對440萬年前的古人類研究的重大突破,為揭示最後共同祖先帶來新曙光

《科學》雜誌上發表的一系列關於“阿爾迪”的研究論文,歷時十五年,表明與人類一樣,黑猩猩也經歷了重大的進化改變。

對一個440萬年前的早期人類的首次全面分析,更清晰地描繪了人類和黑猩猩的最後共同祖先可能的樣子,而這個祖先根本不像黑猩猩。古老的地猿始祖種(最完整的雌性標本被稱為“阿爾迪”)在今天線上發表的11篇研究論文中被描述在《科學》雜誌上。這項龐大的研究工作將阿爾迪的化石與在衣索比亞阿法爾裂谷地區的阿瓦什河附近發現的其他許多始祖地猿個體(包括雄性和雌性)的化石結合起來。

加州大學伯克利分校的研究負責人之一蒂姆·懷特在為《科學》雜誌錄製的採訪中說,儘管始祖地猿可能比黑猩猩和人類之間所謂的缺失環節要晚數百萬年,但它代表了“我們所能接近的最後共同祖先的程度”。

俄亥俄州肯特州立大學的人類學教授 C. 歐文·洛夫喬伊和他的同事在一篇論文的摘要中寫道,事實上,阿爾迪“充滿了解剖學上的驚喜,如果沒有直接的化石證據,沒有人能夠想象得到”。


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其中的一些驚喜包括:阿爾迪的下顎和四肢表明她是一種生活在森林中的雜食動物,而不是像今天的黑猩猩那樣的食果動物,也不是像其他早期人族那樣的開闊稀樹草原居住者。阿爾迪的大腦大小相對於身體大小來說,大約是現代黑猩猩的三分之一(大約是現代人類的三分之一)。另一篇論文(由洛夫喬伊領導)的作者解釋說,始祖地猿的腳與現代黑猩猩的腳明顯不同。

對於一個可能只有約120釐米高、重約50公斤的原始表親來說,阿爾迪很可能對古人類學領域產生重大影響。例如,阿爾迪的體型也對包括有爭議的在2001年在查德發現的600萬至700萬年前的查德沙赫人在內的許多其他古代動物產生影響。這兩個物種的頭骨大小和形狀的相似性促使其中一篇新論文的研究人員(由東京大學的教授諏訪元領導)得出結論,即查德沙赫人確實是一種早期人族,而不是其他人所認為的雌性猿。

幻燈片:阿爾迪的影像

脆弱的化石
始祖地猿15年前首次公佈時,只有少量的牙齒和下顎碎片,在其他早期人族(例如著名的320萬年前的南方古猿阿法種露西)的文獻日益增多的情況下,它仍然是古人類學中相對的秘密。

為了發表新論文,一個國際研究小組收集並描述了阿爾迪骨骼的110多個碎片,包括頭骨、手、腳、手臂、腿和骨盆的部分,以及其他始祖地猿標本和周圍的植物和動物的碎片。

密蘇里大學哥倫比亞分校的副教授兼綜合解剖學專家卡羅爾·沃德說,“這是一個驚人的材料量”,“這本身就是驚人的。”

華盛頓特區喬治華盛頓大學高階人族古生物學研究中心(CASHP)的布賴恩·里奇蒙德說,恢復工作本身需要一些“英勇的努力”。由於化石儲存不佳,許多骨頭會被正常的人類觸控弄碎,因此它們被小心地取出、鑄造和掃描。

早在化石出土之前,它們就遭受了相當大的損壞,導致頭骨和骨盆被壓碎和變形。仔細的研究和計算機建模幫助研究人員將碎片重新拼湊在一起,但是,里奇蒙德指出,“這需要大量的重建”,並且需要一些猜測才能拼湊出一種早已滅絕的生物的身體和運動。

用手或腳
也許人類進化領域仍然存在的最大問題之一是現代雙腿行走的方式是如何形成的,而阿爾迪使過去人類學家所做的一些普遍假設變得複雜。

今天的黑猩猩和大猩猩通過後腳和手的指關節在地上行走,這使得許多人推測早期人類也可能做過同樣的事情。洛夫喬伊和他的合著者在一篇論文摘要中寫道,“長期以來,人們一直認為我們的手一定是從非洲猿類那樣的手中進化而來的”。其中一篇論文的作者指出,其他早期標本缺乏足夠的手骨來確定它們是否正在從指關節行走過渡。

然而,阿爾迪更完整的手對這一理論提出了另一種挑戰。現代大型猿類堅硬而有力的手非常適合在樹頂上活動。然而,人類的手較弱但更靈活,從而可以更好地進行靈巧的操作和工具的使用。洛夫喬伊和合著者指出,始祖地猿的手確實足夠有力地懸掛在樹枝上,但沒有表現出任何指關節行走的跡象,並且在某些方面,它們可能比我們自己的手更靈活。

那麼這是否意味著阿爾迪用兩條腿行走?當露西大約在320萬年前出現時,她的群體已經相當適應雙足行走(儘管不如現代人類那麼好)。研究人員認為,阿爾迪實際上是一個直立行走者,並且“始祖地猿可以在行走時不會使重心從一側轉移到另一側”,洛夫喬伊和他的同事寫道,這是後期人族的一個標誌。

密蘇里大學的沃德不認為阿爾迪像作者所暗示的那樣在腳上站得很穩。在檢查了一些資料後,沃德指出,該標本的膝蓋實際上可能間隔得更遠,這使得阿爾迪不太可能在不大幅調整體重的情況下從一隻腳移動到另一隻腳。

她並不孤單地持懷疑態度。“幾乎沒有跡象表明它是直立行走的,”里奇蒙德說,這實際上讓他感到驚訝,並指出大約在四百萬年前就已經有其他雙足行走的證據了(關於圖根原人化石的研究甚至表明雙足行走可以追溯到大約六百萬年前)。他還指出,缺少膝關節是該物種運動能力的未知關鍵。

然而,它的臀部似乎已經適度調整以適應一些直立行走。但是它們不像南方古猿的臀部那樣與現代人類的臀部相似。里奇蒙德說,儘管腳比黑猩猩的腳更原始,“當然能夠進行雙足行走”,但是大拇指的抓握和其他方面使其不太適合直立行走。

也許更多的化石證據將有助於闡明從樹枝到稀樹草原的道路,但與此同時,阿爾迪為該領域帶來了一些可喜的新證據,沃德指出。“問題不再是,‘為什麼我們的祖先直立行走?’”她說,“而是,‘當他們走出樹林時,為什麼他們從來沒有用四肢著地行走?’”

森林居民
始祖地猿挑戰了關於早期人類從樹上下來並伸展雙腿的位置和原因的長期假設,它似乎不是生活在稀樹草原中,而是生活在森林中。

加州大學伯克利分校的懷特等人在一篇新論文中寫道,先前對早期人類的挖掘通常是在古代洪水將各種生物群落和地層混合在一起的區域,從而提供了對每個人原始環境的複雜描述。然而,衣索比亞的阿法爾裂谷地區沒有經歷過這種古代的混合,為古人類學家提供了更清晰的阿爾迪世界的畫面。

對該地區的地質情況和其他附近化石的分析顯示,發現了古代的無花果樹和朴樹以及新的哺乳動物和鳥類物種。其中一篇論文的作者(由新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室的地質學家吉迪·沃爾德加布裡埃爾領導)得出結論,這些發現以及草地居住物種(例如在其他地方發現的較大的有蹄物種)的缺乏,表明該地區“比今天潮溼和涼爽,包含從林地到森林斑塊的棲息地”。

然而,鑑於他們主要居住在樹木繁茂的地區,這意味著地面旅行可能是次要的,沃德說。“這些動物最重要的活動方式是爬樹。”然而,這提出了一個問題,即為什麼這些動物可能在後來的人族搬到草原之前就開始直立行走,而黑猩猩和其他大型猿類的祖先最終又退回了森林深處。

社會推測
阿爾迪的骨骼輪廓可以揭示該物種的日常生活嗎?

研究人員在雄性始祖地猿標本的犬齒中發現了一個重要的指標。現代雄性黑猩猩和大猩猩擁有長而鋒利的犬齒,它們在與其他雄性爭奪雌性配偶的戰鬥中使用這些犬齒。始祖地猿(甚至在較小程度上,人類)沒有如此可怕的牙齒。洛夫喬伊在論文中認為,這可能是缺乏雄性與雄性之間為爭奪雌性配偶而進行的競爭和攻擊的跡象,也可能表明雄性開始更多地參與撫養過程。

這些古老的始祖地猿雄性似乎也與雌性的體型幾乎相同,這再次表明它們可能具有與現代黑猩猩不同的社會系統,而黑猩猩以攻擊為基礎的等級制度長期以來一直是早期人族的對立面。

正如懷特在他的採訪中指出的那樣,這兩種關鍵的性別差異的缺失似乎“預示著一種新的社會結構”。

該領域的其他人士也同意,這兩個特徵很可能表明它們的交配系統與現代非洲猿類所見的交配系統不同。然而,阿肯色大學費耶特維爾分校的人類學副教授邁克爾·普拉夫坎說,僅僅根據化石證據重建社會系統的細節是很棘手的,甚至是不可能的。例如,一些新世界的猴子也表現出很少的性體型或犬齒二態性,並且終生配對——“家庭委員會年度動物”,普拉夫坎說——其他具有相似特徵的猴子,“非常濫交”,他解釋說。

下一步
如同任何重大的科學發現一樣,地猿始祖種(Ar. ramidus)提出了比它解答的更多的問題。“這項研究會讓幾代學生都忙個不停,”CASHP的里士滿談到這項研究時說道。它也可能會引發對現代人類直接起源於黑猩猩的普遍認知的改變——這種認知是透過流行的“四足猴子到直立人”的插圖序列普及的。接受Ardi分析所暗示的關於人類進化的新觀點,沃德說,將意味著“撕毀那(描繪)並把它扔出窗外”。

這項新證據質疑了許多關於智人(Homo sapiens)被認為享有的特權進化的假設。事實上,如果說有什麼的話,Ardi揭示了黑猩猩在過去七百萬到一千萬年間也經歷了一場相當漫長的進化歷程。

它也為在Ardi氏族之外進行更多工作指明瞭方向。“這恰恰突出了需要更多的研究來尋找黑猩猩和人類的最後共同祖先,”里士滿說。“最終我們想知道我們最初來自哪裡,以及是什麼因素讓我們邁向了人類獨特的步伐,”他說。但化石記錄將是最終的仲裁者。“我認為在沒有證據的情況下,現在就對共同祖先做出結論還為時過早,”他說。

事實上,即使是懷特也指出,現在就確定這些進化譜系是如何相關的,以及人科動物是如何開始直立行走的確切方式,還為時過早。

對Ardi的分析為查爾斯·達爾文和托馬斯·赫胥黎在近150年前提出的觀點賦予了新的意義,即可能存在一個與現代人類和大型猿類都截然不同的共同祖先。懷特在錄音採訪中指出,達爾文知道,“我們真正瞭解這個最後共同祖先樣貌的唯一方法就是去尋找它。”

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