人类生态位扩张先于非洲外迁：过去12万年考古证据揭示的适应性进化关键阶段

（编辑推荐）本研究通过构建泛非洲放射性年代数据库，运用物种分布模型(SDMs)量化了12万年来人类生物气候生态位变化。研究发现约7万年前(ka)人类开始显著扩张生态位广度，表现为对森林/干旱沙漠等多种生境的适应性增强，这为5万年后成功走出非洲的种群提供了关键的生态灵活性优势。研究创新性地采用广义加性模型(GAMs)分析古气候模拟数据，揭示了生态位扩张与全球迁徙的内在关联。

　　

Major expansion in the human niche preceded out of Africa dispersal

Abstract
现代欧亚人群主要源自约5万年前走出非洲的小规模种群，而化石证据显示更早的迁徙事件存在。本研究通过分析非洲大陆过去12万年的考古遗址年代数据，发现人类生态位从7万年前开始显著扩张，这种对多样化生境的适应为后期成功扩散奠定了基础。

Main
遗传证据表明所有非洲外现代人群主要源自约5万年前的扩散事件，但早期迁徙未能留下可检测的遗传贡献。研究团队建立了包含479个放射性年代测定考古遗址的泛非洲数据库，采用物种分布模型(SDMs)和广义加性模型(GAMs)分析发现：

1. 生态位变化检测
   通过比较固定生态位与变化生态位模型，91%的重复实验支持生态位扩张假说。使用叶面积指数(LAI)、温度年较差(BIO7)等5个关键生物气候变量，发现人类栖息地从7万年前开始向非洲西部、中部和北部显著扩张。

2. 地理范围扩张
   模型显示7万年前(MIS4初期)人类适宜栖息地开始增加，到2.9万年前(MIS2)已覆盖大部分非洲地区。这种扩张并非单纯由气候变化驱动，固定生态位模型预测的稳定分布模式与之形成鲜明对比。

3. 生态位宽度变化
   主成分分析揭示：

• 森林利用：MIS5a-MIS4期间持续增加
• 沙漠利用：在湿润期显著提升，MIS3出现稳定扩张
• 关键适应特征：对年温差(BIO7)耐受性增强，低植被覆盖(LAI)环境利用能力提升

Discussion
这项研究首次在洲际尺度上量化了更新世人类生态位变化：

• 7-5万年前的生态位扩张与成功走出非洲在时间上高度吻合
• 对极端环境(从赤道雨林到干旱沙漠)的适应是后期扩散成功的关键
• 与考古记录中该时期的技术创新(储水容器、火种利用等)相互印证
• 支持"理想自由分布"理论预测，即人口密度增加促使向边缘环境扩散

研究采用两套独立古气候模拟系统(HadCM3和PCESM)验证了结果的稳健性。这一发现为理解现代人类全球扩散提供了新的生态学视角，表明成功走出非洲是非洲大陆长期适应性进化的必然结果。