人类的起源课程课件.ppt

生命科学纵横理学院生命科学与生物工程研究院人类的起源请进入时间隧道人类的未解之谜： 人类的起源本章内容²基督教的上帝造人²达尔文进化论²研究的技术与方法²地理位置上的现代人发源地²中国人的起源²人类的进化历史u基督教的上帝造人中世纪（公元5-16世纪）及之后的很长一段时间，西方世界的人们普遍认为是上帝创造了包括人类在内的所有生物 米开朗基罗根据《圣经》创作的名画—创世纪：创造亚当 圣经中“创世纪”第一日：创造天地，光第二日：造出空气第三日：青草树木果实等第四日：光，众星第五日：鱼类，鸟类第六日：牲畜昆虫野兽， 人 第七日：歇工上帝怎么造人Genesis 2:7The LORD God formed man of dust from the ground, and breathed into his nostrils the breath of life; and man became a living being. ★中国神话关于造人的故事？男人：从灰尘里产生女人：从男人的肋骨里产生 进化论： 地球上的各种生物不是神创造的，而是由共 同的祖先经过漫长的时间演变而来的，因此各种 生物之间有着或远或近的亲缘关系。

u达尔文进化论论点1：生命体结构的复杂性基督教：根据计算，从无机世界完全靠随机而形成第一个生命 所需DNA分子的概率几乎为零，而进化论认为生命的起源 和进化都是随机发生的，所以由此证明进化论不成立进化论：进化论不是随机事件，自然选择及变异等在其中扮演 了重要角色进化论认为地球上的生命都来自共同的祖先, 但没有解释第一生命是怎样起源的论点2：热力学第二定律基督教：热力学第二定律表明，一个封闭的物理系统，一定会从起始状态 向越来越无序的状态发展，这样大自然不可能从原始的浑沌无序的状 态下发展出宇宙中各种秩序井然的事物（如太阳系和人体等精美复杂 的系统），从而认为这些系统只能是由神创造的进化论：太阳系、地球生态系统及人体等都不是一个封闭系统（地球生态 系统在不断地从太阳吸收能量，人体也在不断地从外界吸收养分用来 维持新陈代谢），所以不能用热力学第二定律来简单解释它们的发展 规律所以，大自然经过几十亿年漫长的演变而形成生命是完全可能的 v到了19世纪末， 达尔文的学说终于 赢得了科学界绝大 多数人的支持，成 为流行最广、影响 最大的科学思潮之 一v 1882年，达尔文 葬于威斯敏斯特教 堂（Westminster Abbey）。

宗教人士讽刺达尔文漫画1、化石证据2、分子生物学手段的证据（1）线粒体追溯：母系遗传（2）Y染色体追溯；父系遗传u研究的技术与方法1、化石证据化石年代的检测方法：放射性核素衰变的速度不随地球上的物理条件而变化，这提供了一种天然的时间标准宇宙射线中的中子与大气中 的大量存在的稳定核素N-14发生N (n, p) C反应能够产生C- 14，而C-14又会经β衰变变成N-14 (半衰期T=5730年) ，由此构建一个核素平衡C-14与氧气反应生成的二氧化碳被生物圈接收，活体生 物体内的C-14与C-12浓度比例是一定的【经测定，C-14的 同位素丰度为1.2×10^(-12)】，只有当生物死亡后，C循环 中断，C-14逐渐衰变为零在化石标本中采样测量C-14的丰度，与1.2×10^(-12)比较，即可计算出生物生活的年代 人类头盖骨的进化阿法南方古猿直立人智人能人非洲南猿粗壮南猿南方古猿与现代人Australopithecus, 4-3 myrs agoModern humanSagittal crest ：矢状嵴，是一道沿着颅骨顶部中线（矢状缝）的脊状的骨头许多哺乳动物和爬行动物有这样的颅骨结构。

这个结构一般表示这些动物有非常强健的咀嚼肌矢状嵴主要用来固定颞肌，它是最重要的咀嚼肌之一zygomatic arch：颧骨重构的直立人头骨l分布较为广泛 l发现于非洲、欧洲、 印度、中国、以及印 度尼西亚直立人头骨重构尼安德塔人头骨(190,000 – 27,000 yrs ago)头颅的比较尼安德塔人直立人智人2-1 分子生物学手段的证据：线粒体追溯母系来源：后代的线粒体DNA来源于母系，不涉及DNA的重 组，除发生随机的突变外，其经过许多世代都不会发生改变 ，这就使得根据线粒体DNA序列构建的系统发育树很好的反 映了人类母系迁移的历史线粒体中的高突变区域：由于线粒体中缺乏限制性修饰酶， 线粒体DNA比核DNA的突变率高5-10倍，而其中长的D-环控 制区是其进化速率最高的区域，被广泛用于不同地域或不同 时代人群线粒体遗传多态性研究mitochondriaEukariotic cellule16569 bp circular DNAD-Loop:HVS I and HVS II segmentsmaternal inheritance high mutation rate compared to nuclear DNA absence of recombination an important tool for Human population genetics 1970年： Brown and Wallace 开创了人类线粒体考古的先河人类线类线 粒体DNA的多态态性分析方法：lRFLP（Restriction Fragment Length Polymorphism,限制片段长度多态性）l测序分析：高突变区域l限制性内切酶结合测序分析线线粒体DNA的研究历历史线线粒体夏娃 l1987 年Cann et al通过对来自于五个地区（欧洲、非洲、亚洲、澳洲、新几内亚）的147名志愿者，进行高分辨率的限制性酶切图谱分析。

Ø 发现位于撒哈拉区域的非洲人具有最多的线粒体DNA变异Ø 不同的线粒体DNA家系均来自于非洲生活的“一位”女性l线粒体夏娃（Mitochondrial Eva）是研究者所命名的现存所有人类的母系最近共同祖先，通过母系进行遗传l现代人的共同祖先，生活28.5-14.3万年前的非洲女性l线粒体夏娃的理论建立在人类进化论之上，也是人类非洲单一起源假说的有利支持证据不过必须注意，线粒体夏娃只是基因研究者通过不同的基因途径能够追溯到的许多人类共同祖先中的一位 线线粒体夏娃 线线粒体DNA家系迁移图图非 洲北 美 洲欧 洲澳大利亚亚洲南 美 洲线粒体DNA单倍群用字母A, B, C, CZ, D, E, F, G, H, pre-HV, HV, I, J, pre -JT, JT, K, L0, L1, L2, L3, L4, L5, L6, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, UK, V, W, X, Y和Z.来标记 2-2 分子生物学手段的证据： Y染色体组成与特征：大约包含6000万个碱基对，很少与其它染色 体发生重组 Y染色体的突变率相对较低，保证了Y染色体主干的严格父系遗传。

所以是研究男性群体迁移历史的理 想标记突变频率：研究Y染色体主干的类型分布，可直接追溯群体或者家族的父系起源，是验证祖先与后代的父系关联的唯 一手段同时在一代一代的父子相承的传递过程中，Y染色体也在慢慢地积累着变化因为遗传突变的积累，使得人类父系遗传体系中，距 离越远的个体的Y染色体差异也越大单核苷酸多态：Y染色体上的突变形成的个体差异主要有两大类：单核 苷酸多态（SNP）和短串联重复（STR）SNP突变因为突变速率极低，可以做到在后代中永久地保留，后代只能在祖先的突变基础上积累新的突变，而不会 丢失祖先的突变特征每出生一个男子，一个染色体位置上 发生SNP突变的概率大约为3000万分之一由多个SNP突变构成的一种突变谱被称为一种单倍型单倍型有祖先型和后代型之分祖先型与所有后代型合称为 一个单倍群一个家族的所有Y染色体理论上都属于一个单倍群，因为其中所有的男性都应该来自同一个祖先Y染色体亚当：Y染色体研究表明现代男性都有一个共同的父亲，这位亚当，生活在距今15万年前（也有报道是5-6万年） p 人类的非洲起源 （一）化石的证据 1868年：法国发现了克罗马农人的完整头骨化石，把人类的历史从圣经 描述的几千年一下子推前了几万年之久。

1856年: 在德国的迪塞尔多夫城附近的尼安德特河谷最早发现了早期智 人尼安德特人的头骨化石，把人类的历史又向前推一二十万年之久 1890-1892年: 在印度尼西亚爪哇发现了一小块下颌骨、一个头盖骨以及一根大腿骨,即“爪哇直立猿人”，被认为它是现代人的祖 先， 把人类的历史向前推了几十万以至一二百万年u地理位置上的现代人发源地1924年:在南非汤恩首次发现了南方古猿的一个头骨化石（一个大约6岁小孩的头骨，犬齿小，枕骨大孔在颅底较前的部位），再次将人类的历史向前推至二三百万年前1974年: 在东非大裂谷所在的埃塞俄比亚，发现了一具保存40%遗骸的“露西少女”猿人骨架，距今超300万年1994年: 在同样的地方又发现了距今440万年的ARDI（Ardipithecus ramidus，拉密达猿人 ）化石，可以说是最古老的猿人化石，填补了由猿到人之间的断代 u地理位置上的现代人发源地ARDI: 440万年以前，目前 发现的猿人最古老的化石²露西骨骼的重构 ²露西生活在大约350万年 以前l南方古猿阿法种 （Australopithecus afarensis ）l露西的髋、腿及脚关节 适应于两脚行走运动露西（Lucy）“东非人”头骨化石及复原像距今175万年前的古人 类— “东非人”及其遗物非洲--人类的发源地l研究显示生活在大约4百万年前的南方古猿很可能是现代人的直接祖先。

l迄今为止，人类演化的最初两个阶段--南方古猿和能人的化石材料全部发现在非洲：南非（Australopithecus africanus）和东非（Australopithecus afarensis (Lucy)） l在非洲以外没有发现早于200万年前的人类化石l达尔文曾在1871年出版的一本专著中推测，非洲是人类的 摇篮1、非洲单一地区起源根据线粒体DNA研究的结果：现代人都起源于大约15- 20万年前的非洲，以北京猿人为代表的东亚直立人是进化 的绝灭旁支，不在现代人祖先之列；部分中国分子生物学家 通过对东亚人类基因（Y染色体）的研究，支持西方学者的 论断，认为现代中国人直接祖先是6-5万年前经西亚到南亚 、东南亚，然后由南向北迁入的2、多地区连续进化包括中国在内的东亚地区陆续出土的大量人类化石，在 存在形态的延续性等方面支持多地区连续进化u中国人的起源1、中国人的非洲单一地区起源（1）化石证据：对出土于中国云南禄丰、元谋及开远等地的古猿进行新的研究，认为从化石形态特征看，禄丰古猿与非洲 南方古猿有着一系列相似性，比其他古猿在形态上更接 近于后者，是从猿到人转变的早期过渡类型，是中国境 内人类的早期祖先，他们是在约200万年前从非洲迁徙过来的，是能人的后代。

（2）Y染色 体研究证据 M168突变，10万年前M130突变，8万年前M89突变M9突变，4.5万年前M175突变喜马拉雅山南麓向东、向北迁 徙，绕过中南半岛（经过南亚 ）第一批是棕色人，第二批是 黄种人多次迁徙并逐渐分化，两万年前 玉木冰河盛期从南亚往北分布 M122突变进入中国M134突变，2万多前M117的突变汉人M119突变沿着海岸线 往东北走， 从越南方向越南北部到江浙 一带傣族、水族M7的突变 苗族、瑶族 满族2、中国人的本土起源进化假说 （1）化石的连续性证据：中国的长江流域大三峡地区，发现了170多万年前的元谋人、115万年前的蓝田人、35万年前的南京人、30万年前的和县人、十几万年前的长阳智人等古人类遗迹 时间跨度从200万年到1万多年的化石证据都没有间断，并具有自己独特的特征，表明其起源的独立性 （2）门牙特征--铲形门牙：古人类化石的牙齿来看，中国人作为东亚黄种人，有一个有别于其。