人類的起源-課程課件

生命科學(xué)縱橫理學(xué)院生命科學(xué)與生物工程研究院4.人類的起源_課程

人類的起源4.人類的起源_課程4.人類的起源_課程請(qǐng)進(jìn)入時(shí)間隧道人類的未解之謎：人類的起源4.人類的起源_課程本章內(nèi)容基督教的上帝造人達(dá)爾文進(jìn)化論研究的技術(shù)與方法地理位置上的現(xiàn)代人發(fā)源地中國(guó)人的起源人類的進(jìn)化歷史4.人類的起源_課程基督教的上帝造人中世紀(jì)（公元5-16世紀(jì)）及之后的很長(zhǎng)一段時(shí)間，西方世界的人們普遍認(rèn)為是上帝創(chuàng)造了包括人類在內(nèi)的所有生物。米開朗基羅根據(jù)《圣經(jīng)》創(chuàng)作的名畫—?jiǎng)?chuàng)世紀(jì)：創(chuàng)造亞當(dāng)4.人類的起源_課程圣經(jīng)中“創(chuàng)世紀(jì)”第一日：創(chuàng)造天地，光。第二日：造出空氣。第三日：青草樹木果實(shí)等。第四日：光，眾星。第五日：魚類，鳥類。第六日：牲畜昆蟲野獸，人。第七日：歇工。4.人類的起源_課程？上帝怎么造人Genesis2:7TheLORDGodformedmanofdustfromtheground,andbreathedintohisnostrilsthebreathoflife;andmanbecamealivingbeing.中國(guó)神話關(guān)于造人的故事？男人：從灰塵里產(chǎn)生女人：從男人的肋骨里產(chǎn)生

4.人類的起源_課程進(jìn)化論：地球上的各種生物不是神創(chuàng)造的，而是由共同的祖先經(jīng)過漫長(zhǎng)的時(shí)間演變而來的，因此各種生物之間有著或遠(yuǎn)或近的親緣關(guān)系。

達(dá)爾文進(jìn)化論4.人類的起源_課程論點(diǎn)1：生命體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性基督教：根據(jù)計(jì)算，從無(wú)機(jī)世界完全靠隨機(jī)而形成第一個(gè)生命所需DNA分子的概率幾乎為零，而進(jìn)化論認(rèn)為生命的起源和進(jìn)化都是隨機(jī)發(fā)生的，所以由此證明進(jìn)化論不成立。進(jìn)化論：

進(jìn)化論不是隨機(jī)事件，自然選擇及變異等在其中扮演了重要角色。進(jìn)化論認(rèn)為地球上的生命都來自共同的祖先,但沒有解釋第一生命是怎樣起源的。4.人類的起源_課程論點(diǎn)2：熱力學(xué)第二定律基督教：熱力學(xué)第二定律表明，一個(gè)封閉的物理系統(tǒng)，一定會(huì)從起始狀態(tài)向越來越無(wú)序的狀態(tài)發(fā)展，這樣大自然不可能從原始的渾沌無(wú)序的狀態(tài)下發(fā)展出宇宙中各種秩序井然的事物（如太陽(yáng)系和人體等精美復(fù)雜的系統(tǒng)），從而認(rèn)為這些系統(tǒng)只能是由神創(chuàng)造的。

進(jìn)化論：太陽(yáng)系、地球生態(tài)系統(tǒng)及人體等都不是一個(gè)封閉系統(tǒng)（地球生態(tài)系統(tǒng)在不斷地從太陽(yáng)吸收能量，人體也在不斷地從外界吸收養(yǎng)分用來維持新陳代謝），所以不能用熱力學(xué)第二定律來簡(jiǎn)單解釋它們的發(fā)展規(guī)律。

所以，大自然經(jīng)過幾十億年漫長(zhǎng)的演變而形成生命是完全可能的。4.人類的起源_課程到了19世紀(jì)末，達(dá)爾文的學(xué)說終于贏得了科學(xué)界絕大多數(shù)人的支持，成為流行最廣、影響最大的科學(xué)思潮之一。1882年，達(dá)爾文葬于威斯敏斯特教堂（WestminsterAbbey）。宗教人士諷刺達(dá)爾文漫畫4.人類的起源_課程1、化石證據(jù)2、分子生物學(xué)手段的證據(jù)（1）線粒體追溯：母系遺傳（2）Y染色體追溯；父系遺傳研究的技術(shù)與方法4.人類的起源_課程1、化石證據(jù)4.人類的起源_課程化石年代的檢測(cè)方法：

放射性核素衰變的速度不隨地球上的物理?xiàng)l件而變化，這提供了一種天然的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。宇宙射線中的中子與大氣中的大量存在的穩(wěn)定核素N-14發(fā)生N(n,p)C反應(yīng)能夠產(chǎn)生C-14，而C-14又會(huì)經(jīng)β衰變變成N-14(半衰期T=5730年)，由此構(gòu)建一個(gè)核素平衡。

C-14與氧氣反應(yīng)生成的二氧化碳被生物圈接收，活體生物體內(nèi)的C-14與C-12濃度比例是一定的【經(jīng)測(cè)定，C-14的同位素豐度為1.2×10^(-12)】，只有當(dāng)生物死亡后，C循環(huán)中斷，C-14逐漸衰變?yōu)榱?。在化石?biāo)本中采樣測(cè)量C-14的豐度，與1.2×10^(-12)比較，即可計(jì)算出生物生活的年代。4.人類的起源_課程人類頭蓋骨的進(jìn)化阿法南方古猿直立人智人能人非洲南猿粗壯南猿4.人類的起源_課程南方古猿與現(xiàn)代人Australopithecus,4-3myrsagoModernhumanSagittalcrest：矢狀嵴，是一道沿著顱骨頂部中線（矢狀縫）的脊?fàn)畹墓穷^。許多哺乳動(dòng)物和爬行動(dòng)物有這樣的顱骨結(jié)構(gòu)。這個(gè)結(jié)構(gòu)一般表示這些動(dòng)物有非常強(qiáng)健的咀嚼肌。矢狀嵴主要用來固定顳肌，它是最重要的咀嚼肌之一。

zygomaticarch：顴骨。4.人類的起源_課程重構(gòu)的直立人頭骨分布較為廣泛發(fā)現(xiàn)于非洲、歐洲、印度、中國(guó)、以及印度尼西亞直立人頭骨4.人類的起源_課程重構(gòu)尼安德塔人頭骨(190,000–27,000yrsago)4.人類的起源_課程頭顱的比較尼安德塔人直立人智人4.人類的起源_課程2-1分子生物學(xué)手段的證據(jù)：線粒體追溯母系來源：后代的線粒體DNA來源于母系，不涉及DNA的重組，除發(fā)生隨機(jī)的突變外，其經(jīng)過許多世代都不會(huì)發(fā)生改變，這就使得根據(jù)線粒體DNA序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹很好的反映了人類母系遷移的歷史。線粒體中的高突變區(qū)域：由于線粒體中缺乏限制性修飾酶，線粒體DNA比核DNA的突變率高5-10倍，而其中長(zhǎng)的D-環(huán)控制區(qū)是其進(jìn)化速率最高的區(qū)域，被廣泛用于不同地域或不同時(shí)代人群線粒體遺傳多態(tài)性研究。4.人類的起源_課程mitochondriaEukarioticcellule16569bpcircularDNAD-Loop:HVSIandHVSIIsegmentsmaternalinheritance

highmutationratecomparedtonuclearDNA

absenceofrecombination

animportanttoolforHumanpopulationgenetics4.人類的起源_課程1970年：BrownandWallace開創(chuàng)了人類線粒體考古的先河人類線粒體DNA的多態(tài)性分析方法：RFLP（RestrictionFragmentLengthPolymorphism,限制片段長(zhǎng)度多態(tài)性）測(cè)序分析：高突變區(qū)域限制性內(nèi)切酶結(jié)合測(cè)序分析線粒體DNA的研究歷史4.人類的起源_課程線粒體夏娃

1987年Cannetal通過對(duì)來自于五個(gè)地區(qū)（歐洲、非洲、亞洲、澳洲、新幾內(nèi)亞）的147名志愿者，進(jìn)行高分辨率的限制性酶切圖譜分析。發(fā)現(xiàn)位于撒哈拉區(qū)域的非洲人具有最多的線粒體DNA變異。不同的線粒體DNA家系均來自于非洲生活的“一位”女性。4.人類的起源_課程線粒體夏娃（MitochondrialEva）是研究者所命名的現(xiàn)存所有人類的母系最近共同祖先，通過母系進(jìn)行遺傳?，F(xiàn)代人的共同祖先，生活28.5-14.3萬(wàn)年前的非洲女性。線粒體夏娃的理論建立在人類進(jìn)化論之上，也是人類非洲單一起源假說的有利支持證據(jù)。不過必須注意，線粒體夏娃只是基因研究者通過不同的基因途徑能夠追溯到的許多人類共同祖先中的一位。線粒體夏娃

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線粒體DNA家系遷移圖非洲北美洲歐洲澳大利亞亞洲南美洲線粒體DNA單倍群用字母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.來標(biāo)記。

4.人類的起源_課程2-2分子生物學(xué)手段的證據(jù)：

Y染色體4.人類的起源_課程組成與特征：大約包含6000萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)，很少與其它染色體發(fā)生重組。Y染色體的突變率相對(duì)較低，保證了Y染色體主干的嚴(yán)格父系遺傳。所以是研究男性群體遷移歷史的理想標(biāo)記。突變頻率：研究Y染色體主干的類型分布，可直接追溯群體或者家族的父系起源，是驗(yàn)證祖先與后代的父系關(guān)聯(lián)的唯一手段。同時(shí)在一代一代的父子相承的傳遞過程中，Y染色體也在慢慢地積累著變化。因?yàn)檫z傳突變的積累，使得人類父系遺傳體系中，距離越遠(yuǎn)的個(gè)體的Y染色體差異也越大。4.人類的起源_課程

單核苷酸多態(tài)：

Y染色體上的突變形成的個(gè)體差異主要有兩大類：?jiǎn)魏塑账岫鄳B(tài)（SNP）和短串聯(lián)重復(fù)（STR）。

SNP突變因?yàn)橥蛔兯俾蕵O低，可以做到在后代中永久地保留，后代只能在祖先的突變基礎(chǔ)上積累新的突變，而不會(huì)丟失祖先的突變特征。每出生一個(gè)男子，一個(gè)染色體位置上發(fā)生SNP突變的概率大約為3000萬(wàn)分之一。由多個(gè)SNP突變構(gòu)成的一種突變譜被稱為一種單倍型。單倍型有祖先型和后代型之分。祖先型與所有后代型合稱為一個(gè)單倍群。一個(gè)家族的所有Y染色體理論上都屬于一個(gè)單倍群，因?yàn)槠渲兴械哪行远紤?yīng)該來自同一個(gè)祖先。

4.人類的起源_課程Y染色體亞當(dāng)：

Y染色體研究表明現(xiàn)代男性都有一個(gè)共同的父親，這位亞當(dāng)，生活在距今15萬(wàn)年前（也有報(bào)道是5-6萬(wàn)年）。

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人類的非洲起源

（一）化石的證據(jù)

1868年：法國(guó)發(fā)現(xiàn)了克羅馬農(nóng)人的完整頭骨化石，把人類的歷史從圣經(jīng)描述的幾千年一下子推前了幾萬(wàn)年之久。1856年:

在德國(guó)的迪塞爾多夫城附近的尼安德特河谷最早發(fā)現(xiàn)了早期智人尼安德特人的頭骨化石，把人類的歷史又向前推一二十萬(wàn)年之久。1890-1892年:

在印度尼西亞爪哇發(fā)現(xiàn)了一小塊下頜骨、一個(gè)頭蓋骨以及一根大腿骨,即“爪哇直立猿人”，被認(rèn)為它是現(xiàn)代人的祖先，把人類的歷史向前推了幾十萬(wàn)以至一二百萬(wàn)年。地理位置上的現(xiàn)代人發(fā)源地4.人類的起源_課程1924年:在南非湯恩首次發(fā)現(xiàn)了南方古猿的一個(gè)頭骨化石（一個(gè)大約6歲小孩的頭骨，犬齒小，枕骨大孔在顱底較前的部位），再次將人類的歷史向前推至二三百萬(wàn)年前。1974年:

在東非大裂谷所在的埃塞俄比亞，發(fā)現(xiàn)了一具保存40%遺骸的

“露西少女”猿人骨架，距今超300萬(wàn)年。1994年:

在同樣的地方又發(fā)現(xiàn)了距今440萬(wàn)年的ARDI（Ardipithecusramidus，拉密達(dá)猿人

）化石，可以說是最古老的猿人化石，填補(bǔ)了由猿到人之間的斷代。地理位置上的現(xiàn)代人發(fā)源地4.人類的起源_課程ARDI:440萬(wàn)年以前，目前發(fā)現(xiàn)的猿人最古老的化石4.人類的起源_課程露西骨骼的重構(gòu)露西生活在大約350萬(wàn)年以前南方古猿阿法種（Australopithecusafarensis）露西的髖、腿及腳關(guān)節(jié)適應(yīng)于兩腳行走運(yùn)動(dòng)露西（Lucy）4.人類的起源_課程“東非人”頭骨化石及復(fù)原像距今175萬(wàn)年前的古人類—“東非人”及其遺物4.人類的起源_課程非洲--人類的發(fā)源地研究顯示生活在大約4百萬(wàn)年前的南方古猿很可能是現(xiàn)代人的直接祖先。迄今為止，人類演化的最初兩個(gè)階段--南方古猿和能人的化石材料全部發(fā)現(xiàn)在非洲：南非（Australopithecusafricanus）和東非（Australopithecusafarensis(Lucy)）。在非洲以外沒有發(fā)現(xiàn)早于200萬(wàn)年前的人類化石。達(dá)爾文曾在1871年出版的一本專著中推測(cè)，非洲是人類的搖籃。4.人類的起源_課程1、非洲單一地區(qū)起源根據(jù)線粒體DNA研究的結(jié)果：現(xiàn)代人都起源于大約15-20萬(wàn)年前的非洲，以北京猿人為代表的東亞直立人是進(jìn)化的絕滅旁支，不在現(xiàn)代人祖先之列；部分中國(guó)分子生物學(xué)家通過對(duì)東亞人類基因（Y染色體）的研究，支持西方學(xué)者的論斷，認(rèn)為現(xiàn)代中國(guó)人直接祖先是6-5萬(wàn)年前經(jīng)西亞到南亞、東南亞，然后由南向北遷入的。2、多地區(qū)連續(xù)進(jìn)化包括中國(guó)在內(nèi)的東亞地區(qū)陸續(xù)出土的大量人類化石，在存在形態(tài)的延續(xù)性等方面支持多地區(qū)連續(xù)進(jìn)化。中國(guó)人的起源4.人類的起源_課程1、中國(guó)人的非洲單一地區(qū)起源（1）化石證據(jù)：對(duì)出土于中國(guó)云南祿豐、元謀及開遠(yuǎn)等地的古猿進(jìn)行新的研究，認(rèn)為從化石形態(tài)特征看，祿豐古猿與非洲南方古猿有著一系列相似性，比其他古猿在形態(tài)上更接近于后者，是從猿到人轉(zhuǎn)變的早期過渡類型，是中國(guó)境內(nèi)人類的早期祖先，他們是在約200萬(wàn)年前從非洲遷徙過來的，是能人的后代。4.人類的起源_課程（2）Y染色體研究證據(jù)

M168突變，10萬(wàn)年前M130突變，8萬(wàn)年前M89突變M9突變，4.5萬(wàn)年前M175突變喜馬拉雅山南麓向東、向北遷徙，繞過中南半島（經(jīng)過南亞）第一批是棕色人，第二批是黃種人多次遷徙并逐漸分化，兩萬(wàn)年前玉木冰河盛期從南亞往北分布M122突變進(jìn)入中國(guó)M134突變，2萬(wàn)多前M117的突變

漢人M119突變沿著海岸線往東北走，從越南方向越南北部到江浙一帶傣族、水族M7的突變苗族、瑤族

滿族4.人類的起源_課程2、中國(guó)人的本土起源進(jìn)化假說

（1）化石的連續(xù)性證據(jù)：

中國(guó)的長(zhǎng)江流域大三峽地區(qū)，發(fā)現(xiàn)了170多萬(wàn)年前的元謀人、115萬(wàn)年前的藍(lán)田人、35萬(wàn)年前的南京人、30萬(wàn)年前的和縣人、十幾萬(wàn)年前的長(zhǎng)陽(yáng)智人等古人類遺跡。時(shí)間跨度從200萬(wàn)年到1萬(wàn)多年的化石證據(jù)都沒有間斷，并具有自己獨(dú)特的特征，表明其起源的獨(dú)立性。

4.人類的起源_課程（2）門牙特征--鏟形門牙：古人類化石的牙齒來看，中國(guó)人作為東亞黃種人，有一個(gè)有別于其他人種的明顯生理特征的鏟形門牙。至今還存在于80％以上的中國(guó)人口腔中。而現(xiàn)代歐洲人只有大約5％有鏟形門牙，非洲黑人大概有10％。中國(guó)境內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的古人類化石，都具有同樣的門牙，這就說明在中國(guó)的人類進(jìn)化是一個(gè)連續(xù)過程。

4.人類的起源_課程（3）面部特征：面孔扁平，鼻額角較大；鼻梁扁塌，眼眶呈長(zhǎng)方形，外側(cè)的骨骼表面比較朝向前方，鼻腔前口與眼眶之間的骨表面比較平或微凹。早期標(biāo)本的腦顱前部都有或強(qiáng)或弱的矢狀嵴，腦顱最寬的部分靠近前后徑的1／3處，而額骨隆起最高處在腦顱下半部。基本和我們現(xiàn)代中國(guó)人相似，說明具備延續(xù)性。4.人類的起源_課程第一階段：人的系統(tǒng)（人科）本身的起源（700萬(wàn)年以前）第二階段：兩足行走的物種的繁衍，適應(yīng)輻射（700-200萬(wàn)年前）第三階段：腦容量的擴(kuò)大，標(biāo)志著人屬的出現(xiàn)，并逐漸發(fā)展成

直立人、最終到智人（300-200萬(wàn)年前）第四階段：現(xiàn)代人的起源，具有語(yǔ)言、意識(shí)、藝術(shù)想象力以及技術(shù)革新能力（200萬(wàn)年前）人類的進(jìn)化歷史4.人類的起源_課程人科中現(xiàn)存的僅一屬一種，即現(xiàn)代人（ModernHuman）。從親緣關(guān)系來看，人與類人猿科動(dòng)物關(guān)系最近?？乖?抗體試驗(yàn)表明，類人猿即猩猩、大猩猩、黑猩猩的血清蛋白與人類十分接近。人與黑猩猩的血紅蛋白氨基酸序列完全相同，而與大猩猩和獼猴分別有2和15個(gè)氨基酸不同。4.人類的起源_課程

森林古猿（dryopithecines）：人類和猿的共同祖先，生活在1.5到2.5億年前，外形上頗有些類似于現(xiàn)在的狒狒。4.人類的起源_課程類人猿的進(jìn)化（HominoidEvolution）解剖學(xué)：類人猿有適合直立行走的雙足（Bipedalism）；而猿類是四足（quadrupedal）行走地動(dòng)物。4.人類的起源_課程靈長(zhǎng)類進(jìn)化的特征：靈活的肢體抓握得手平坦的臉雙目并用的視覺有大的復(fù)雜的大腦繁殖能力下降4.人類的起源_課程大約在180萬(wàn)年前，新的人種誕生了—直立人。與能人相比，直立人有更大的大腦，更扁平的臉，和一個(gè)更像現(xiàn)代人的鼻子。他們使用火和更先進(jìn)的工具。智人4.人類的起源_課程非洲起源說：所有的現(xiàn)代人都源自于大約20萬(wàn)年前從非洲演化而來的智人，然后遷徙到了歐洲和亞洲并取代了在那里發(fā)現(xiàn)的直立人，現(xiàn)代的人的DNA相似性支持非洲起源說。4.人類的起源_課程兩種智人（Homosapiens）：

現(xiàn)代人（modernhumans）穴居人（theNeandertals）在數(shù)千年時(shí)間內(nèi)一直共存。穴居人在歐洲發(fā)現(xiàn)，體形非常巨大且適應(yīng)寒冷氣候。他們居住在洞穴中，埋葬死者，且有許多狩獵工具。在大約4萬(wàn)年前，穴居人滅絕了。早期的現(xiàn)代人類產(chǎn)生了嫻熟的山洞藝術(shù)，擁有先進(jìn)的工具，也有擁有文化的證據(jù)。4.人類的起源_課程能人（Homohabilis）：在幾百萬(wàn)年前在非洲進(jìn)化而成,出現(xiàn)在大約190萬(wàn)年前的非洲。直立人（Homoerectus）：大腦體積第二大,取代能人，100萬(wàn)年前由H.ergaster進(jìn)化而來走出非洲。海德堡人：在60萬(wàn)年前的非洲進(jìn)化而成，他們也從非洲遷出，帶著嫻熟的工具制作技術(shù)。穴居人（尼安德塔人）：在大約50萬(wàn)年前，仍然是在非洲興起.智人（Homosapiens）（現(xiàn)代人）：第五種也是最后一種人種。五人種學(xué)說都起源于非洲，其中的四種一波一波地連續(xù)地從非洲遷徙到了歐洲和亞洲，根在非洲。4.人類的起源_課程能人（Homo

habilis，190至160萬(wàn)年前，東非）：能人于1960年發(fā)現(xiàn)于坦桑尼亞西北部的奧杜威河谷。能人與盧多爾夫人一樣，同屬于最原始的人屬水平。頭骨壁薄，尾嵴不明顯。能人的名字表示“靈巧的人”，他們的平均腦量為637毫升，比人類祖先南方古猿高。4.人類的起源_課程巨人（Homo

ergaster，又譯為東非直立人、匠人等，180萬(wàn)至140萬(wàn)年前，東非、南非、格魯吉亞）：巨人屬于非洲的直立人，是腿很長(zhǎng)的雙足行走動(dòng)物，大概習(xí)慣長(zhǎng)途跋涉。有報(bào)道認(rèn)為巨人應(yīng)該是人類后來世界各地其他人科的共同祖先。4.人類的起源_課程直立人（Homoer

erectus，170至30萬(wàn)年前，阿爾及利亞、中國(guó)、爪哇）：出現(xiàn)于更新世早期的直立人主要分布在非洲和亞洲，他們是第一個(gè)離開非洲的人科。直立人的腦容量很大，腦量為900-1200

mL，我國(guó)發(fā)現(xiàn)的藍(lán)田人、元謀人就屬于直立人。4.人類的起源_課程海德堡人（Homo

heidelbergensis，60萬(wàn)至10萬(wàn)年前，歐洲、東非）：海德堡人是尼安德塔人的直接祖先，他們?cè)跉W、亞、非都有分布，是非常龐雜的一群。4.人類的起源_課程尼安德塔人（Homo

neanderthalensis，20萬(wàn)至3萬(wàn)年前，中東、歐洲）：尼安德塔人的化石于1856年在德國(guó)尼安德塔谷的一個(gè)山洞中發(fā)現(xiàn)，他們肌肉厚實(shí)，有突出的眉脊骨和后縮的額和下巴，男性高約1.7米，女性高約1.6米。他們的腦量與現(xiàn)代人差不多