發人深省

巨型人科牙齒並非用於咀嚼堅果,而是貝類

加入我們的科學愛好者社群!

在他們存在的最初一百萬年裡,我們屬的早期成員Homo與另一群人科動物,粗壯型南方古猿,共同生活在非洲大陸上。儘管這兩個群體關係密切,但它們之間存在顯著差異。也許最值得注意的是,粗壯型南方古猿擁有巨大的臼齒、厚厚的牙釉質以及頭骨頂部的骨嵴,這些骨嵴固定著巨大的咀嚼肌。古人類學家長期以來一直認為,粗壯型南方古猿利用他們精巧的頭部裝備來處理堅硬的植物性食物。但一項新研究的結果表明情況並非如此。

普遍接受的生態學觀點認為,除非兩種密切相關的物種在使用當地資源的方式上存在顯著差異,否則它們無法並肩生存。為了解釋早期Homo如何在如此長的時間裡與粗壯型南方古猿共存——並且在全球乾旱趨勢將富含食物的森林變成草原的艱難環境下——專家們得出結論,智人進化出了更大的大腦和製造工具的能力,使其能夠追求富含肉類的飲食,而粗壯型南方古猿則變成了專職的素食者,進化出了相當於食品加工機的解剖結構,用於研磨堅果、水果、種子或塊莖,或它們的某種組合。

但近年來,各種素食情景受到了質疑,這在很大程度上是因為碳同位素研究的發現。這些同位素來源於動物吃的食物,並隨著時間的推移融入其組織中。就粗壯型南方古猿而言,它們牙齒中碳13與碳12的比率高於主要以水果和堅果為食的動物的預期,但低於以草籽為生的生物。這種差異促使專家們懷疑粗壯型南方古猿是否是雜食動物。問題是,它們的解剖結構並不是人們期望在機會均等的食客身上看到的。


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞事業 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事的未來。


在去年秋天於亞利桑那州梅薩舉行的脊椎動物古生物學會年會上,加州大學伯克利分校的研究生艾倫·B·沙貝爾為粗壯型南方古猿之謎提供了一種可能的解決方案。他提出,它們的構造不是為了吃堅硬的植物性物質,而是為了吃硬殼無脊椎動物。沙貝爾指出,儘管早期Homo和粗壯型南方古猿時期,非洲東部和南部(非洲大陸絕大多數人科動物化石都出土於此)確實正在經歷乾燥化,但溼地仍然豐富,就像今天一樣。就像現代溼地一樣,這些古代的湖泊、河流和沼澤中會富含螃蟹和軟體動物,如巨型陸地蝸牛。

透過觀察專門捕食這些獵物的現代非洲動物——即,開普無爪水獺和沼澤獴——沙貝爾發現它們具有與粗壯型南方古猿相同的奇特頭骨特徵。它們使用強大的咀嚼器官來咬碎貝殼。如果正如目前的證據表明的那樣,粗壯型南方古猿生活在溼地地區,那麼也許它們也進化出來利用這些帶甲殼的無脊椎動物。

為了驗證這一假設,他對水獺和獴及其獵物進行了碳同位素分析。它們的化學特徵與已知的粗壯型南方古猿的化學特徵相當。沙貝爾認為,這使得他的關於粗壯型南方古猿以什麼為食的理論是唯一與所有可用資料一致的理論。

其他研究人員發現這個想法難以接受。亞利桑那州立大學的古人類學家唐納德·C·約翰遜推測,可以肯定的是,粗壯型南方古猿偶爾會吃螃蟹雞尾酒。但他懷疑它們是否專門這樣做:“更有可能的是,[它們]主要以低質量的素食為主食,這需要大量的咀嚼準備。”

與此同時,沙貝爾正在進行一項更廣泛的同位素分析,這將包括來自南部非洲發現的所有中小型食肉動物的 1000 多個骨骼、毛髮和牙釉質樣本。這將揭示貝類食用者的組織中的化學特徵是否確實是獨特的。他的研究結果無疑將為古人類學家提供大量的思考素材。

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大眾科學 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

More by Kate Wong
© .