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行走史

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发表于 2005-8-2 09:55:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
象人那样行走,行走之史(转)

 在埃塞俄比亚新发现的一批地猿始祖种化石表明,这种古老猿人会直立行走,将他们归入人类家族有了更充分的理由。
  
  在确立了人由猿进化而来的认识之后,有那么一段时间,科学家根据古生物学证据认为,人与猿最近的共同祖先大概生活在2000~2500万年前,随后发生分化。20世纪60年代,分子生物学的发展使人们认识到,现存的非洲猿与人的相似度比原先认为的更高,人猿分家的时间必须大大推后——大约在400~600万年前(有关估计并不统一,500~700万或600~800万的说法也很常见)。这个上下限颇为模糊的时段,对理解人类早期进化极其重要,因此科学家热衷于寻找这段时间的化石,不断推出“最早的人”。

  1974年,古人类学家在埃塞俄比亚的沙漠中发现了著名的“露西”,即南方古猿阿法种(Australopithecus afarensis)。她生活在约320万年前,能够直立行走,具有明显的人类特征,但有些地方也很像猿。科学家认为,她是一种仍保有许多猿类特征的原始人。此后十多年没有发现重要的古人类新化石,“最早人科动物”的桂冠在露西头上颇戴了一段时间,直到本文的主角——地猿始祖种于1992年被发现。
  

  地面上的始祖

  1992年12月17日,埃塞俄比亚阿法盆地的中阿瓦什地区,布满石块的荒芜岩地上,露西的发现地以南80公里处。日本东京大学的古人类学家诹访元(Gen Suwa)走在酷烈的阳光下,仔细地观察四周,寻找古老的骨头。岩石中间一缕微弱的光芒吸引了他:这是一枚半截露在地面上的牙齿。诹访立刻想到,它属于一种原始人类,并且是迄今最古老的原始人类之一——当天上午他们已经在附近发现了一些非常古老的动物化石。

  除了诹访最早发现的这枚臼齿,还发现了一些下颌骨、头盖骨碎片、臂骨和其它牙齿等化石。这批化石保存得非常好,它们处于一层沉积岩中,像饼干夹心一样,被两层火山灰漂亮地夹在中间。放射性元素测年法显示,下方紧挨化石的那层火山灰,形成于440万年前。这使得该化石成为当时最古老的原始人类化石。

  最初人们认为这是一种比露西更早的南方古猿,因而称之为南方古猿始祖种(Australopithecus ramidus)。后来的分析显示,它不应当属于南方古猿家族。1994年,诹访和他的合作者、美国加利福尼亚大学伯克利分校的蒂姆·怀特(Tim White)等人,在英国《自然》杂志上报告了这一发现,正式将它命名为地猿始祖种(Ardipithecus ramidus)。在阿法地区的土语中,ardi意为“地面”,ramid为“根”,因此这个学名的意思就“生活在地面上的始祖猿”,人类祖先从树上生活转向地面生活的最早代表。

  研究者基本上没有发现颈部以下的骨头,即使有也是碎片。骨头上的咬痕显示,这些地猿的遗体曾为肉食动物所啃咬,这使人很难确定其体形以及走路方式。化石显示,某些地猿有4英尺高(1.2米多一点),但不知道这个头在他们中间算高个子还是三寸钉。此外,在一些非洲猿中,雄性的个子比雌性大得多,露西家族也是这样。如果地猿也是如此,推断其体格的难度就更大。

  尽管化石不多,仍可以清楚地看到,地猿始祖种在解剖形态上有着人猿混合特征。有的特征——比如一个幼儿下颌骨上的一枚小臼齿——像黑猩猩超过像任何人科成员。有的科学家如怀特等人一度认为,地猿始祖种就是人类与猿最近的共同祖先,或者人猿分家后人类这一支最早的成员。但也有人不同意,比如露西的发现者唐·约翰森(Don Johanson)说,在地猿始祖种与人猿最近的共同祖先之间,还有空间(或说时间)容纳更多的物种。

  最近几年,科学家报告了好几种更为古老的原始人类化石,包括在肯尼亚发现的原始人图根种(Orrorin tugenensis),西非乍得发现的萨赫勒人乍得种(Sahelanthropus tchadensis),还有在阿瓦什地区发现的地猿家族的新成员Ardipithecus kadabba(它原先被认为是地猿始祖种的一个亚种,后来确定为地猿属的新种,比始祖种略老,kadabba在土语中的意思是“主要的家族祖先”)。但是这些化石数量都很少,不足以作出非常强有力的论断。
  

  直立行走

  根据对1992年化石的分析,大多数专家假设地猿是直立行走的,像露西一样。但关于这一点的证据不算很充分确凿。其中一个线索是枕骨大孔(头骨底部的开孔,脑和脊髓相连之处)的碎片,其位置显示头骨位于脊柱上方而不是前方,看来地猿始祖种似乎是直立的。另外,其臂骨结构也与四肢着地的猿不同。

  如果地猿真的会直立行走,人类学家就必须重新考虑原始人类向智人发展的路途。从露西身上可以清楚地看到,她是直立的,但有着很多猿的特征,显示人类先学会了直立行走,然后才有了更大的脑。但到底是什么促使直立行走出现呢?传统理论是,非洲东部和南部气候变干燥,森林变成开阔的稀树草原,直立行走的猿在这种环境里更有生存优势。比起四肢着地的同类,他们能够看到更远地方的捕食者,并能拿着食物或抱着孩子走更远的路。

  然而,地猿始祖种似乎并不生活在大草原上,而是在森林里。在发现其化石的地方,还发现了数以千计的树籽和丰富的树木化石,以及600多只其它动物的化石,包括猴子、非洲大羚羊、蝙蝠、松鼠等森林居民;典型的草原动物如原始马和长颈鹿的化石却很少见。

  由于证据不充分,科学家对地猿的行走方式一直存在争论。近年来有人还提出,地猿不会直立行走,而且根本不是原始人类,而属于人猿分家后猿那一支的早期成员,跟黑猩猩更亲。美国印第安纳大学的科学家在2005年1月20日的英国《自然》杂志上发表的新报告,给地猿会直立行走的观点提供了新的证据。


新发现的地猿化石,photo by Scott Simpson



  此前只在一个地点发现过地猿化石,就是诹访元找到第一块化石的中阿瓦什地区。印第安纳大学古人类基础技术研究中心(CRAFT)下属的石器时代研究所,组织了一个多学科的大型考察队,于1999年开始在埃塞俄比亚北部的戈纳地区进行发掘。戈纳地区也属于阿法盆地,离第一批地猿化石发现地点约100公里。第一次考察时发现了一个原始人类下颌骨和一些指骨化石,随后直到2003年间的发掘活动里,共在40多个地点找到了1500多块原始人类和动物的化石。其中原始人类化石超过30块,分别属于至少9个个体,包括保有完整牙齿的一个上颌骨和两个下颌骨(其中一个下颌骨的主人可能是雌性),几颗散的牙齿,一块趾骨碎片,完整的指骨等。


地猿始祖种的牙齿,photo by Sileshi Semaw



  科学家使用氩同位素测年法判定化石附近火山物质的年龄,推断这些化石属于距今430~450万年的某种生物。这些化石有着与地猿始祖种相同的特征——主要是牙齿方面,比如咬合部位的珐琅质厚度、第一和第二下臼齿的大小、前臼齿的特征等。此外,其上犬齿呈菱形,与人相似,而不是黑猩猩的三角形。由此可以判断,这些化石所属的生物,就是地猿始祖种。而根据趾骨的特征可以认为,它们是直立行走的。这意味着,将地猿始祖种归于人类家族有了更充分的理由。

  对沉积物和动物化石的分析表明,在440万年前,戈纳地区的气候比现在湿润得多,环境为森林与草原混杂,有着丰富的湖泊、湿地和泉水。在这里,羚羊、犀牛、猴子、长颈鹿、河马、野猪、大象等多种动物与地猿为伴。不过,地猿始祖种究竟喜欢哪种类型的栖息地,还有待进一步分析。
  
  这批新化石的意义很多:迄今数量最多、所属个体最多的一批地猿始祖种化石;第一批在中阿瓦什地区以外发现的地猿始祖种化石;第四个研究430万年以前原始人类的窗口。露西家族的化石发现了很多,但再往前追溯,化石就十分稀少和破碎了。此前只在埃塞俄比亚、肯尼亚和乍得的三个地点发现过430万年以前人科动物化石。戈纳地区的这一新发现,对研究早期人类进化十分重要。


研究人员在现场,photo by Sileshi Semaw  



  除了已在论文中报告的,考察组还发现了大量新的原始人类化石,涉及进化史上一些关键时期,例如生活在550万年前的原始人化石(主要是牙齿)、智人最早期成员的头骨化石等。此前戈纳地区还发现了世界最古老的石器,制作于250万年前。新发现显示,戈纳地区在长达数百万年的时间里一直是原始人类重要的生活地带,拥有丰富的生物和文化遗迹。考察队员们继续四肢着地在这里搜寻,或许能够发现更多关于直立行走的惊人事件
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