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直立人:我们对早期祖先了解多少?

这些古老的人科动物在地球上生活的时间是我们现代人类的三倍。但如今的科学家们仍有许多关于我们进化亲属的知识需要学习。

作者:Joshua Rapp Learn
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版权:Rick Neves/Shutterstock

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1893 年,荷兰古生物学家尤金·杜波依斯(Eugene Dubois)试图通过发现人类和类人猿之间的所谓“缺失环节”来证明查尔斯·达尔文(Charles Darwin)的进化论。他最初在印度尼西亚苏门答腊岛的洞穴中寻找化石。直到一位同事告诉他,在邻近的爪哇岛的一处河岸上发现了一块有潜力的头骨,当地居民早已报告过一些大骨头。

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荷兰马斯特里赫特大学的古生物学家 Josephine Joordens 说:“它们只是从地里伸出来。想不注意到它们都不可能。”

杜波依斯在名为特里尼尔(Trinil)的河岸遗址进行了挖掘。他的发现是首次有科学报道的直立人(Homo erectus)的发现,直立人被广泛认为是现代人类(也称为智人 Homo sapiens)的直系祖先。

Joordens 说:“他领先于时代,进行了思考。”自杜波依斯发现以来,在非洲到亚洲的后续发现揭示了数百具被归类为直立人的个体的部分遗骸。最早的可以追溯到约 200 万年前,而最近的则追溯到约 10 万年前。

直立人从何而来?

直立人的化石并非完全相同,最早和最近的化石之间的差异揭示了该物种随着时间推移而发生变化的许多变异。它们有时也因地点而异,就像人类在地球上的体征趋势一样。这些人科动物至少在地球上存在了 190 万年,比我们目前已知的智人(Homo sapiens)存在的时间长六倍以上——我们物种的最早化石可以追溯到约 30 万年前。

迄今为止最古老的直立人化石来自南非一处洞穴发现的头骨碎片,距今约 195 万至 204 万年前。根据 2020 年发表的一项研究,2007 年在德里莫伦(Drimolen)考古遗址发现的这块头骨盖极其薄,因为它可能属于一个婴儿。研究作者说,这项发现将直立人的时间线提前了 20 万年。这尤其令人兴奋,因为它意味着它们可能与我们一些更遥远的祖先,如南方古猿(Paranthropus)和傍人(Australopithecus)重叠,它们也在约 200 万年前在南非被发现。

傍人(Australopithecus)是一个包含多种早期人科动物的属,其中包括在埃塞俄比亚发现的著名露西(Lucy)标本,通常被认为是直立人的祖先。由于缺乏那个时期的化石,尚不完全清楚哪个物种介于它们之间。Joordens 说:“直立人有时被称为‘没有祖先的物种’。”

但许多研究人员传统上将能人(Homo habilis)置于这个空白期。伦敦自然历史博物馆的古生物学家 Fred Spoor 说,这些理论唯一的问题是,发现的大多数能人化石的年代与最早的直立人大致相同。Spoor 说,这并不一定排除它们是从直立人进化而来的可能性,但确凿的证据尚未将这些联系起来。

它们为何如此独特?

Spoor 说,迄今为止发现的所有南方古猿(Australopithecus)和能人(Homo habilis)化石(以及约 700 万年前从黑猩猩分化出来的人科动物)都来自非洲。但它们的后代更加无畏。“直立人是那个‘走出去并征服世界’的物种,”Joordens 说。

早在 185 万年前,直立人或其近亲就生活在现在的格鲁吉亚。其中一些化石,包括在高加索地区一个名为德马尼西(Dmanisi)的遗址发现的五具近乎完整的头骨,其保存状况比南非德里莫伦的婴儿化石要好得多。Spoor 说:“它们的年龄从青少年到可能失去所有牙齿的老年人不等。”

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基于相对较小的脑容量和其他特征,这些化石是否真的是直立人,仍然存在一些争论。这些标本有时被标记为格鲁吉亚人(Homo georgicus),尽管 Spoor 说许多人仍然认为这些化石是直立人。

通常情况下,直立人比能人或南方古猿更高,但手臂更短,这可能是因为它们更频繁地直立行走,并且在树上花费的时间更少。直立人(erectus)这个名字是杜波依斯给的,因为他发现的一根股骨似乎表明这种古老的人科动物是直立行走的。

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在非洲以外,还在中国和印度尼西亚发现了直立人的化石,自杜波依斯最初的发现以来,在那里已经发现了一些骨骼碎片。Joordens 说,研究人员仍然不确定是什么使这些人科动物能够迁徙到如此遥远的地方,克服了阻碍他们祖先的障碍,但这可能与气候和生态变化有关。她说:“目前我们所能做的只是猜测。”

新物种,新工具

但我们亲近的祖先似乎确实带来了工具使用知识。这些工具比能人可能使用的简单产品要精致得多,或者,正如 Spoor 所说,“你有一个新物种,你就有了一套新工具。”

许多保存有直立人化石的主要遗址也保存有阿舍利石器(Acheulean stone tools)——这是一个描述了在 150 万年前就服务于我们祖先的石斧的术语。Joordens 说:“通常,当有直立人出现时,你就会看到这些美丽的梨形手斧。”

Spoor 说,这些工具更多地是根据它们的制作方式(使用剥片技术)来分类,而不是根据它们的用途来分类,用途仍然不确定。但很明显,这些工具的材料并非随处可见,这需要更复杂的规划。Spoor 说:“这可以说是现代性的开端。”

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杜波依斯首次发现直立人的特里尼尔遗址令人惊讶地没有发现这些阿舍利石斧。但 Joordens 说,那里的古人类确实使用了由贻贝壳制成的工具,经过改造后可用作刀具。2014 年,她还在特里尼尔遗址描述了一项令人惊叹的发现——可能是世界上最古老的艺术品,或者至少是世界上最古老的涂鸦。杜波依斯忽略了在约 50 万年前刻在一枚贝壳上的锯齿形线条。Joordens 和她的同事们在拍摄各种贝壳的照片后才注意到它。她说,这可能是一个涂鸦,也可能是某种表示所有权的标志。她说:“这让直立人变得更聪明了一些。”

尽管杜波依斯最初的发现具有划时代的意义,但他当时使用的技术与古生物学家现在可用的技术不同,例如用于确定化石年龄的放射性测年法。Joordens 和她的团队正在努力确定杜波依斯认为属于他发现的头骨的股骨是否实际上来自同一个人。虽然头骨看起来更像猿类,但股骨则明显更像人类。她说:“从一开始,就一直有建议认为这根股骨来自一个更年轻的地层,并且以某种方式侵入了该遗址。”确定这根股骨的年龄可以改变我们对直立人这个物种的了解,以及它们如何最终变得更像我们,拥有更大的大脑、更小的牙齿和更扁平的面部。

与此同时,德里莫伦遗址的婴儿化石等新发现继续挑战着关于人类进化谱系的先前提法。归根结底,关于我们的早期祖先,未知的东西仍然多于已知的东西。Spoor 说:“地壳不是一本每一页都存在的书。”

  • Joshua Rapp Learn

    Joshua Rapp Learn 是一位屡获殊荣的华盛顿特区科学记者,经常为《发现杂志》撰稿,内容涵盖考古学、野生动物、古生物学、太空等主题。

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