匠人

我们朝着历史的深处前行，在100万年前再次停下，寻找我们的祖先。这个时期的备选全都属于我们通常所说的直立人，不过有人将非洲的直立人称为匠人，我在这里也沿用这个称呼，而且我给他们也找一个英语式的名字，叫作Ergasts。在这里把他们称为匠人而非直立人（Erects），部分是由于我相信我们的大多数基因都可以追溯到非洲，另一部分则是因为，就像我之前说过的，他们并不比他们的先辈能人或后辈（即我们）更直立。不论我们偏爱什么名字，匠人类型的古人类在欧亚大陆和非洲从大概180万年前一直存活到大约25万年前。目前普遍认为他们是古人的直接先辈，而且曾和古人同时存在过一段时间，而他们反过来又是我们现代人的直接先辈。

匠人看起来明显不同于现代智人，而且跟古代智人不同的是，在某些特征上他们跟我们没有任何重叠。已发现的化石表明他们曾生活在中东和远东包括爪哇岛在内的地区，因此代表着古代一次走出非洲的大迁徙。你也许听过他们的旧名字，比如爪哇人和北京人。在被纳入人属之前，他们有着各自的拉丁属名 Pithecanthropus 和 Sinanthropus 。他们像我们一样以双腿直立行走，但脑容量较小（早期样本平均大约800毫升，晚期样本超过1 000毫升）、颅骨更加后凸而且顶部更加扁平、下颌更不明显。他们面庞宽大，突出的眉骨在眼睛上方形成一道明显的隆起，而眼睛侧后的颅骨向内凹陷。

尽管冒着显得过于直白的风险，可我们还是应该指出，同一种群中的匠人可能彼此差异很大。非洲以外地区发现的最古老的5块匠人头骨来自欧洲的一个洞穴，位于格鲁吉亚的德马尼西（Dmanisi），这说明他们很可能来自同一个种群，但他们的形态和尺寸相差非常大，脑容量高的有780毫升，其实也是相当小的数值，但脑容量最低的那个下巴极其突出的男性个体才只有546毫升，和我们将在下一章遇到的“猿人”南方古猿不相上下。为了免得这个差异显得过于惊人，我们应该指出，今天人类脑容量的范围约为1 000毫升到1 500毫升。

毛发不太容易形成化石，那我们该如何讨论我们到底是在哪个进化节点上失去了身上大部分毛发，只留下头顶奢侈的一点例外？既然古人类化石没给我们关于皮肤和毛发的诱人许诺，那我们最好的线索也许要指望人类遗传学。犹他大学（University of Utah）的研究者们检查了黑皮质素–1受体（melanocortin I receptor）的DNA序列差异，这是一个跟肤色相关的基因。他们发现，在至少100万年前，这个基因在我们的非洲祖先体内经历了一波自然选择。这也许是一个迹象，表明匠人开始丢失那些可以遮挡非洲烈日的体毛，但这并不意味着他们跟我们一样毛发稀少。实际上，这个迹象的关联如此脆弱，即使有人把想象中的匠人复原图绘成黑猩猩一般毛茸茸的样子，或者绘出任何一种介于人类和黑猩猩之间的体毛丰富度，我们都不应为此感到不满。现代人，或者说至少是现代男性，依然保留了程度各异的体毛。体毛的丰富程度属于那种可以在进化过程中屡次增减的特征。人的皮肤不管多么光溜，都潜藏着退化的毛发和相关的细胞支持结构，随时准备响应自然选择的号召，复出形成一层厚毛（或再次退化）。不信可以看看最近一次冰期时欧亚大陆上迅速进化出来的毛茸茸的猛犸象和披毛犀。虽说听起来颇为诡异，但我们将在《孔雀的故事》里再次回到人类的体毛在进化中消失的问题。

有些细微的证据说明匠人有着重复使用的炉灶，说明至少某些匠人群体发现了火的用法。以后见之明看来，这是人类历史上的重大事件。这方面的证据不如我们期望的那样确凿。烟灰和木炭熏黑的痕迹保存不了太长时间，但火会留下其他能够保存更久的痕迹。现代实验学家曾系统地点起各种不同的火，然后检查事后的痕迹。他们发现，专门点起的篝火对土壤的磁化方式不同于丛林大火或燃尽的树桩——我不知道为什么。但这样的痕迹可以证明匠人在大约150万年前的非洲和亚洲使用过篝火。这并不一定意味着他们懂得如何生火。最开始他们可以获取和照看自然发生的火焰，给它添柴，像照看一只电子宠物一样让它保持生机。也许他们在学会用火烹饪食物以前，曾用火吓退危险的动物，拿它来取暖、照明或是把火塘作为社交中心。

匠人还会打造和使用石器，很可能还包括木器和骨器。没人知道他们是否有语言，而且不太容易找到相关的证据。你也许觉得“不太容易找到”这种说法低估了其中的困难，但如今我们的逆向旅程已经走得足够久远，化石证据开始显现。就像篝火会在土壤中留下痕迹，语言也要求骨骼发生细微的变化。这种变化不会像南美森林里的吼猴那样瞩目，用喉咙里中空的盒状结构来进一步放大其洪亮的嗓音，但我们仍然有望在一些化石里观察到能够说明问题的迹象。不幸的是，迄今为止发现的各种迹象都不足以敲定结论，因此这依然是一个有争议的问题。

现代人大脑中有两个区域似乎跟语言能力有关，分别是布罗卡区（Broca’s Area）和韦尼克区（Wernicke’s Area）。在人类进化史上，这些区域是在什么时候开始增大的？我们所拥有的最接近大脑化石的东西是颅腔模型，我们将在《匠人的故事》中介绍它。不幸的是，区分不同脑区的那些线条在化石中显得不够清晰，但有些专家认为，他们有把握断言大脑语言区域的增大早于200万年之前。那些愿意相信匠人具备语言能力的人为此备受鼓舞。

然而，如果继续往下看骨架的结构，他们又会感到丧气。目前最完整的匠人骨骼是图尔卡纳男孩（Turkana Boy），他在大约150万年前死于肯尼亚的图尔卡纳湖（Lake Turkana）。他的椎间孔（供神经通过椎骨）尺寸很小，连同他的肋骨形态，一起表明他对呼吸缺乏精细控制，而这一控制能力跟语言的发音相关。另一些科学家通过对头骨基部的研究得出结论说，就连尼安德特人都不会讲话。他们的证据在于，尼安德特人咽喉的形状使他们不能像我们一样发出全套的元音。但另一方面，就像进化心理学家斯蒂芬·平克说的：“e lengeege weth e smell nember ef vewels cen remeen quete expresseve。” 既然希伯来书面语没有元音却不妨碍理解，那我不知道尼安德特人甚至匠人的口语为什么不可以省略元音。资深的南非古人类学家菲利普·托拜厄斯（Philip Tobias）怀疑语言甚至可能在匠人之前就出现了，有可能他是对的。就像我们前面看到的那样，还有一些人持另一种极端的观点，认为语言的起源和文化大跃进是同一时间，也就是说距今只有几万年。

也许这就属于那种永远无法解决的争论。任何针对语言起源问题的理论开篇总会引用巴黎语言学会（Linguistic Society of Paris）于1866年颁布的禁令。该禁令认为语言起源注定是个无用而且无法回答的问题，因此禁止了对这个问题的讨论。然而这个问题虽说不易回答，却还不像某些哲学问题一样从根本上就是无法回答的。对于科学上可能出现的奇思妙想，我向来持乐观的态度。就像如今有多方面的证据使得大陆漂移说无可置疑，就像DNA指纹分析能够确切地找到一滴血的主人，其可靠性正是曾经的法医专家们梦寐以求的，我有保留地期待着将来有一天科学家会发现某种天才的新方法，明确我们的祖先开口说话的时间。

可即便是我也不指望将来我们能够知道他们彼此交谈过什么，或者他们使用的是什么语言。最开始是不是只有词汇没有语法，就像婴儿牙牙学语只说一些名词？或者会不会语法很早就出现了，而且是突然出现的？这并非全无可能，甚至这并不是个蠢问题。也许大脑深处早就具备了语法所需的能力，只是把它用作别的用途，比如规划和取舍。甚至是否有这样的可能，语法，或者至少是应用于交流的语法，其实来自某个天才的突然发明？我不认为如此，但在这个领域我不能信誓旦旦地将任何可能排除在外。

随着一些颇具前景的遗传证据的出现，我们也在寻找语言起源之日的路上迈出了一小步。有代号为“KE”的一家人罹患一种怪异的遗传病。3代人总计大约30名家庭成员中有差不多一半是正常的，但另外15人表现出一种奇怪的语言失调，似乎语言表达和理解都受到了影响。这种病被称为言语运用障碍（verbal dyspraxia），最初的症状出现在儿童期，表现为无法清楚地发音。有些权威认为这主要是由于患者无法协调面部和口腔的快速动作。另一些人则怀疑问题的根源要深得多，因为它还同时影响了语言的理解和书面语言的运用。这种异常的疾病表现非常明确，而且明显是遗传性的，跟一种基因的某个突变有关。所有脊椎动物都有这种名为 FOXP2 的基因。该基因编码一种转录因子（transcription factor）。转录因子是一类可以和DNA结合并开启和关闭其他重要基因表达的蛋白质，而在这个例子里， FOXP2 在大脑的不同脑区中都有功能。KE家族的那个特殊突变干扰了 FOXP2 和DNA的结合。幸运的是，那些受影响的患者还从另一位父母那里遗传了第二个正常的 FOXP2 副本。之所以说他们是幸运的，是因为实验表明，携带相似突变的小鼠如果同时具有两个突变拷贝，就会很早夭折，致死原因很可能是脑部、肺部以及运动方面的缺陷。这清楚地表明 FOXP2 并不单单是“语言基因”，而媒体有时会以此为名吹捧它。不管怎样，KE家族的证据说明， FOXP2 基因对于人类某些语言相关脑区的发育是至关重要的。

于是自然而然地我们想要比较一下，正常的 FOXP2 基因在人类和其他没有语言的动物之间有什么区别。只要比较一下 FOXP2 基因编码的蛋白质的氨基酸序列，我们就会发现一个有趣的现象。在这个蛋白的715个氨基酸中，小鼠和黑猩猩的版本只差一个氨基酸，而跟这两种动物比起来，人类的版本又多了两个氨基酸差异。你明白这可能意味着什么吗？尽管在蛋白质序列上人类和黑猩猩通常只存在非常小的差异，但 FOXP2 是个例外。这个基因在大脑中发挥功能，而且在我们跟黑猩猩分道扬镳以来这短暂的时间内，它在人类当中发生了快速的进化，就这一点而言它似乎是独一无二的。而我们跟黑猩猩最重要的区别之一就是我们有语言，而它们没有。如果我们试图理解语言的进化，那么我们应该寻找的基因就应该是这种在人跟黑猩猩分离之后朝着人类变化的基因。在不幸的KE家族里，也正是同一个基因发生了突变。人们还发现了一个跟KE家族毫不相干的患者具有同样的语言缺陷，其基因突变不同于KE家族，但产生突变的是同一个基因。

我们必须小心，因为单个基因的几个突变不太可能突然生成一种全新而且具备高度适应性的功能，比如学习语言的能力。在 FOXP2 控制的“下游”基因中必定还有其他进化上的改变 。不过， FOXP2 很可能是诸多关键之一。在本书第一版问世之后，我们又看到了尼安德特人和丹尼索瓦人的基因组，发现他们也有跟我们一样的 FOXP2 突变，这是一个不错的征兆，说明他们的大脑构造在某种程度上会有助于语言的进化，但他们是否真的曾开口讲话，这就是另一回事了。不过至少他们拥有语言所需的一个主要部件。既然我们已经有了他们的完整基因组，那么等将来我们对大脑发育的遗传学有了足够了解，也许可以重新揭示他们的神经功能范围，最终为他们是否讲话给出一个确切的答案。这是一个惊人的想法，但它并不能帮助我们解决他们的祖先匠人能否讲话的问题，除非未来的技术能够从古代遗骨中提取出匠人的基因组（那岂不是棒极了？）。

不过，我们还有另一种方式来利用从 FOXP2 得到的遗传证据，重新审视我们祖先的语言起源问题。这需要用到我们在《总序》里提到的“遗传三角推断法”。一种直观的办法是用现代人内部的多样性进行逆向三角推断，试着计算出我们的 FOXP2 基因有多古老。可是除了像KE家族成员这样的罕见特例，人类 FOXP2 基因的氨基酸序列不存在任何个体差异，根本没有足够的多样性用以进行三角推断。不过幸运的是，我们的基因被切割成不同的区域，有些区域会被翻译成蛋白质的一部分，这种片段被称为外显子；而把外显子隔开的那些区域却永远不会被翻译，它们被称为内含子。内含子中的大多数序列都不发挥功能，因此可以自由突变而不会引起自然选择的“注意”，也就提供了一堆“静默”的密码字母。跟被表达的字母不同，这些静默的字母在个体间存在很大的差异，在人和黑猩猩之间也是如此。多么好的三角推断素材！看一看静默区域的多样性模式，我们就能对基因的进化多一些理解。尽管这些静默的字母本身不会受到自然选择，但它们可能会跟着相邻的外显子一起被淘汰。更妙的是，通过对静默内含子多样性模式进行数学分析，我们可以对自然选择筛选事件发生的时间以及基因内部受到筛选的区域得出一个很好的估计。再加上尼安德特人的遗传多样性数据，我们就有了一个有力的工具，借以研究历史上发生过的自然选择。然而真实图景比原先想象的更加复杂。 FOXP2 基因最近一次受到自然选择是在不到20万年前，甚至可能不到5万年前。但这就跟尼安德特人也拥有现代人版本的 FOXP2 蛋白产生了矛盾。目前提出的解释是，这些自然选择淘汰过程针对的并非那两个氨基酸的变化，而是DNA上的另一个区域，具体来说是在内含子内某个难得有用的部位。而在这个例子里，新突变位于一个小区域， FOXP2 基因激活之后它便会发挥作用。如果这是真的，那就引出了一堆新问题。因为不光尼安德特人有较老的版本，还有一小群非洲人也同样如此，想必这些非洲人有正常的语言能力。显然这里少不了那句传统的警告：“尚待更多研究。”不管怎样，这些精巧的遗传学技术的存在使我越发乐观起来，有一天科学会找到办法挫败巴黎语言学会的那群悲观主义者。

匠人是我们在朝圣之旅中遇见的第一位明确属于另一个物种的化石祖先。在接下来我们即将踏上的这段朝圣路上，最重要的证据大多来自化石，而且化石证据所占的比例会越来越高——尽管其重要性永远无法超越分子证据——直到我们来到极其古老的时代，那时候有用的化石证据变得越来越少。现在是一个合适的时机来了解更多关于化石的细节，了解它们是如何形成的。这个故事将由匠人来讲述。

匠人的故事

理查德·利基动人地描述了他的同事奇摩亚·奇美乌（Kimoya Kimeu）在1984年8月22日发现图尔卡纳男孩的故事，这副距今150万年的化石是迄今发现的最古老的接近完整的原始人类骨架。同样动人的还有唐纳德·约翰森（Donald Johanson）对大家熟悉的南方古猿“露西”（Lucy）的描述。“露西”年代更加古老，所以毫不奇怪她的化石没有那么完整。“小脚丫”的发现同样不同寻常（见103页）。是怎样奇异的情形赐予了露西、“小脚丫”和图尔卡纳男孩这种特殊形式的永生？而不管它是什么，难道我们不希望自己寿终之时也能享有同样的待遇吗？要实现这样的抱负，我们必须跨越怎样的障碍？化石到底是怎么形成的？这正是《匠人的故事》讲述的主题。首先，我们需要稍微偏下题来谈谈地质学。

岩石是由晶体构成的，尽管这些晶体往往小到肉眼不可见的程度。每颗晶体都是一个巨型的分子，内部的原子排列成整齐的网格，规整的间隔模式可以重复数十亿次，直到最终抵达晶体的边界。当原子离开液体环境并排列在已有的晶体的扩张边缘时，晶体就会生长。这个液体环境通常由水构成，但在某些情况下它并不是溶剂，而是熔化了的矿物本身。晶体的形状及其表面相交的角度大体上是原子网格的重演。有时候网格的形状能以很大的尺寸得到呈现，比如钻石或紫水晶的表面形状就向裸眼观察者泄露了内部原子阵列自组织的三维几何结构。不过，通常构成岩石的那些晶粒都太小了，肉眼是看不到的，这也是为什么大多数岩石都不透明。比较重要且常见的岩石晶体包括石英（二氧化硅）、长石（主要还是二氧化硅，但有些硅原子被铝原子替代）和方解石（碳酸钙）。花岗岩是石英、长石和云母紧密排列堆积而成的混合物，由熔化的岩浆结晶而成。石灰岩的主要成分是方解石，砂岩的主要成分是石英，而这两者都是由沙土或泥浆中沉积的细碎矿物堆叠而成。

火成岩（igneous rock）来自冷却的岩浆，而岩浆是熔化的岩石。和花岗岩一样，它们通常是晶体状的，有时候看起来跟玻璃一样，仿佛是凝固的液体。运气特别好的话，熔化的岩浆有时候会在天然的模具里面塑形，比如恐龙的脚印或者空荡荡的颅骨。但对于生命历史学家来说，火成岩最主要的用途是年代测定。就像我们将在《红杉的故事》中看到的那样，目前最好的年代测定方法只适用于火成岩。化石自身往往不能直接测定精确的年代，但我们可以寻找附近的火成岩。我们或者可以假定化石和找到的火成岩是同一时期形成的，或者可以在化石地层的上方和下方各找到一个可以用于测年的火成岩样本，为化石的年代确定一个上限和下限。这种三明治测年法可能有轻微的风险，因为尸体可能会被洪水或鬣狗或鬣狗的恐龙同行们携带到年代不同的地方。运气好的时候这种情况很容易被识别出来，否则我们就要看看结果跟一般统计模式是否一致。

像砂岩和石灰岩这样的沉积岩（sedimentary rock）是由细小的碎片构成的，以前的岩石或贝壳之类的硬物被风化或水流侵蚀就形成了这样的碎片。它们以泥沙、淤泥或灰尘等悬浮物形式在别的地方一层层沉降下来，渐渐压缩成新的岩层。大多数化石都在沉积层。

沉积岩的本质决定了它的成分物质是在不断循环的。古老的山脉，比如苏格兰高地（Scottish Highlands），被风水渐渐侵蚀削低，生成的物质随后成为沉积物，最终也许会在别处被重新抬高成为新的山脉，比如阿尔卑斯山，然后开始新的循环。在这样一个循环的世界里，我们不得不克制那种强人所难的想法，即要求有连续的化石记录填补每一个进化的空位。诚然，化石记录常常间断，但这并不只是因为我们的运气不够好，而是沉积岩的生成方式决定的必然结果。如果化石记录没有任何间断，反倒值得我们担心。古老的岩石连同其中的化石总是在持续不断地被摧毁，也正是同一个过程在持续不断地生成新岩石和新化石。

通常化石的形成是由于含有矿物质的水渗透了被掩埋的生物结构。动物的骨头就像海绵一样疏松多孔，这样不仅很好地符合了结构要求，而且非常经济。一年年过去，水渗过遗骨中的缝隙，矿物质缓慢地沉积下来。我说“缓慢”几乎已经成了一种惯例，但它并不一定总是缓慢的。想想水壶里水垢生得有多快！有一次我在澳大利亚的沙滩上找到了一枚嵌在石头里的瓶盖。不过通常而言，这是个缓慢的过程。不管是快是慢，化石里的石头最终取得了骨头原先的形态，又在几百万年之后把这个形态展现给我们，哪怕最初骨头中的每个原子都已经不在了，尽管未必总是如此。在亚利桑那州的彩色沙漠（Painted Desert），石化森林里的树木组织已经被地下水里渗滤出来的硅和其他矿物质取代。这些树木早在2亿年前就已经死去，如今里里外外都是石头，但即便是在石化的状态下，许多细胞的显微特征依然清晰可见。

我前面提到过，有时候原先的生物或部分身体会形成一个天然的模具或印模，随后又丢失或溶解。我深情地想起1987年在得克萨斯州度过的两天快乐时光，我蹚着帕拉克西河（Paluxy river）的河水检视着光滑的石灰岩河床上保存的恐龙脚印，甚至还把我自己的脚踏进那些脚印里。当地渐渐发酵出一个怪异的传说，称这些脚印当中除了确切无疑的恐龙脚印之外，还有一些是同时代的巨人的脚印，以至于在附近的玫瑰谷（Glen Rose）小镇蓬勃兴起了一种家庭手工业，专门用水泥块伪造巨人脚印，毫无艺术感，专门卖给那些好欺骗的神创论者，因为他们熟知《圣经·创世记》第六章第四节：“那时候地上有巨人”。经过细心整理，关于这些脚印的真实故事如今也已经清楚且迷人地呈现出来：那些有三根脚趾的脚印明显是属于恐龙的，而那些没有脚趾、看着有点儿像人类脚印的实际上来自一些用脚背行走而非用脚趾奔跑的恐龙。而且，黏稠的泥浆会渗入脚印边缘，使恐龙侧面脚趾的印记变得模糊。

让我们更加动心的是难得一见的原始人类的真实脚印。2013年在英国诺福克郡（Norfolk）的黑斯堡（Happisburgh）海岸上，一组不明脚印从北海（North Sea）里暴露出来，之后又被冲刷干净。幸运的是，在它们被侵蚀干净之前的两周时间里，科学家们拍照留下了脚印的细节，并确定它们是将近100万年前的一个人类物种留下的，其中有成人也有小孩。地质记录竟包含了这样的瞬间，这是多么惊人啊！可大部分记录都不为人知地被毁掉了，这又是多么令人失望！我们确实比较幸运，因为有时候这些印迹会以更持久的形式留存下来，比如在坦桑尼亚的拉托里（Laetoli）留下的那些360万年前的脚印（见彩图2）。在那里，曾有三位原始人，很可能是南方古猿阿法种（ Australopithecus afarensis ），一同在当时还新鲜的火山灰上漫步，留下了这些亲切的脚印。有谁不好奇这些人彼此之间是什么关系？他们漫步的时候是否牵着手？甚至他们是否交谈？他们在那个上新世（Pliocene）的黎明一起做了什么被时光遗忘的事？

就像我前面谈论岩浆时提到的，有时候模具会被另一种物质填满，形成原先动物或器官的塑像。我正在花园里的桌子上写下这些字，桌面是一块15厘米厚、4.5平方米的片状波倍克（Perbeck）沉积石灰岩，来自侏罗纪（Jurassic），距今约1.5亿年 。除了大量的软体动物外壳化石，根据为我寻得这块桌面的那位乖僻的知名雕塑家的说法，桌子的下表面上还有一个恐龙脚印。不过这个脚印像浮雕一样凸出。原先的脚印（如果它真的是脚印的话，因为在我看来它相当难以辨认）一定是充当了模具，沉积物渐渐填充进去，后来模具消失了，便留下了凸起的印迹。我们对古代人大脑的许多了解都来自这种铸像的形式，头骨内表面的颅腔模型对大脑表面细节印迹的保存常常完整得出奇。

有时候动物的软组织也能形成化石，不过不如贝壳、骨头或牙齿常见。最著名的化石发掘地包括位于加拿大落基山脉（Canadian Rockies）的布尔吉斯页岩（Burgess Shale）和年代稍早一点的位于中国南部的澄江（Chengjiang）化石群，我们将在《天鹅绒虫的故事》里遇见它们。在这两个地方，蠕虫和其他无骨无牙的软体生物（以及通常所见的具有坚硬组织的动物）精彩地记录了大约5亿年前寒武纪的生命情况。澄江化石群（见彩图3）和布尔吉斯页岩的存在是我们莫大的幸运。实际上，就像我之前说过的，不管在哪里，化石的存在本身就是我们的幸运。据估计，90%的物种都不曾留下化石，因此也就不为人所知。物种的数据尚且如此，想想一个生物个体成为化石的概率有多小，而我们实现本故事开头所说的抱负的希望又多么渺茫！有人估计，100万只脊椎动物之中才有1只可以成为化石。这个概率在我看来挺高的，对于没有坚硬组织的动物来说，真实的数字想必要小得多。 xm6MvMFSlKznhFrdD0mVuttfu1wFX2guTsVrBsw9zhuavOn31z3qMFp7fFYX9e68