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重新思考人类的根源

几十年来,我们一直将东非视为我们可能的祖先家园。但我们是否应该转向南方?

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南非拥有一些科学界最新、最激动人心的原始人类化石发现,其中包括南方古猿源泉种。这个物种于2008年被发现,已知有多个标本,其中包括研究人员命名为卡拉博的年轻雄性头骨。拉斯·贾斯卡利安

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如果你想探索我们的起源故事,请留意白臭木树。至少,这是古人类学家克里斯汀·施泰宁格告诉我的,当时我们正沿着约翰内斯堡(南非)以北约45分钟车程的马罗彭镇附近,一片覆盖着齐腰高的棕绿色草地的平缓斜坡向上攀爬。

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这片土地干旱开阔,除了顽强的臭木和野橄榄树,它们在小块地方挣扎求生。它们的生存取决于将根深深扎入地下,汲取散落在洼地和裂缝中少量积水——这些地方也正是我们最早祖先化石的发现地。

确实,在第一丛树木旁,有一条裂缝,里面布满了化石,它们像卡通片一样丰富地从角砾岩(一种砾岩)中突出来。施泰宁格说,这里的材料足够几代科学家挖掘。然而,这个特殊的宝库只是构成地球上最重要的早期原始人类遗址网络之一。

古人类学家克里斯汀·施泰宁格在附近的斯瓦特克兰斯遗址解释说,该地区丰富的化石可能是由于掠食者(例如今天豹子的祖先)将猎物拖到树上。当它们进食时,骨头落入洞穴。| 拉斯·贾斯卡利安

这片草原的面积是布鲁克林的两倍多,拥有数百个复杂的白云岩洞穴,以及十几个早期原始人类挖掘点,名字包括斯泰克方丹、斯瓦特克兰斯和克罗姆德拉伊。自1999年以来,它被联合国教科文组织列为世界遗产,其名称恰如其分:人类摇篮。

人类摇篮位于约翰内斯堡以北约25英里处,它兼具交通便利和科学意义,但在世界普通民众中却鲜为人知。你可能听说过埃塞俄比亚著名的原始人类化石露西,但你了解南非同样重要的小脚(Little Foot)吗?

这种差异即将改变。“人类摇篮”和其他南非遗址开启了关于我们起源的新发现黄金时代。一切都受到挑战,从我们的祖先何时首次掌握用火,到我们家谱的真正形态。结果:新的物种、新的假说和新的争议从南非遍布洞穴的景观深处涌现。

丹·毕晓普/发现;背景:HorenkO/Shutterstock;地图:斯特凡·阿方索/iStock

斯泰克方丹:普罗米修斯的崛起

斯泰克方丹洞穴的西尔伯格石窟被一道沉重的铁门锁住。它可以通过蜿蜒曲折的地下通道和加利福尼亚淘金热时期淘金者使用的超大梯子进入。正是在这里,在20世纪20年代或30年代的某个时候,一名矿工炸开了角砾岩,以取出可以出售给当地石灰厂的宝贵碳酸钙块。一些废弃的碎石——点缀着化石——被装进箱子,并被误贴为羚羊和猴子骨骼,放置了近一个世纪。

在20世纪90年代,古人类学家罗恩·克拉克翻看其中一个箱子时,发现了一些奇特的东西:小小的、类似人类的踝骨。他对这个发现感到惊讶,于是派他的两名助手去执行一项几乎不可能完成的任务:“带着手电筒进洞,”克拉克回忆他告诉他们,“看看哪里能找到(这块骨头适合的地方)。”

第二天,他们找到了那个地方。但从混凝土般的角砾岩中挖掘化石并非一蹴而就。直到现在,距离挖掘开始将近二十年,“小脚”(因最初发现的小脚骨而得名)才得以完全组装起来。

结果令人震惊:在南方古猿中,即我们人属的直系祖先,小脚是迄今为止发现的最完整的标本。其化石骨架的照片看起来更像现代法医现场,而不是被埋在地下数百万年的东西。

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我们对人类进化的了解大多来自碎片和不完整的化石,这为误解打开了大门。相比之下,小脚骨架的完整性意味着我们更有可能全面了解其物种,以及它在我们家谱中的位置。克拉克描述了它古代和现代身体部位的结合:手掌和手指短小,与我们相似,大脚趾能像猿一样抓握,眼眶宽大,臼齿大而呈球状。克拉克补充说:“腿肯定比手臂长,而不是反过来。”小脚是为直立行走而生的,它不会拖着指关节。

关于小脚,最引人注目的或许是去年才曝光的一点:它有367万年的历史。

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在小脚被发现之前,南非已知的最早原始人类物种是南方古猿非洲种(Australopithecus africanus),通常认为其生活在200万至300万年前。许多人类学家认为,南方古猿非洲种不可能是我们的直系祖先,这主要是因为时间问题:最早已知的人属成员——尽管其分类仍存在争议,化石也支离破碎——在南方古猿非洲种出现在南非后不久,就出现在东非。这表明南方古猿非洲种与我们是平行的进化分支,而其他物种则产生了最终成为人类的谱系。几十年来,在非洲早期原始人类多样性变得明显之前,许多研究人员认为人类最可能的直系祖先是东非的南方古猿阿法种(Australopithecus afarensis),其中最著名的是320万年前的露西。

克拉克认为,小脚,他将其归类为南方古猿普罗米修斯种(Australopithecus prometheus),代表了一个比南方古猿非洲种更原始、更独立的物种。小脚最近确定的年龄,使其与南方古猿阿法种同时存在,这引发了关于露西是否真的是我们祖先——或者仅仅是远亲——的疑问。

还有一种更复杂的可能性。“我们现在发现的这些原始人类化石,它们的后代可能已经灭绝,”克拉克说,“我们还没有找到我们祖先的直系谱系。”

马莱帕:一切皆受质疑

距离小脚的斯泰克方丹不到10英里,一个名为马莱帕的遗址坐落在长满稀疏金合欢树的山坡上,一只常驻的豹子在那里徘徊。正是在2008年,美国古人类学家李·伯杰的幼子马修·伯杰,在这里发现了一根从岩石中伸出的化石锁骨。这一发现震动了古人类学界。

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当年长的伯杰和他的团队进行挖掘时,他们震惊地发现了一具相当完整的南方古猿骨架。然后是另一具。接着是另外四具的部分骨骼。

发现一个拥有如此密集化石的新挖掘点令人惊讶。“在那之前,你必须记住,在非洲大陆,从未有人发现过两具骨骼——而我们突然发现了更多,”伯杰说。事实上,在马莱帕之前,非洲发现的新遗址如此之少,以至于在2000年,至少有一位顶尖的古人类学家建议,这个领域或许可以停止寻找了。

另一个惊喜:这些骨骼——兼具现代和古代解剖特征的镶嵌画——代表了一个新物种。马莱帕的个体被认定生活在大约200万年前,被归类为南方古猿源泉种(Australopithecus sediba)。用于描述该物种的正模标本是一具名为卡拉博的幼年雄性。

一旦重建完成,卡拉博显然拥有一双适合攀爬的手臂和一个大脑,其大小与黑猩猩相差无几。但他的牙齿和臀部与我们非常相似,双手能够制造工具。他还拥有一种独特的、超外旋的行走方式,前所未见。卡拉博的解剖结构如此奇特,以至于如果骨骼不是一次性被发现的,古人类学家可能会认为其各个部位来自完全不同的物种。

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“这只脚比我们认为更原始的其他原始人类具有更原始的特征。脚跟像黑猩猩,”伯杰说。“这是一个问题。因为如果你看看阿法种(露西的物种),它的脚跟就像现代人类的脚跟。”

“你必须开始提出令人不舒服的问题,”伯杰说,“比如它可能来自我们从未见过的事物。也许外面还有其他的谱系。”像克拉克一样,伯杰认为人类进化树上的标签可能是错误的,因为我们还没有找到构成这棵树的所有物种或分支。我们可能把进化分支连接到错误的地方,建立了物种之间没有相互起源的错误关系。

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更令人兴奋的是最近一项元分析的结果,该分析使用了13个数据集,由20个先前描述的原始人类物种及其化石组成,涵盖了人类进化的全部700万年。研究发现,卡拉博最有可能成为人属的祖先——但不是南方古猿非洲种的后裔。这项研究侧重于颅骨和牙齿特征,是同类研究中首次使用贝叶斯分析这一复杂方法比较不同原始人类物种之间关系的竞争性假设。然而,尽管有这些结果,时间问题使我们的理解变得复杂:虽然卡拉博被估计生活在人属化石出现在南非之前不久,但在东非发现的人属化石却比它早了数十万年。

南方古猿源泉种仍然是个谜。卡拉博可能是人属之前的最后一种南方古猿,也可能是在人属谱系与南方古猿分化之后演化出来的一个物种,类似于我们与尼安德特表亲之间的关系。它甚至可能是南方古猿非洲种的一个晚期版本。

最令人不安的是,有说法认为,我们自己属中的所有物种不一定都来自单一谱系——或者,也许,一些被认为是人属的物种,例如能人(Homo habilis),实际上是南方古猿。

旺德沃克和卡图:行为线索

在“人类摇篮”西南方向300多英里处,在南非的北开普省,是该国偏远地区,地处卡拉哈里沙漠边缘。这里被巨大的铁矿渣堆覆盖,状如山脉。该地区还拥有一系列非凡的早期原始人类文物遗址,这些遗址正面临采矿业繁荣和随之而来的经济活动造成的损害或破坏。

该地区石器文物的密度令人震惊。在名为卡图镇区(Kathu Townlands)的遗址,精美的泪滴状阿舍利式手斧,可能可追溯到大约一百万年前,散落在地面上。沿着路走三英里,在一个租车公司的停车场后面,距离重型采矿卡车近得吓人,是同样重要的卡图潘(Kathu Pan)挖掘点。在这里,研究人员发现了福雷史密斯石刀——比阿舍利斧头更长、更窄、更先进——大约有40万到50万年的历史,几乎是地球上其他任何地方发现的两倍。这引发了关于我们哪个祖先如此早就创造了如此先进的工具的问题。人类的生活方式是随着现代智人突然到来,还是我们通过祖先逐渐获得了现代行为的要素?

大约一小时车程之外,在旺德沃克洞穴,多伦多大学的迈克尔·查赞和同事们正在监督新的挖掘工作,这可能有助于回答这些问题。这些挖掘还可能出土证据,支持关于最终使我们成为人类的两种理论:已故考古学家格林·艾萨克认为,它是一种围绕受保护的基地营地 communal life 构建的社会结构,而灵长类动物学家理查德·弗朗姆则认为,它是直立人早在180万年前就开始使用火。

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到目前为止,旺德沃克洞穴的火证据可追溯到110万年前,这加强了弗朗姆的说法,但查赞相信当前的挖掘会将这一日期进一步推前。他不太确定的是直立人是否生活在营地中,或者旺德沃克洞穴最早的用火是否会类似于现代狩猎采集群体所使用的精心照看的火。

查赞说,弗朗姆的假设是,火的使用“就像一个开关”。一旦开启,从直立人到我们自己的物种,人类都在火光周围发展出文化和社会。一旦我们的祖先开始使用火,火就推动了进化:熟食的转变推动了牙齿、肠道和大脑大小的变化。这一假设是否会通过查赞的研究得到证实——以及是否会在旺德沃克或卡图发现早期原始人类化石,以揭示究竟是谁制造了工具和控制了火——仍不得而知。

随着挖掘工作的继续,有一点是肯定的。“就火对人类进化的意义而言,它绝对至关重要,”查赞说,“而这里就是寻找它的地方。”

升星洞:神秘的冰山一角

回到“人类摇篮”,距离斯泰克方丹仅一英里多一点,一个深藏的谜团浮出水面,可能会彻底改变我们对人类家谱以及人类意义的理解。

2015年9月,伯杰和他的团队发表了对大量化石的描述——来自升星洞穴系统迪纳莱迪洞室的1550块碎片,至少来自15个独立的原始人类个体。

伯杰声称这些化石代表了另一个新物种,这次是属于我们自己属的:纳莱迪人(Homo naledi),或称“星人”,这一说法并非没有争议。

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升星洞的意义是巨大的。该遗址是迄今为止在单次挖掘中发现的原始人类化石最多的地方,其中包括唯一一具完全连接的早期人手。与南方古猿源泉种一样,纳莱迪人也具有古代和现代解剖特征的显著混合。但引起世界关注的是这些化石的发现地点:深埋于洞穴内部,穿过几乎无法通行的竖井,孤零零地存在,没有其他材料,如猎物骨骼。作者写道,最好的解释是,纳莱迪人是被其亲属以“蓄意处理尸体”的方式埋入地下的。

尽管纳莱迪人的头骨形状像直立人,但它的大脑尺寸却与更早的南方古猿相当,对于其5英尺高的身体来说显得微小。它的小脑挑战了一个假设,即复杂行为需要大尺寸大脑,例如在完全黑暗中,穿梭于狭窄的洞穴深处,显然是为了处理死者。

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伯杰说:“这是一种非人类的动物物种,它在做着我们认为可能定义我们的事情——我指的是坐在这房间里的我们。”

无论这些遗骸是否真的被有意带入洞穴,要确定它们的年代将是困难的。研究人员希望通过对相邻岩层中的流石——由滴水缓慢形成的方解石结构——进行测年来获取化石的大致年代范围。尽管古人类学家将升星洞的发现视为重大突破,但一些人质疑是否有足够的证据证明在洞穴中发现的原始人类是一个新物种。这些批评者认为,如果没有化石的年代,升星洞对人类进化进程的阐明能力是有限的。

此类争论是科学的本质,需要时间,以及严谨的工作才能解决。但可以肯定的是,当我们试图揭开人类最深层次的奥秘——我们的起源故事——南非将越来越多地参与到讨论中。

伯杰所称的“东边故事”,即古人类学家几十年来一直将东非视为人类家园的焦点,正在向南转移。

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本文最初以“重新思考我们的根源”为题刊登于印刷版。

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