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第一批知道冬天的人类

化石是非洲以外最古老的人类遗址拼图中的一块。它会改写人类进化的历史吗?

作者:Gemma Tarlach
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Dmanisi发现的被称为Skull 5(左)的化石,保存完好约180万年,其脑颅小而原始——体积不到我们的一半。但艺术家Elisabeth Daynes(右)复原显示,该人类的身体与现代人类相似。Guram Bumbiashvili/Georgian National Museum; S. Entressangle/E. Daynes/Science Photo Library

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他们体型矮小,最高的也不到5英尺。从脖子往下,他们的身体基本与现代人类相同。但他们的头骨就不同了,脑颅的体积不到我们的一半。大约180万年前,他们是第一批知道冬天的人类。

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在格鲁吉亚共和国的Dmanisi遗址进行的持续挖掘,已出土了数十块早期人类化石,包括五颗头骨,以及最近于2014年发现的一副完整的男性骨盆。这些化石兼具原始和更进化特征的混合——例如小脑但身体比例与我们相似——这与我们目前对遥远祖先和近亲的分类方式相悖。然而,一个同样引人入胜的谜团是,这些人类最初为什么会出现在Dmanisi。

Dmanisi的人类化石是非洲以外最古老的人类化石,同时出土的还有来自约50种其他灭绝物种的10000多块骨头,包括鹿、熊和剑齿虎。大量的化石暗示了该遗址丰富的生物多样性,而该遗址比该时期(180万至250万年前的格拉西冰期)的任何其他人类活动区域都偏北数百英里,远超一千英里。根据目前的人类进化时间线,相对高级的直立人(Homo erectus)直到该时期末期才开始从非洲扩散。

也许是时候重写这段历史了

杀戮之地

“Dmanisi是一个很好的死亡地点,”明尼苏达大学的古人类学家Martha Tappen说,她自2001年起就是Dmanisi团队的一员。她认为,该遗址的自然特征使其成为众多物种以及捕食它们的食肉动物的有吸引力的地方。

在Dmanisi发现的早期剑齿猫科动物的明显遗骸,与其他10000多块骨头一起出土。Kenneth Garrett/National Geographic Creative

Dmanisi坐落在一个俯瞰两条河流交汇处的岬角上。水源很可能最初吸引了动物来到该地区。然而,一旦它们被引诱到这个楔形的山脊上,它们就无处可逃,无法躲避生活在这里的大型食肉动物,包括狮子大小的欧洲美洲虎(Panthera gombaszoegensis)。

Tappen描述她在团队中的角色主要是“试图确定谁吃了谁”,她发现Dmanisi的动物和人类骨头上风化痕迹很少,表明它们在死亡后不久就受到了元素的保护。大约五分之一的骨头上有食肉动物捕食的迹象,许多化石发现时是连接在一起的骨骼片段——想象一下整个肩部而不是单独的锁骨。一些化石是在韧带仍附着的状态下沉积的。证据表明,许多骨头被堆积在大型食肉动物的巢穴中。

例如,2013年在《科学》杂志上发表的保存完好的Skull 5,可以说是最著名的人类化石,它被发现在一块被啃过的鹿骨和一个婴儿犀牛股骨旁边。然而,Tappen也发现了证据,表明人类既是捕食者也是猎物。例如,Skull 5旁边的鹿骨上嵌入了一块石片工具,而其他一些动物骨头上的工具痕迹表明,人类至少偶尔会享用最精华的部分。

“我们看到证据表明人类正在啃食股骨和肱骨周围的肉。与躯干一样,这是食肉动物首先进食的部位,”Tappen说。

Tappen认为,人类可能使用该遗址周围发现的圆形石头投掷给捕食者,以进行防御或吓跑它们以掠夺它们的猎物。如果得到证实,这些石头将是已知最早的智人(Homo)使用的武器之一。

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Tappen表示,Dmanisi的一个关键发现是,所有Dmanisi的食草动物以及大多数食肉动物都来自欧亚大陆,而非非洲。

“就人类从非洲扩散而言,它们似乎并没有与其他动物群一起扩散。它们在没有其他动物同时迁徙的情况下到达高纬度地区,这表明人类不是因为环境变化或生物群落的迁移而离开非洲,”Tappen说。“他们是出于自身意愿而离开的。”

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Dmanisi遗址俯瞰两条河流的交汇处,包括一座被毁坏的中世纪城镇和城堡。Kenneth Garrett/National Geographic Creative

Dmanisi遗址坐落于外高加索山脉,纬度约北纬41度——与今天的纽约和北京相似——这对非洲物种来说是一个特殊的挑战。

“在高纬度地区,你第一次面临季节性,”Tappen说。“他们正在经历冬天。没有其他灵长类动物生活在冬天没有水果的地方。可能会有旱季,但不会有像Dmanisi这些个体所经历的寒冷冬天。”

Tappen认为,这些脑容量“像保龄球一样大”的人类,通过适应以肉为主的饮食以及食用树皮等东西得以生存。

但令一些研究人员更感困惑的是,Dmanisi的人类出现在非洲以北千余英里之外,比预期的更早出现在化石记录中,而且他们是在没有任何先进技术的情况下到达这个山谷的。

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早期走出非洲

“看来,在人类最早的扩散过程中,某种技术会给人带来优势。如果没有石斧,也许有火,”多伦多大学的考古学家Michael Chazan说。“但在Dmanisi没有任何证据。”

Chazan不是Dmanisi团队的成员,但他曾审查过该遗址人类使用的技术证据。他说,与其他早期人类的居住地(如以色列的Ubeidiya)相比,在Dmanisi发现的石器很少。有趣的是,Dmanisi的工具是奥杜威文化的风格,也称为剥片石器和石核技术:这是最简单的石器技术,最早于250万年前在非洲出现。相比之下,与Dmanisi时期的人类生活在非洲的人类制造的工具则先进得多,例如石斧。

Dmanisi的发现暗示,最早离开非洲的人类并非脑容量更大、携带石斧、可能使用火的直立人(H. erectus)。相反,他们是一个更原始的人类群体,可能是能人(Homo habilis),他们的成员生活在,或至少经过,Dmanisi,比我们目前接受的人类进化时间线要早得多。有可能我们对人类何时首次离开非洲的看法是错误的,但如果这些先驱者在没有直立人那些易于识别的先进工具的情况下旅行,那么我们也可能永远找不到证据。

Chazan说:“如果你深入思考这些问题,会让你失眠的问题是,如果在200万年前,直立人出现之前,发生了一次扩散事件,我们会看到它吗?如果他们使用的是当地材料制成的石器,我们能辨认出来吗?我们是基于我们看不到的东西来构建模型的吗?”Dmanisi团队成员Tappen同意该遗址的化石正在挑战我们目前对人类进化的理解——但她对此并不感到担忧。

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“作为考古学家,我们只能根据我们拥有的东西来工作。我们提出假设并尝试检验它们,然后你挖出新的东西,然后说‘哎呀’。你必须提出一个新的假设,”Tappen说。

“Dmanisi的个体与能人(H. habilis)没有太大区别。我们应该在250万年前发现他们从非洲扩散出去,”她解释说。“我们还没有这方面的证据,但我们必须预期它就在那里。”

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如果200万年前或更早出现了一个更早的人类迁徙事件,研究人员并不期望在Dmanisi找到证据。到目前为止发现的所有人类化石都位于两个火山岩层之间,这些火山岩层由区域性喷发形成,可确切测定年代在176万年至185万年前之间。

改写家谱

考古学家从20世纪30年代开始在Dmanisi挖掘,当时他们对该遗址被毁坏的中世纪城堡感兴趣。在20世纪80年代挖掘城堡地窖时,研究人员开始发现早期更新世的灭绝动物牙齿和骨骼——这是该遗址史前意义的第一个线索。

然而,自1991年发现第一块人类化石以来,该遗址本身的独特性已经因其早期人类奇怪的外貌而被掩盖。它们身材矮小、脑颅小,这表明是能人(H. habilis),能人约于230万年前在非洲出现。但根据目前的化石记录,能人从未离开非洲。而Dmanisi人类的其他特征,如更现代的四肢与身体比例,则与能人完全不符,却与约190万年前在非洲进化而来的直立人(H. erectus)相符。直立人最终扩散到中国和印度尼西亚,但其时间比Dmanisi的发现晚得多。

Dmanisi五颗人类头骨之间的显著差异,如图所示的计算机渲染图,已导致一些专家认为这些头骨代表了两个以上的人属物种。Marcia Ponce de León/Christoph Zollikofer/University of Zurich

Dmanisi团队成员以及其他人认为,格鲁吉亚的化石属于单一的早期直立人(H. erectus)群体或单一亚种,即格鲁吉亚直立人(Homo erectus ergaster georgicus)。对立的阵营则坚持认为,这些化石代表了多个尚未命名的早期人类物种。

“在20世纪90年代,人类的家谱上可能有12个物种。现在有25个,”古人类学家、著作《成为人类》(Becoming Human)等书的著名作者Ian Tattersall说。“家谱甚至比这还要茂密,但人们仍在试图将事物归入预先存在的类别。”

Tattersall不是Dmanisi团队的成员,但他检查过一些化石。2014年,他与人合写了一篇发表在《科学》杂志上的文章,批评将所有人类都归为直立人(H. erectus)的观点。他认为这五颗头骨代表了至少另外两个早期人类物种。Tattersall表示,年龄和性别的差异无法解释Dmanisi头骨之间以及与来自其他遗址的直立人化石相比,在颌骨和眉骨形状等特征上的巨大差异。

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“一个物种可能在一种主题上表现出变化,但Dmanisi却展示了多种主题的变化,”Tattersall说。就目前而言,这些化石在我们家谱上的位置,就像它们早在185万年前就出现在Dmanisi一样,仍然是一个进化之谜。

“如果我有一个词来形容Dmanisi,那将是‘诱人’,”Chazan说。“如果你试图解释这个遗址的意义,你是做不到的。但让人们对考古学感到兴奋的不是答案。而是问题,是我们不知道的事情。Dmanisi就是这样一个故事。”

[本文最初以“我们的第一个冬天”为题刊登。]

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