有80%的美洲原住民是克洛維斯人(Clovis)的直系後裔,他們在大約13,000年前在北美洲生活。這一發現來自2014年的基因研究。該研究是關於一名克洛維斯一歲男嬰,他大約在12,700年前死亡。

但是,我們現在知道從白令陸橋來的移民一定是分批次的。

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Image caption 今天許多美洲原住民是克洛維斯人的直系後裔(圖片來源:William Scott/Alamy)

那是因為在南美洲的亞馬遜地區有小規模的族群帶有神秘的"北極基因流",比如蘇魯人(Suruí)和卡利吉亞納(Karitiana)。他們與克洛維斯男嬰無關。因此,2015年另一份研究報告提出有不止一批"美洲始祖"。

該研究團隊發現,美洲的土著人口與澳大利亞、巴布亞新幾內亞(Papua New Guinea)和安達曼群島(Andaman Islands)的人有著遙遠的基因聯繫。

馬薩諸塞州波士頓哈佛大學(Harvard University in Boston, Massachusetts)的蓬托斯·斯各格蘭德(Pontus Skoglund)說,這意味著,來到白令陸橋的人們在"滯留"期的不同時間繼續前進,佔據了美洲的不同地區。人口的早期分散仍然體現在今天生活在這裏的人群的基因組差異中。

斯各格蘭德說:"始祖不是單一的族群,而是多個族群拼湊起來的。"

換句話說,白令陸橋的居民並不是在同一時間到達或離開。

當考慮到白令陸橋不是一座兩面臨海的狹窄陸橋時,這就可以說得通。"這是一塊巨大的地區,是德克薩斯州的兩倍。"埃利亞斯說。居住在那裏的人根本不知道這是一座陸橋。 "沒有任何路牌提醒說他們正在離開西伯利亞。"

所以,很有可能不同的白令族群從未相遇。

2017年2月發表的一項研究進一步加強了這一看法。研究人員檢查了墨西哥500至800年前的頭骨形狀,結果發現這些頭骨非常獨特,其遺傳分離發生在至少兩萬年前。

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Image caption 有證據顯示,14,500年前人類已經在俄勒岡州出現(圖片來源:John R. Foster/SPL)

要了解第一批美洲人的實際身份,我們必須考慮他們是什麼時候到達的,雖然確切的時間很難確定。尼爾森的工作提供了一些有價值的看法。通過對美洲、西伯利亞和大洋洲人的基因組進行排序,他和同事們了解了這些人口何時分道揚鑣。該團隊得出結論,第一批美洲人的祖先在23,000年至13,000年前的某個時刻來到了白令陸橋。

我們現在有考古證據表明,先離開西伯利亞,然後離開白令陸橋的人的遷徙時間比尼爾森及其同事提出的23,000年的極限更早。2017年1月,勞裏安·布爾根及其小組發現證據表明,在加拿大西部育空地區(Yukon Territory)"藍魚洞"系統中早在24,000年前就有人類活動了。以前,據信人類在一萬年後才到達這個地區。

布爾根說:"他們早在24,000年前就到達了白令陸橋,並在遺傳和地理上保持隔離,直到大約16,000至15,000年前,此後分散到這個時期覆蓋北美大部分地區的冰蓋的南部。

這些洞穴"只用於短暫的狩獵活動",她說,"我們發現馬、馴鹿和麋鹿的骨頭上有切痕,所以我們知道人類仰賴這些物種生存。"

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Image caption 在這塊24,000年以前的馬的下頜骨上發現了人類的切痕(圖片來源:Lauriane Bourgeon)

這項研究提供了進一步的證據表明,人類早就來到白令陸橋。但這並未揭示這些人第一次進一步向南進發的確切日期。

為此,我們可以轉向考古證據。幾十年來,克洛維斯人留下的石器遍及北美。有些可以追溯到13,000年前。這可能表明人類南遷可能很晚。但是近年來開始出現一些證據對這個看法提出質疑。

例如,在智利南部的蒙泰韋爾德區(Monte Verde),人類活動的證據可以追溯到14,500年至18,500年前。我們知道這些人會生火,吃海鮮,使用石器——但是由於他們沒有留下任何人類的遺跡,所以這個早期人群的大部分情況依然很神秘。

美國田納西州範德堡大學(Vanderbilt University in Tennessee, US)的湯姆·迪耶爾(Tom Dillehay)解釋說:"我們對他們知之甚少,因為大部分保存下來的遺跡都是石器,還有動物的骨頭,所以只能了解他們的技術和飲食。智利中南部的蒙泰韋爾德區目前發現了幾處有機遺骸——獸皮、肉、植物遺跡,這顯示出更廣泛的飲食和木工水平——但是這種遺跡很難找到。"

另一個難題仍然存在。18,500年前,冰蓋仍然覆蓋著北美,前往南部很難。人類如何那麼早抵達智利南部?

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Image caption 在育空北部的藍魚洞穴發現了動物殘骸(圖片來源:Lauriane Bourgeon/Canadian Museum of History)

一個主導的思路是,當時開出了一條無冰的走廊,使人們能夠向南遷徙。然而,最新的證據表明,這條走廊只可能在大約12,600多年前開放,但在那之前很久人類就已經到達智利了。

埃利亞斯還指出了這次旅程的難度。"即使這些巨大的冰蓋之間存在很小的距離,在這個縫隙中的環境是非常可怕的,到處都是泥、冰、融水和泥漿。尋找宜居之地的人或動物是不會順著這條路走的。"他說。

還有一個選擇是這些早期的人類可以沿著太平洋海岸乘船往南。沒有考古證據支持這個看法,但這並不是完全意想不到的:木船在考古記錄中很少能保存下來。

仍然有許多尚未得到解答的問題。但是,穆里根說,研究早期的狩獵採集者如何以及何時遍布美洲可以幫助我們了解人類遷徙過程本身。也就是說,人口規模如何變化以及遺傳特徵如何延續。

在許多方面,人類遷入美洲為科學家們提供了研究這些過程的良機。在世界其他地區,例如非洲、歐洲和亞洲,人類進行了多次遷移。但是,進入美洲的人進行的是單程旅行。"我們知道最早的居民是從亞洲來到新世界的,當時的美洲沒有人類生活,後來也沒有發生重大的回遷,所以這是你可以想到的最簡單的模式。"

這是一次單程旅行,加上研究者對這些古代人的遺傳學研究的興趣越來越強烈:這意味著我們應該很快就能進一步了解第一批美洲人真正的身份以及他們具體是何時到達美洲。

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