追溯人類祖先的新發(fā)現(xiàn)

李蕓蕓

人類的進(jìn)化樹如果只看主枝而不考慮分枝，可以描述為：拉密達(dá)地猿(又名始祖地猿)一南方古猿湖畔種一南方古猿阿法種一南方古猿非洲種一能人與直立人(又稱匠人)共存一早期智人一晚期智人一現(xiàn)代人。但是，也有研究人員認(rèn)為，能人之后才是直立人，即能人是直立人的祖先。

猿與人之間的新種類

如今，研究人員在南非發(fā)現(xiàn)了一些新的猿人化石，認(rèn)為這是一個(gè)介于南方古猿與直立人之間的進(jìn)化種類。這一發(fā)現(xiàn)引起了世人的關(guān)注。要深入了解今天人類起源和進(jìn)化的過(guò)程，需要對(duì)近年來(lái)的一些發(fā)現(xiàn)進(jìn)行回顧。

2009年10月2日，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校人類進(jìn)化研究中心主任蒂姆·懷特等人在美國(guó)《科學(xué)》雜志發(fā)表論文稱，拉密達(dá)地猿的代表人物是阿爾迪，她的第一塊骨骼出土于1992年，后來(lái)研究人員根據(jù)陸續(xù)出土的拉密達(dá)地猿骨骼復(fù)原了其整體特征。阿爾迪生活在距今440萬(wàn)年，身高約120厘米，體重約50公斤。阿爾迪具有與猿類似的頭部和腳趾，很容易在樹叢間攀爬，不過(guò)其手掌、手腕以及骨盆表明，她可以用兩只腳直立行走。

而更早之前發(fā)現(xiàn)的另一位人類始祖露西則屬于南方古猿阿法種，在進(jìn)化上比阿爾迪晚了100多萬(wàn)年。露西同樣出土于埃塞俄比亞境內(nèi)，在阿爾迪出土前，露西被認(rèn)為是最早的人科動(dòng)物之一。但是，發(fā)現(xiàn)阿爾迪之后，研究員認(rèn)為阿爾迪是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最早的人類祖先。

然后，又過(guò)了約100多萬(wàn)年，演化出了人類的另一些晚輩祖先，他們是介于猿和直立人之間的人種，稱為南方古猿源泉，這一名稱除了沿襲南方古猿的學(xué)名外，還以南非梭托語(yǔ)來(lái)命名，意為自然之泉或源泉。

發(fā)現(xiàn)源泉的研究人員認(rèn)為，源泉的進(jìn)化時(shí)間和過(guò)程位于南方古猿非洲種與能人或直立人之間。如果要把南猿源泉當(dāng)作直立人的祖先，那就如同羽化之初的蝴蝶的成蟲(蛹)，此時(shí)的蛹已經(jīng)有了前中后足以及羽翅，但是，尚未完全破殼羽化形成蝴蝶。南猿源泉就是既具猿的特征，又具備直立人雛形的人類祖先。

猿與人的混合種

2008年8月，南非約翰內(nèi)斯堡威特沃特斯蘭德大學(xué)的古人類學(xué)家利·伯杰9歲的兒子馬修在約翰內(nèi)斯堡附近的馬拉帕洞穴中發(fā)現(xiàn)了一名男孩的化石，兩周后，伯杰本人又在同一地方發(fā)現(xiàn)了一名成年女性的化石。這些化石分別是一只幾乎完整的右手、一只腳和一個(gè)骨盆。

伯杰等人對(duì)這些化石進(jìn)行了仔細(xì)研究，稱這些化石所代表的人就是南猿源泉。根據(jù)發(fā)育的程度顯示，男孩約為10～13歲，成年女性則有20多歲，而且已經(jīng)生育過(guò)一個(gè)孩子。但是，兩者是否為親屬關(guān)系尚不能確認(rèn)。

盡管當(dāng)初伯杰等人推算南猿源泉距今約200萬(wàn)年，但真正確定他們年代的是在大量的研究結(jié)果之后。澳大利亞墨爾本大學(xué)的皮克林等人用鈾一鉛測(cè)年技術(shù)和古地磁定年法對(duì)包裹化石的巖石層進(jìn)行鈾衰變測(cè)算，判定南猿源泉是在約197.7萬(wàn)年前陷入洞穴的。據(jù)估計(jì)，這些古猿當(dāng)時(shí)似乎是掉進(jìn)了深洞，幾周后被沖到了沉淀物中，骨骼后來(lái)變成了化石。再后來(lái)，山洞中的巖石慢慢被腐蝕，讓化石暴露了出來(lái)，才被今天的考古者和旅游者發(fā)現(xiàn)。

這兩具源泉骸骨具有多個(gè)與人屬共有的特征，包括兩條較長(zhǎng)的腿和一個(gè)突出的鼻子，他們的其他特征，如特別長(zhǎng)的前臂以及靈活的雙腳則是人類祖先很晚才具有的特征。

經(jīng)過(guò)對(duì)化石的研究，伯杰認(rèn)為，這個(gè)叫源泉的南猿種類是南猿和真正人類(直立人)之間的過(guò)渡種類。也可以說(shuō)，他們50％是南猿，但50％已經(jīng)是直立人。他們的手、腳和骨盆具有猿類和人類混合特征。例如，他們的手具有猿的特征，有適宜爬樹的較有力量的手指，也有人類特征的較長(zhǎng)拇指。拇指與其他手指結(jié)合起來(lái)就能精確握持工具。而對(duì)頭骨內(nèi)部的評(píng)估表明，他們的大腦有猿類特征，但是已經(jīng)開始靠近人類。

手、腳和大腦的特點(diǎn)

2011年9月9日美國(guó)《科學(xué)》雜志上發(fā)表的5篇關(guān)于源泉的研究論文彌補(bǔ)了伯杰2010年發(fā)表的研究結(jié)果的不足。研究人員對(duì)這兩個(gè)化石代表的人進(jìn)行了命名，男性少年稱為MH-1，成年女性稱為MH-2，統(tǒng)稱為源泉。

德國(guó)馬克斯·普朗克進(jìn)化人類學(xué)研究所的基維爾等人的研究得出了與伯杰相似的結(jié)論。他們認(rèn)為，南猿源泉的手部化石具有人和猿的混合特征。那名成年女性的手部有一處特殊的肌肉(屈肌)，拇指較長(zhǎng)，其他手指較短，前臂也較長(zhǎng)，說(shuō)明她保留了類似黑猩猩的攀爬習(xí)性。同時(shí)，南猿源泉的手指比較細(xì)，手腕較粗壯，可能已經(jīng)開始嘗試制作工具，而此后的直立人就會(huì)制造工具了。

此外，南猿源泉的腳還比較原始，但已經(jīng)形成足弓，他們的腳后跟已經(jīng)與現(xiàn)代人的阿喀琉斯之踵相似。同樣參與該項(xiàng)研究的南非威特沃特斯蘭德大學(xué)的齊普費(fèi)爾稱，男性少年踝骨是迄今發(fā)現(xiàn)的最為完整的古人類踝骨之一，而且沒(méi)有一個(gè)曾被描述的踝骨含有如此多的原始和現(xiàn)代的特征。這表現(xiàn)在，他的踝關(guān)節(jié)基本像人的踝關(guān)節(jié)，也與人類足弓相似，并且有一個(gè)較好的跟腱。但是，他的跟骨(是7塊跗骨之一)和脛骨看起來(lái)更像是猿的。

這表明源泉已經(jīng)開始在地面直立行走。但是，他們可能有兩種生活形態(tài)，一部分時(shí)間是在陸地直立生活，一部分時(shí)間是攀援在樹上生活。

另外，從骨盆來(lái)看，南猿源泉的骨盆像現(xiàn)代人一樣短而寬，已經(jīng)比300萬(wàn)年前的南方古猿阿法種的露西的骨盆大多了。

維特沃特斯蘭德大學(xué)的另一個(gè)研究小組卡爾遜團(tuán)隊(duì)對(duì)男性少年的部分顱骨進(jìn)行觀察并制作了一個(gè)顱內(nèi)模型，同時(shí)用高分辨率同步電腦斷層掃描對(duì)顱骨進(jìn)行了掃描。根據(jù)這些結(jié)果認(rèn)定這名少年死亡之時(shí)在10～13歲，其大腦的形狀很像人，但腦容積只有420毫升，比智人的大腦小很多。

不過(guò)，男性少年位于眼睛后面的大腦的眶額區(qū)顯示了某些神經(jīng)重組的跡象，這表明有類似人的額葉樣神經(jīng)的建立或重建。額葉內(nèi)神經(jīng)元的建立或重建可使源泉在保持其完整的較小的頭蓋骨的同時(shí)使大腦發(fā)生進(jìn)化。

大腦與骨盆的矛盾

然而，對(duì)于把南猿源泉當(dāng)作直立人的祖先，也有研究人員并不認(rèn)同。例如，美國(guó)喬治·華盛頓大學(xué)的古生物學(xué)家伯納德·伍德認(rèn)為，盡管源泉有直立人和猿的混合特點(diǎn)，但是其腦容量較小，從腦容量小并且主要是在樹上生活的猿進(jìn)化成腦容量大的直立人之間的時(shí)間太短了。

伍德的懷疑的確有理由。因?yàn)?，源泉的腦容量只有420毫升。而早期的直立人大腦容量有800毫升，晚期的直立人大腦容量已達(dá)到1200毫升，與現(xiàn)代人的大腦1 350～1 500毫升的容量相差不遠(yuǎn)。顯然，420毫升的腦容量與800毫升的腦容量實(shí)在是有著不小的差距。此外，源泉的大腦容量和骨盆之間也有矛盾之處。

卡爾遜認(rèn)為，盡管源泉的大腦較小，像黑猩猩的大腦，但是在形態(tài)上更像人。掃描顯示，源泉的頭蓋骨的前部(前額葉)已經(jīng)擴(kuò)展了，特別是在眼睛的后方和上方已經(jīng)擴(kuò)大，這一區(qū)域是直立人和現(xiàn)代人的特點(diǎn)。因?yàn)榇竽X前額葉是與較高的認(rèn)知能力，如制定計(jì)劃、學(xué)習(xí)等相聯(lián)系的。這

也表明，源泉的大腦正處于向直立人較大腦容量過(guò)渡的階段。

此外，源泉的骨盆也比其他南猿阿法種要寬大。源泉在身體形態(tài)解剖上的這些特點(diǎn)對(duì)過(guò)去人類生殖和進(jìn)化的一個(gè)理論提出了挑戰(zhàn)。過(guò)去認(rèn)為，人的寬大的骨盆是與生育腦容量較大的嬰兒相匹配的。

2008年，美國(guó)俄亥俄州克里夫蘭的凱斯西保留地大學(xué)的辛普森等人在埃塞俄比亞找到并近乎完全地復(fù)原了一個(gè)直立人成年女性的骨盆，發(fā)現(xiàn)這個(gè)骨盆與現(xiàn)代人的骨盆差不多一樣大。新發(fā)現(xiàn)的骨盆的形狀提示，直立人的嬰兒大腦比先前認(rèn)為的要大30％，而直立人的嬰兒在分娩前大腦的生長(zhǎng)速度與人類的嬰兒相似，但其在產(chǎn)后大腦和身體的生長(zhǎng)速度則處于黑猩猩與人類之間。也就是說(shuō)，直立人較大的骨盆是與孕育較大腦袋的嬰兒相聯(lián)系的，這可能和現(xiàn)代人所擁有的較大骨盆最初產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力量是一樣的，即需要生產(chǎn)腦容量大的嬰兒導(dǎo)致直立人形成了女性較大的骨盆，也就形成了今天現(xiàn)代人女性較大的骨盆。

然而，源泉的骨盆與直立人相似，比較寬大，但其腦容量卻不像直立人一樣大，這種大腦容量和骨盆之間的矛盾的原因是什么呢?研究人員稱現(xiàn)在無(wú)法回答這一問(wèn)題，需要進(jìn)一步探索和研究才能獲得答案。但一個(gè)符合邏輯的推論是，源泉可能就是在向直立人轉(zhuǎn)變的一種過(guò)渡型，即骨盆已經(jīng)在為生育較大大腦容量的嬰兒做準(zhǔn)備了，但他們的腦容量還沒(méi)有像直立人那樣大。不過(guò)，他們的大腦形態(tài)在開始擴(kuò)大，只是腦髓并沒(méi)有像直立人一樣多。

更多的進(jìn)化之謎需要揭開

離南非約翰內(nèi)斯堡50公里的南猿骨骼化石遺址包括斯泰克方丹、斯瓦特科蘭斯、科羅姆德拉伊和維羅恩斯等處，這里其實(shí)是一個(gè)巨大的化石洞，被稱為人類的搖籃。

伯杰和其兒子在這個(gè)地方發(fā)現(xiàn)了源泉的一部分化石后，伯杰的研究小組又前往這一地點(diǎn)挖掘了至少是從屬于5個(gè)人的220塊骨頭化石，這5個(gè)人包括嬰兒、少年和成年人。伯杰等人堅(jiān)信，通過(guò)對(duì)這些化石的進(jìn)一步研究將證明，源泉就是直立人的直接的祖先。

但是，伯杰等人的研究結(jié)果也只是一種假說(shuō)，需要更多的研究來(lái)證實(shí)。美國(guó)亞利桑那大學(xué)的古人類學(xué)家約翰松認(rèn)為，只有將源泉與其他古人類化石，如能人，進(jìn)行全面比較后，才能得出比較準(zhǔn)確的結(jié)論。源泉也有可能是人類進(jìn)化樹中的一個(gè)旁枝。

而且，在南方古猿非洲種(包括源泉)向能人和直立人進(jìn)化的過(guò)程中，也存在爭(zhēng)議。過(guò)去的假說(shuō)認(rèn)為，南方古猿非洲種是能人的祖先，而能人又是直立人的祖先。但是，美國(guó)古人類學(xué)家米薇·利基等人在2007年8月9日的英國(guó)《自然》雜志發(fā)表文章稱，他們對(duì)在肯尼亞圖爾卡納湖東部的依勒雷特遺址發(fā)現(xiàn)的兩件化石的研究表明，在東非這一區(qū)域，能人和直立人可能共同存在了至少50萬(wàn)年。兩者之間有一個(gè)共存階段。這讓直立人從能人演化而來(lái)的理論變得不太可能。因此，能人和直立人可能沒(méi)有先后關(guān)系，只是并存關(guān)系。

即使伯杰等人的研究能證明源泉是介于南方古猿非洲種與能人、直立人之間的人科屬，但究竟源泉是能人的祖先還是直立人的祖先，抑或是二者共同的祖先，還需要更多研究來(lái)證實(shí)。

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