中国の頭骨が人類の起源をさらに過去へと押し戻す
中国中部・湖北省の川岸段丘で発見された、押しつぶされた頭蓋骨が、人類の歴史を考えるうえで新たな基準となった。高度なスキャン技術とデジタル復元を用い、国際研究チームは雲県2号頭骨（Yunxian 2）を仮想的に復元し、100点を超える人類化石と比較した。結果は、ホモ・ロンギ（「ドラゴンマン」と呼ばれることもある）や、謎の多いデニソワ人を含む系統の初期の一員である可能性を示している。分析によると、ホモ・サピエンス、ホモ・ロンギ、ネアンデルタール人につながる主要な系統は、多くの科学者が考えていたよりはるかに早く、約130万年以上前に分岐した可能性がある。
目次
この発見は、人類進化の重要な一章を捉え直すものだ。この時期はしばしば「中期の混乱」と呼ばれ、約100万年前から30万年前までの分類が難しい時代を指す。復元された雲県2号頭骨には、際立った特徴の組み合わせが見られる。広く分布した初期人類、ホモ・エレクトスに似た特徴もあれば、アジアの後代の脳の大きな人類に近い特徴もある。研究チームは、雲県2号を、ホモ・ロンギや、おそらくデニソワ人を含むアジア系統群の根元近くに位置づけた。この見方が正しければ、ホモ・サピエンス、ネアンデルタール人、デニソワ人の祖先集団は、約100万年前までにすでに別々の集団へ分かれていたことになる。
雲県の頭骨から研究者が見つけたもの
雲県2号は1990年、漢江近くの学堂梁子で発見された。埋没中に押しつぶされ、ゆがんでいたため、初期の同定は困難だった。慎重な仮想復元を経て、研究者は本来の形状や寸法を評価できるようになった。頭骨は長く低く、頑丈な眉弓があり、脳頭蓋は幅広く平たい。顔は大きいものの比較的平坦で、頬骨は低い。頭蓋容量は1,100ミリリットルを超え、この年代の人類としては知られているなかで最大で、現代人の範囲の下限にあたる。後退した額と頑丈な眉弓に、平坦な頬骨と大きな脳が組み合わさっている点で、この化石は典型的なホモ・エレクトスとは異なる。
化石はどれほど古いのか
年代は、雲県2号とともに見つかった堆積層や動物化石をもとに推定され、磁気層序学や放射年代測定などの手法でも裏づけられている。研究チームは、この頭骨の年代を94万年から110万年前と推定した。この年代から、アジアで発見された、現代人ほどの大きさの脳頭蓋を持つ大型頭骨としては最古級の一つとなる。
古い特徴と新しい特徴のモザイク
雲県2号には、初期と後期の人類をつなぐ特徴がモザイク状に現れている。頭蓋冠は厚く長く、低い形状で、ホモ・エレクトスに似ている。顔は幅広いが比較的平坦で、頬骨は低く浅く、鼻の開口部は広い。頭蓋の後部は膨らんでいる。口蓋は幅広く、耳の周辺には、ホモ・ロンギ系統とされる他の化石にも見られる特徴的な形状がある。こうした共通点に大きな脳が加わり、ハルビン頭骨や金牛山化石など、後代のアジアの化石と一致し、独立したアジア系統群の定義に役立つ。
予想より早く分岐した系統樹
系統関係を明らかにするため、研究者は100点を超える頭骨や顎の計測値と解剖学的特徴を用いた。異なる人類集団の関係を推定する分岐図である系統樹を作成した。この分析では、ネアンデルタール人が約138万年前に最初に分岐した。その後、ホモ・サピエンスにつながる系統とホモ・ロンギ系統群が約132万年前に分かれた。つまり、デニソワ人とホモ・ロンギの近縁系統は、ネアンデルタール人よりも現代人に近いとみられる。研究では雲県2号をこの分岐点のごく近くに位置づけており、頭骨に原始的な特徴と、より派生した特徴が混在する理由を説明する手がかりとなる。
デニソワ人とは
デニソワ人については、主にわずかな骨片や歯から抽出された古代DNAを通じて知られている。最初に確認されたのは2010年、シベリアのデニソワ洞窟だった。現在、アジア各地の多くの人々にデニソワ人の祖先に由来する遺伝的痕跡が見られ、メラネシアやフィリピンの一部集団ではその割合が高い。新たな分析は、デニソワ人が、ハルビン頭骨などアジアの化石で確認されているホモ・ロンギ系統群に属すると論じている。これが正しければ、デニソワ人は数十万年にわたりアジア各地に広く分布し、他の人類と交流し、現代人の集団にDNAを受け継がせたことになる。
人類の歴史を考えるうえでの意義
100万年前から30万年前までの人類進化をめぐっては、分類が難しい化石が数多く見つかっている。アフリカやヨーロッパの化石もあれば、アジアのものも多い。これらの発見をどう関連づけるかについて、科学者の間では長く意見が分かれてきた。今回の研究は、中期更新世のアジアの人類を、ホモ・サピエンスやネアンデルタール人とは別のホモ・ロンギ系統にまとめている。この再編により、専門家を悩ませてきた多くの不一致が解消され、アジアの複数の化石が典型的なホモ・エレクトスにも初期の現代人にも見えなかった理由を説明できる可能性がある。
この研究は、脳の大きな人類の分岐時期も100万年以上前へと押し戻す。三つの主要な系統がその早い時期にすでに分かれていたなら、それぞれの初期の人類が長期間にわたり共存していた可能性がある。異なる人類集団が出会い、交流し、ときに交雑する時期が延びることになる。また、この古い分岐を検証できるアジアやアフリカのより古い遺跡へ、研究の焦点を移すことにもつながる。
ロンドンの自然史博物館で人類進化研究を率い、今回の研究の共著者でもあるクリス・ストリンガー氏は、この発見の重要性を強調した。
これは多くの考え方を変える。100万年前までに、私たちの祖先はすでに別々の集団に分かれていたことを示唆しており、従来考えられていたよりはるかに早く、複雑な人類進化上の分岐が起きたことを示している
さらに踏み込んだ解釈では、西アジア付近にいた共通祖先から、ホモ・サピエンス、ネアンデルタール人、デニソワ人となる系統が生まれた可能性も指摘されている。この説にはなお議論がある。初期のホモ・サピエンスと広く認められている最古の化石は、約30万年前のアフリカのものだ。今回の復元はその記録を変えるものではないが、後に私たちの種につながる、より古い幹となる集団が、これまで多くの研究で提唱されてきたよりずっと早い時期に他の人類から分かれたと論じている。
押しつぶされた頭骨を仮想的に復元する方法
雲県2号頭骨は、何千年もの間に堆積物の重みや地盤の動きによって変形していた。こうした変形は骨を曲げたりねじったりし、重要な特徴を見えにくくしたり、実際より強調したりすることがある。研究チームは、岩石を透視するためにコンピューター断層撮影を、表面の細部を記録するために構造化光スキャンを用い、さらにデジタル変形復元によって圧縮を逆算した。いわばデジタル手術だ。研究者らは骨と石を区分し、欠損部を補うために残存する部分を反転して利用し、解剖学的な制約に基づいて骨片を元の位置に戻した。
復旦大学と北京の中国科学院古脊椎動物古人類研究所のニー・シージュン教授が研究を共同で主導した。復元された頭骨と系統樹の分析結果がそろったとき、チームが感じた驚きを次のように語った。
結果を得た当初は、信じられないと思いました。あらゆるモデルと手法を使い、何度も検証を重ねた結果、今では確信しています。実に胸が躍ります
今回の研究は、雲県2号やハルビン頭骨と頭蓋の特徴を共有する、複数のアジアの化石からも裏づけを得ている。中国の大理や金牛山の化石のほか、分類が難しいと長く考えられてきた標本も含まれる。2022年に発見された雲県の3点目の頭骨は、現在、研究に向けた準備が進められている。分析が終われば、復元と、これらの化石をホモ・ロンギ系統群にまとめる見方を検証する新たな材料となる。
議論、限界、結論を導くために必要な証拠
多くの遺伝学研究では、現代人、ネアンデルタール人、デニソワ人が共通祖先から分岐した時期を、70万年前から50万年前の間と推定してきた。こうした推定は、突然変異率や集団の歴史に関するモデルに基づいており、遠い過去については精度に限界がある。頭骨の特徴を用いる形態学的な系統樹は、古い分岐を調べる別の方法だが、こちらにも限界がある。無関係な集団で特徴が平行して進化することがあり、どの特徴を選び、どの程度重視するかによって結果が変わりうる。
複数の専門家は雲県2号の復元を評価する一方、系統樹が示す年代については慎重な見方を促している。コペンハーゲン大学で人類進化学の准教授を務めるフリド・ウェルカー氏は、新たな頭骨モデルは重要な研究資源だが、その位置づけを確かめるには分子レベルの検証が役立つと指摘した。
この重要な頭蓋骨のデジタル復元が利用できるようになったことは喜ばしい。追加の化石や遺伝的証拠で裏づけられれば、分岐年代は驚くべきものとなるだろう。一方、標本自体から分子データが得られれば、形態学的仮説を支持したり、異議を唱えたりする知見につながる可能性がある
研究に参加していないスミソニアン国立自然史博物館の古人類学者ライアン・マクレー氏は、復元を評価しつつ、より大きな系統樹の解釈には疑問を呈した。
復元はしっかりしているように見え、ホモ・ロンギおよびデニソワ人の系統との適合性にも無理はない。系統樹は、限られたデータで多くの難問に同時に答えようとしている。提案された年代は予想より古く、より多くの化石や遺伝的証拠と照らし合わせる必要がある
100万年前の化石から遺伝物質が見つかることはまれだが、古代タンパク質など別の分子の痕跡は、それほど長い期間残存した例もある。アフリカ、アジア、ヨーロッパで、より完全な頭骨や顎を含む標本が広く調査されれば、実態がより明らかになる可能性がある。今回の研究の著者らは、追加の化石やデータを用いて分析を広げる計画だとしている。
初期人類集団の暮らしと移動
新たなモデルは、地理に関する基本的な疑問を提起する。ホモ・サピエンス、ネアンデルタール人、ホモ・ロンギ系統群の祖先集団は、アフリカ内に暮らしていたのか、それとも外にいたのか。人類の系統が最初に現れたのはアフリカで、約30万年前のホモ・サピエンスの最古の化石も残されている。一方、ホモ・エレクトスは約200万年前にはすでにユーラシアへ広がっており、アジアには中期更新世の遺跡が数多くある。系統の深い分岐が約130万年前に起きたのであれば、両大陸に広がる集団が関わっていた可能性もある。
古代の人類は移動し、小集団を形成し、出会えば交雑することもあったという証拠が増えている。ネアンデルタール人とデニソワ人には現代人との遺伝子交流の歴史があり、現在見られるデニソワ人のDNAの痕跡は、ホモ・ロンギ系統群がアジア各地に広く分布していたことを示している。このパターンは、ある集団が別の集団に完全に置き換わる単純な図式ではなく、ときに交流を伴う分岐系統樹と合致する。100万年という時間は、系統同士が出会い、交わるには十分に長い。
現時点で最も慎重な解釈は、雲県2号が、脳が大きく顔が平坦な、アジアの主要系統の初期段階を捉えており、その系統にはおそらくデニソワ人が含まれるというものだ。今回の研究は、この系統が現代人につながる系統から100万年以上前に分かれたと論じている。その分岐がアフリカ、西アジア、あるいは広い地域で起きたのかは、今後の発見で検証する必要がある。確かな年代測定と復元ができる新たな頭骨や顎の発見は、そのたびに全体像を塗り替える可能性がある。
要点
- 中国中部で発見された雲県2号頭骨の仮想復元により、デニソワ人を含む可能性の高いホモ・ロンギ系統群の根元近くに位置づけられた。
- 化石の年代は94万年から110万年前とされ、アジアで見つかった、現代人ほどの大きさの脳頭蓋を持つ大型頭骨として最古級の一つとなる。
- 100点を超える化石を分析した新たな研究は、ネアンデルタール人が約138万年前に分岐し、ホモ・ロンギ系統とホモ・サピエンス系統が約132万年前に分かれた可能性を示している。
- デニソワ人はネアンデルタール人よりホモ・サピエンスに近いとする説を提示し、一般的な遺伝学モデルに異議を唱えている。
- ハルビン、大理、金牛山などのアジアの中期更新世化石はホモ・ロンギ系統群と一致し、長く続いてきた分類上の問題の解消に役立つ可能性がある。
- 専門家は復元を評価する一方、深い過去の分岐年代については、遺伝子やタンパク質の証拠、さらなる化石による確認が必要だと指摘している。
- 今回の結果は、アフリカで見つかった最古とされるホモ・サピエンス化石の年代を変えるものではないが、人類系統のより古い分岐を100万年以上前へと押し戻す。
- 2022年に発見された雲県の3点目の頭骨や、アフリカとアジアで今後見つかる化石によって、提案された系統樹を検証し、精緻化できる可能性がある。
