劉江原人の年代測定により、東アジアの現代人の起源に一歩近づきました。

制作：中国科学普及協会

著者: 牛長泰 (中国科学院南京地質古生物学研究所博士)

プロデューサー: 中国科学博覧会

編集者注：中国の先端技術プロジェクトは、認識の限界を広げるために、「未知の領域」と題する一連の記事を立ち上げ、深宇宙、深地球、深海などの分野で限界を突破した探査結果を概観しています。科学的発見の旅に出て、驚くべき世界を知りましょう。

私たちは誰ですか？私たちはどこから来たのでしょうか？私たちはどこへ向かうのでしょうか？これらはすべての人類が常に直面してきた 3 つの問題です。

現在、地球上では、さまざまな人種がさまざまな地域に住んでおり、外見や文化に大きな違いがあります。現在、地球上のすべての人類が同じ種であるホモ・サピエンス（または現代人、ホモ・サピネス）に属していることは生物学的に確認されていますが、異なる地域の異なる人種の現代人の起源と形成過程は依然として不明であり、これは今日の生命科学研究の最前線にあります。

古代人類の化石は、さまざまな地域における現代人類の起源を研究するための重要な資料です。古代人類の化石に基づいて古代人類の身体的特徴や外見を復元できるだけでなく、古代人類の化石から古代 DNA を抽出して、現代の人類との関係を探ることもできます。

我が国では、約170万年前の雲南省の元謀人から、約4万年前の北京市の天元洞人、上洞人に至るまで、ホモ・エレクトス、古代ホモ・サピエンス、現代人など、さまざまな段階の古代人類の化石が多数発見されています。

その中で、私たち人類、つまり現代人の化石は、現代の人類に最も近縁です。わが国における現代人類の化石に関する最も古い記録は、わが国の湖南省、湖北省、広西チワン族自治区で12万年から7万年前に発見された古代人類の化石にまで遡ることができます。 7万年後、つまり約4万年前まで、この3万年間、我が国では正確な年代を示す現代人の化石は発見されていません。

わが国で発見された現代人の化石の中でも、広西チワン族自治区劉江市の通田洞窟で発見された劉江人は、東アジアと東南アジアで発見された最も完全な化石人類骨格の一つであり、この地域の現代人の起源と進化を理解するための貴重な化石資料を提供しています。

しかし、劉江人の化石の年代については長い間議論が続いてきた。初期の研究では、劉江人は少なくとも67,000年前、あるいは139,000～111,000年前、あるいは150,000年前に生息していたと示唆されている。これらの年代は、4万年後に東アジアで広く出現した現代人の化石の年代よりもはるかに古いものです。これらはまた、我が国における7万年前から4万年前の現代人の化石の発見の空白を埋めるものとなるかもしれない。したがって、柳江人が生きていた時代を特定することは、東アジアにおける現代人の起源と移動および拡散のパターンを正しく理解する上で非常に重要です。

2024年4月29日、中国科学院古脊椎動物・古人類学研究所、南京師範大学、中国科学院地質・地球物理研究所からなる研究チームは、柳州白蓮洞科学博物館、オーストラリア人類進化研究センターの研究者と共同で、ネイチャー誌の子会社であるネイチャーコミュニケーションズに、柳江人の地層と年代に関する新たな総合的な研究成果を発表した。

この研究により、劉江原人は33,000年から23,000年前に生息していたことが判明し、東アジア、さらには世界における現代人の進化の順序における劉江原人の位置を理解するための強固な基盤が築かれ、ユーラシアにおける現代人の移住と拡散のパターンを探る上で重要なデータが得られた。

東アジアにおける現代人の起源の謎

私たちの種であるホモ・サピエンス、つまり現代人類はどのようにして東アジアで出現したのでしょうか?これは中国の古人類学者や考古学者がほぼ100年にわたって研究してきた疑問です。東アジアにはホモ・エレクトスから現代人まで連続した化石記録があり、古代人が使用した石器技術にも良好な連続性が見られます。そのため、一部の学者は当初、東アジアの現代人類は、その地域に住んでいた古代人類から進化したと信じていました。

21世紀以降、遺伝子配列解析技術や古代DNA抽出技術の進歩により、分子人類学の研究により、アフリカ以外の地域に住む現代人の祖先は、主に6万年から5万年前にアフリカから出てきた現代人であることが分かってきました。彼らはアフリカ北東部を経由して中東に到達し、その後ユーラシア大陸の西と東に広がり、ベーリング海峡を通ってアメリカ大陸に到達し、東南アジアを経由してオーストラリアに到達し、現代人の地球規模拡散の偉業を成し遂げた。

同時に、彼らはネアンデルタール人、デニソワ人、その他の知られていない古代人類など、地元の古代人類と遺伝子の交流も行っており、今日のアフリカ以外の現代人のゲノムにこれらの古代人類の遺伝子痕跡を残しています。

古人類学的研究により、解剖学的に現代的な人類が約30万年前に北アフリカに出現したことが判明しました。同時に、中東、ヨーロッパ、東南アジア、東アジアでは、6万年以上前の現代人の化石が発見されています。

これは、今日のアフリカ以外の現代人の祖先がアフリカから出て歩くよりずっと前に、一部の現代人がすでにアフリカを出てユーラシアに到達し、ある程度まで広がっていた可能性があるが、これらの現代人と今日の現代人の関係はまだ明らかではないことを意味します。彼らはおそらく現代の人類の直接の祖先ではなく、ユーラシア大陸に子孫を残すことに失敗した。

しかし、東アジアでは、石器技術の継続性により、別の可能性、つまり、4万年後の東アジアの現代人が、12万～7万年前の古い現代人から進化したという可能性も排除できません。

7万年前から4万年前の間、古代人の考古学的記録には欠落や明らかな石器技術の変遷は見られなかったものの、東アジアの現代人の化石記録には一定の空白がありました。

劉江原人は、現代人の系列として明確に分類できる比較的完全な古代人の骨格化石であり、過去の研究で少なくとも6万7000年前のものであることが判明している。この年代は極めて重要な意味を持つが、同時に、人々が劉江人の進化的状態を正しく理解する上での弱点でもある。

現代人の化石の世界分布図、世界の深海酸素同位体段階の対応する年代: MIS7 (244,000-190,000 年前)、MIS6-5 (190,000-71,000 年前)、MIS4 (71,000-60,000 年前)、MIS3-2 (60,000-11,000 年前)

（画像出典：参考文献3）

劉江の重要人物

劉江人の化石は、1958年9月に広西チワン族自治区劉江市の通田洞窟で地元のリン酸肥料採掘者によって発見された。中国科学院古脊椎動物学・古人類学研究所の科学者が到着したとき、劉江人の化石はすでに採掘され、洞窟内の堆積物はほぼ破壊されていた。劉江人が発見された正確な地層は分からず、地層に基づいて年代を特定するのは困難だった。

一部の学者は洞窟内に残された堆積物の年代測定を行い、劉江人は少なくとも6万7000年前、あるいは15万年前には生息していたと推測している。しかし、研究対象となった地層は必ずしも劉江曼によって生成された実際の地層とは限りません。そのため、60年以上もの間、劉江人の年齢は謎のままでした。

年代学的研究とは異なり、劉江人の身体人類学的研究は十分に行われている。劉江原人の化石は、基本的に完全な頭蓋骨と、胸椎、腰椎、肋骨、仙骨、骨盤、大腿骨を含む頭蓋骨以降の 17 個の骨で構成されています。

化石の測定と鑑定により、劉江人の化石は、年齢約40歳、身長約1.6メートル、体重約52キログラムの男性のものであることが判明した。彼は、比較的丸い頭蓋骨、比較的大きい脳容量（1567ml）、小さくて平らな顔、単純な歯の咬合面、ほっそりとした体型など、現代人の一連の形態学的特徴を備えていました。したがって、分類上、劉江人は間違いなく私たち現代人と同じ種に属します。

劉江の人々は、低い顔、低い眼窩、目立つ眉の隆起など、より原始的な特徴も示していました。これらの特徴は、約4万年前、あるいはそれ以前の初期現代人によく見られました。

したがって、劉江人は「高度な」現代人の特性と「原始的な」初期現代人の特性の両方を備えている。彼のユニークな形態的組み合わせは、東アジアの現代人類の研究において非常に重要なものとなっています。しかし、劉江人が生きていた実際の時代がわかって初めて、東アジア、さらには世界における現代人の進化の順序の中で彼を正しい位置に位置づけることができるのです。

柳江人の骨格（左）、柳江人が生まれた洞窟（右上）、そして研究者が洞窟内で採取した堆積物のサンプル（右下）

（画像出典：参考1）

体系的な年代測定作業

この研究の焦点は、劉江人の化石が発見された地層を特定し、対応する地層の年代を直接測定することです。研究者たちは、劉江人の左大腿骨と鼻腔で同じ色と質感の赤褐色の粘土堆積物を発見した。これらの堆積物は、劉江人が埋葬された堆積物の組成を表していると考えられます。これらの堆積物を、粒子の大きさ、色、元素組成の観点から、通田洞の異なる層の堆積物と層ごとに比較する限り、劉江の人々が作った元の層を見つけることができます。

最終的に研究者らは、通田洞の第3堆積単位の第2堆積物の特徴が劉江人の化石の残りの堆積物と同じであり、劉江人はこの地層から来た可能性が高いことを発見した。

その後、研究者らは通天洞の堆積物を層ごとに体系的に年代測定し、第3堆積単位の第2層の堆積年代が32,500～22,600年前であると判定した。しかし、劉江人（りゅうこうじん）が外から洞窟に運ばれてきたのではないとどうして確信できるのでしょうか？つまり、劉江人は堆積層が形成される前からすでに化石を形成していたが、後に洞窟に運ばれ、堆積層とともに保存された可能性があるのだろうか？研究者たちは2つの視点からこの問題にアプローチした。

一つは化石化の研究です。研究者たちは、この層の堆積物の粒子が非常に細かく、輸送力が非常に弱い堆積環境を反映していることを発見した。同時に、劉江人の骨格は、古代人類の化石の大部分と比較して非常に完全である。保存状態が非常に良好であったことに加え、化石が発見された当時、胸椎と腰椎、腰椎と仙椎は依然として連結した状態であった。これは、劉江人が以前に形成された古代の人類の化石で、水によってここに運ばれたものではなく、死後、遺体がまだ腐敗していない間にその場に埋葬されたものである可能性が高いことを示しています。

2つ目は、劉江原人の化石自体の直接的な年代測定です。第四紀古生物学、古人類学、考古学では、炭素 14 年代測定法は有機物の年代を直接決定するためによく使用されます。研究者らは劉江人に対しても炭素14年代測定を実施したが、化石に保存された有機物が少なすぎるため、年代測定結果は理想的なものではなかった。

今回、研究者らは劉江人の化石のウラン系列年代測定法を利用した。ウラン系列年代測定法は有機物の保存に依存するものではなく、化石の形成過程にのみ関係します。化石の形成中に、骨の中の結晶化した炭酸カルシウムが周囲の間隙水から放射性ウラン 238 を吸収します。ウラン 238 は崩壊して安定したタリウム 230 とウラン 234 を生成します。崩壊によって生成された安定した元素と、まだ崩壊していない残りのウラン 238 の比率に基づいて、これらの化石の最小年齢を計算できます。研究者らは、劉江人の左大腿骨のウラン系列年代測定を実施し、埋葬年代が少なくとも約2万4000年前であることを発見した。これは、劉江人の生産層の推定堆積年代である3万2500～2万2600年前と非常に一致している。

最終的に、劉江人化石自体のウラン系列年代測定と、生成地層の推定堆積年代に基づいて、研究者らは劉江人化石の年代がおよそ33,000年前から23,000年前の間であると判断した。

劉江人の新時代の意義

劉江原人の化石の年代は3万3000年から2万3000年前とされ、北京原人や北京の天元洞窟原人など4万年前の東アジアの古代人の化石と同様に、6万年前以降にユーラシア大陸に広がり、4万年から3万年前に東アジアに住んでいた現代人であり、6万年前より前にアフリカを出て東アジアに到着した現代人の代表ではないことを示している。

実際、劉江人の頭蓋骨の形態は上頂東人よりも現代の人類に近く、彼らは上頂東人よりも若い時代に生きていた（39,000～36,000年前）ため、初期現代人から現代の人類への形態の進化を反映している可能性がある。

一方、劉江人の頭蓋骨の形態は、約2万8000年前のヨーロッパのクロマニョン人の頭蓋骨の形態と非常に似ているが、分子人類学の研究によると、ユーラシア大陸の東側と西側の現代人は5万年前から4万年前に分岐したはずだという。

頭蓋骨の形態の類似性は、ユーラシア大陸の東西における現代人の分岐の初期段階では、両者の間に明らかな形態の違いがなかった可能性があることを意味しており、これは現代人がユーラシア大陸に急速に広がったことと関係している可能性がある。

現在、ユーラシア大陸の西洋人と東洋人の間には、顔の特徴などの身体的特徴に明らかな違いが見られます。これは、最終氷期極大期（26,500～19,000年前）の厳しい環境を含む約3万年前のさまざまな集団の進化の結果である可能性があり、さまざまな地域で現代人の自然選択と遺伝的浮動が起こり、その結果、集団の移動と拡大が起こりました。新石器時代の農業革命と歴史的時代の人口の進化も一定の影響を与えました。

フランスのクロマノン1の頭蓋骨。

(画像提供: Thilo Parg/Wikimedia Commons)

一方、劉江人の化石の年代は33,000年から23,000年前のものであり、これは地球の気候が乾燥して寒冷な方向へ移行していた時期と一致しています。この時期の我が国南部の石器の全体的な様相は、引き続き礫器が主流であったが、一方では、小石片や、火打石削り器、矢じりなどの小型石器が大量に出現し始め、骨器の使用も一般的になった。

石器の技術と道具のこの変化は、環境の変化に直面した現地の人々の行動と文化の適応を反映しているが、「劉江の人々のように」移住した現代人による新しい文化と技術の導入にも関係している可能性がある。

広西チワン族自治区の白蓮洞窟遺跡から発掘されたいくつかの「高度な」道具。 1,7: 円形の石器2,3: 磨かれた石器4,5: 鹿の角で作られた道具。 6：穴あき石リング8: 黄土色の痕跡のある砥石

（画像出典：参考文献4）

今後の展望

過去10年間、分子人類学が西ユーラシアの現代人類化石を研究する重要な手段となったことで、この地域の現代人類集団の変化が徐々に明らかになり始めているが、これはまた、この地域の現代人類化石が良好な年代学的研究基盤を有しているという事実に依存している。

東ユーラシアでは研究状況はより弱い。統計によると、東アジアでは50以上の現代人の化石遺跡が発見されているが、多くの化石の起源と年代は不明であり、これらの化石の研究価値は著しく低下している。

これらの化石の正確な年代学的枠組みを確立し、それを現代人の化石に関する自然人類学および分子人類学の研究と組み合わせることによってのみ、東アジアにおける現代人の起源と拡散パターンを理解することができます。劉江人に関する年代学的研究は、将来の年代学的研究にとって間違いなく優れたモデルとなるでしょう。

将来、中国で年代を特定できる現代人の化石がさらに発見され、何万年もこの地に暮らしてきた私たちの祖先の物語が語られることを期待しています。

参考文献:

1. 中国科学院古脊椎動物学・古人類学研究所。劉江人地層学と年代学の総合的研究における新たな進展

2. Ge、J.、Xing、S.、Grün、R. 他。中国南部の劉江で発見されたホモ・サピエンスの骨格が、後期更新世の新たな年代であることが判明。 Nat Commun 15、3611（2024）。

3. 星歌。現代人の出現と進化の化石証拠[J]。中国人類学雑誌、2022年、41(06):1069-1082。

4. 周 Y、江 Y、梁 G、他。広西チワン族自治区の百里洞洞窟（36～7千年前）の石器産業に関する技術的観点：中国南部の玉石器産業を再定義する取り組み[J]。 Comptes Rendus Palevol、2019、18(8): 1095-1121。