研究人类祖先的足迹

在纳米比亚的沃尔维斯湾，狂风将沙丘吹过古老的泥滩。有时，当沙丘移动时，早已消失的人类和动物的足迹就会显露出来——这让英国伯恩茅斯大学的足迹学家马修·贝内特（Matthew Bennett）喜出望外。

足迹学家研究生物留下的足迹、痕迹和其他证据，包括我们人类和类人猿祖先留下的脚印。与化石记录中稀有而珍贵的古人类骨骼一样，脚印能引起一种不同的情感反应。

“一个脚印极具感染力，”贝内特说。“当你看到一个古老的脚印时，你会立刻被它吸引。” 事实上，在沃尔维斯湾，这些脚印从地貌中显现出来，仿佛是刚刚形成的。“其中一个地点有非常小的孩子留下的（脚印），”他补充道，“几乎可以肯定，他们当时正在玩耍。”

纳米比亚的这些脚印大约只有1500年的历史。非洲有更古老的脚印遗址，其中最古老、最著名的是坦桑尼亚北部的莱特利（Laetoli）。大约360万年前，三到四个人（很可能是阿法南方古猿，我们人属谱系的一个前身）走过一片被雨水打湿的火山灰平原，这些灰很快就变硬了。更多火山灰落下，经过数百万年被压实成一种称为凝灰岩的软岩。最终，侵蚀暴露了一部分大约80英尺长的足迹路径，从1978年开始，古人类学家玛丽·利基（Mary Leakey）领导的考古学家发掘了其余部分。

贝内特说，这些脚印是“化石化的运动”。“它们捕捉到的信息远远超过了仅仅查看一堆脚骨的可能性。脚是一个奇妙的机器，这得益于包裹骨骼的软组织。脚印能帮助你理解整体，而不仅仅是骨骼部分。”

在研究了莱特利脚印的石膏模型几十年后，科学家们认为，尽管阿法南方古猿是一种原始的古人类，但它们的行走方式却出奇地现代，与猿类不同。换句话说，双足行走比之前认为的更早进化。

数字化突破

然而，使用摄影测量法对这些脚印进行的新分析正在重新审视这一理论。摄影测量法可以生成三维数字图像。摄影师从不同的视角拍摄原始脚印的一系列照片。相机从所有角度捕捉到压痕的深度、长度和宽度。然后，计算机将这些图像整合起来。与你洗完澡走出淋浴间留下的湿脚印不同，三维脚印显示了脚在迈步过程中施加力气的部位。

马克斯·普朗克进化人类学研究所的凯文·哈塔拉（Kevin Hatala）是乔治·华盛顿大学人类古生物学高级研究中心的一名博士后研究员，他最近使用摄影测量法分析了莱特利遗址的一组脚印。他和他在美国自然历史博物馆以及石溪大学的同事们将这些脚印与该地区不穿鞋的当代居民的脚印进行了比较。他们的发现挑战了莱特利行走方式完全像人类的共识。

“我们不一定说（那些脚印）像猿，”他说。“如果你看到莱特利脚印的制造者和一个现代人一起行走，你可能不会注意到任何明显的区别。但经过仔细观察，你或许能发现他们行走方式上的细微差别。”

摄影测量法不仅提供了新的数据用于解读和争论，还提供了一种遗址保护的方法。贝内特和其他足迹学家呼吁对古代足迹遗址进行“数字化抢救”。从被发现的那一刻起，脚印就面临着风化、侵蚀以及人类或动物的破坏等毁灭性因素。科学家们与当地国家合作，试图通过在研究后对其进行覆盖来保护遗址。例如，莱特利遗址自脚印被发掘以来，只对外开放过两次。

保护的竞赛

在以北约500英里，肯尼亚图尔卡纳湖附近的伊勒雷特（Ileret）遗址，哈塔拉和他的同事们正在研究另一组脚印。大约150万年前，这里的一群古人类——可能是直立人男性组成的狩猎队伍——在大量的动物足迹中留下了他们的脚印。该遗址位于一个容易坍塌的斜坡上。研究人员用塑料防水布覆盖了脚印，并在斜坡上设置了支撑物，但脚印仍然处于危险之中。然而，对它们的未来研究却不是。哈塔拉说，得益于摄影测量法，“我们对遗址在刚被发掘时的样子进行了完整的3D重建。多年以后，即使遗址不复存在，人们仍然可以访问这些数据。”

并非所有遗址都如此幸运。2013年，在英格兰东海岸的哈皮斯堡（Happisburgh），潮汐作用在一个位于海岸侵蚀悬崖旁的潮间泥滩上显露出了人类足迹。该地区附近的沉积层已被测年，研究人员估计这些压痕距今约80万至100万年——这是在非洲以外发现的最古老的人种足迹。

在根据压痕推算出身高和体重，并研究了附近先前发现的石器工具和其他人造物品后，该团队认为这些脚印是由一小群成年和青少年的人种——即人类祖先（Homo antecessor）——留下的，后者主要在西班牙发现的少量化石中得知。不幸的是，潮水在不到一个月的时间里就将这些脚印抹去，未能来得及进行充分记录以供未来分析。研究人员在2014年发表在在线期刊《公共科学图书馆·综合》上的一项研究中，伤感地写道：“这种证据的稀有性仅次于其脆弱性。”

但像哈皮斯堡和沃尔维斯湾这样的短暂遗址的积极一面是，抹去它们的自然力量同时也带来了新的发现。贝内特指出：“在这些类型的遗址，你希望悬崖被侵蚀，因为你希望新的化石不断被揭示出来。”

而且，与许多其他事物一样，古代足迹，无论是被销毁还是为了安全而被重新掩埋，都能在电脑中永存。

[本文最初以“第一印象”为题刊登于印刷版。]