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對於如此嬌小的生物,身高1.2米的“阿爾迪”(地猿始祖種)在古人類學界掀起了巨浪。 這項意義重大的發現——15年前宣佈,並於今年10月在《科學》雜誌上正式描述——加深了關於何時進化出雙足行走、我們與黑猩猩的最後共同祖先長什麼樣,以及一些古代靈長類動物如何演變成現代人類的學術辯論。
紐約州長島石溪大學醫學中心解剖科學系教授兼主任威廉·榮格斯說:“無論你站在哪一方,這都是一塊令人著迷的化石。” 確實,11篇論文的《科學》分析反而突出了更多的分歧,而不是彌合了分歧。
論文的作者,包括加州大學伯克利分校的蒂姆·懷特,提出地猿是“有效的直立行走者”,並且它“解決了早期人類進化中的許多不確定性,包括最後共同祖先的性質”。 但該領域的許多其他人認為,其中一些說法可能言過其實。 事實上,榮格斯說,“我認為他們說的有些話可能是為了製造轟動效應。”
那麼,阿爾迪代表著向人類邁出的真正一步嗎?還是她應該留在進化樹的側枝上? 懷特和他的同事作者們並沒有提出要有一個明確的答案,但透過對化石資料和周圍環境的細緻分析,他們在概述性論文中得出結論:“沒有明顯的特徵足以將地猿始祖種排除在南方古猿的祖先之外”,因此他們提出她可能確實是早期人族(這個不斷變化的命名法群體通常包括現今人類和我們已滅絕的近親,懷特等人也將其稱為人科動物——儘管後一個稱謂現在通常也包括大型猿類)。
但將地猿如何融入人類進化故事中可能比重建阿爾迪破碎而脆弱的骨骼還要困難,而且這個過程已經變得充滿爭議。
能幹的雙足行走者?
由於早期人類的傳統標誌一直是適應直立行走,因此關於地猿地位的大部分辯論都集中在她下半身骨骼的組合方式上——特別是她受損的髂骨,即翼狀的上骨盆骨的位置。 多倫多大學人類學系教授大衛·貝岡解釋說,根據這塊骨頭的方向,髖關節周圍的肌肉工作方式會有所不同。 在肯特州立大學的歐文·洛夫喬伊領導的科學論文之一的摘要中,認為到阿爾迪時代,“臀大肌已經重新定位,因此地猿始祖種可以直立行走而不會使其質心左右移動”(不像今天笨拙的大型猿類),但對髂骨的不同解釋可能會改變這一切。
儘管研究人員提出了大量的影像和描述,但其他人還是不願意不加懷疑地接受這些重建。 貝岡說:“也許這些碎片確實吻合得很好,但現實情況是,他們從一個嚴重受損的標本開始,最終得到的東西非常類似於南方古猿”(包括“露西”的群體,即320萬年前的南方古猿以及270萬年前的傍人猿)。 他說:“如果有可能進行調整,就很難不讓他們看起來像你腦海中已有的東西。” 榮格斯也指出了重建的風險,在像阿爾迪這樣的案例中,“需要大量的猜測。”
榮格斯說,雖然上骨盆看起來可能屬於早期人類,但下部看起來更像四足行走的非人類靈長類動物。 他最近會見了懷特並檢查了骨骼的照片。 然而,懷特斷言,在親自研究化石後,除非資料“被故意忽略,或者如果我們是編造的”,否則它們不可能屬於“一種不經常用後腿行走的動物”。
舒適的攀爬者
即使阿爾迪重建的髖部沒有說服所有人,她的腳也可能為該物種的運動方式提供一些重要的見解。 在洛夫喬伊領導的科學論文之一的摘要中,作者指出,“雖然地猿始祖種的足部解剖結構表明它仍然會爬樹,但在地面上它是直立行走的。” 阿爾迪的腳確實表明她適應了樹棲生活。 榮格斯稱她的腳趾“非常原始”,非常發散——甚至比現代黑猩猩的抓握趾還要發散——這將有助於攀爬。
所有已知的足部組成部分,無論多麼適應攀爬,都不能排除地猿在地面上直立行走的可能性。 然而,榮格斯認為“它實際上根本沒有表現出任何雙足行走的適應性。” 事實上,他說,地猿始祖種的許多組成部分並沒有讓阿爾迪看起來比黑猩猩更擅長直立行走——懷特等人不贊成將黑猩猩作為早期人類進化的模型。 在洛夫喬伊領導的一篇摘要論文中,作者將地猿描述為“兼性直立行走者”,即在需要時可以用兩條腿行走(例如,為了用前臂攜帶東西),但並不一定傾向於這樣做。
榮格斯說:“具有諷刺意味的是,這就是你描述黑猩猩雙足行走的方式”——“它們是兼性雙足行走者。” 另一方面,直立人生活在阿爾迪之後約260萬年,是專性雙足行走者,他指出,“即使是人類也是兼性攀爬者。”
無論阿爾迪的某些骨骼如何組裝或重新組裝,關於該物種如何在地面上行走的辯論可能不會透過進一步分析這個標本來解決。 即使發現了數百塊骨骼,該物種仍然缺少膝關節。 貝岡說:“我認為膝關節會以某種方式最終確定結果。” 榮格斯指出,更多的足部骨骼也會有幫助。
顱骨線索
榮格斯說,與其繼續在腰部以下進行譜系辯論,不如說阿爾迪最重要的特徵可能在她肩膀以上。 他在給ScientificAmerican.com的電子郵件中寫道:“如果我們希望將阿爾迪保留在我們的進化分支中,我們必須放棄將雙足行走作為嚴格意義上的‘人族’的標誌。”
他說:“如果我們只發現了頸部以下的化石,我們可能根本不會將阿爾迪視為人族。”
然而,研究團隊發現的大量顱骨碎片可能有助於將辯論導向早期人類陣營。 榮格斯說,在與懷特的談話中,他被牙齒證據——尤其是上犬齒,它比黑猩猩的犬齒更小,更像人類——所折服,從而開始考慮將阿爾迪視為人類進化的早期階段。 其中一篇科學摘要(由懷特領導)的作者寫道,小犬齒以及該物種雄性和雌性之間最小的體型差異“表明社會攻擊性極小”。 合著者洛夫喬伊認為,如果雄性不透過肢體攻擊來爭奪雌性,他們可能會更多地參與撫養後代——這是後來人類進化的關鍵組成部分。
顱骨本身也引發了關於阿爾迪與我們的其他祖先(如露西)有多相似的問題。 科學論文的作者注意到地猿的下臉較小,不像黑猩猩那樣突出,並且形狀更像南方古猿。 但外部研究人員則關注其大小與其他非人類靈長類動物(如已滅絕的中新世猿類)的相似性。
然而,懷特更傾向於全面看待標本,他尖銳地稱零敲碎打的分析“完全是假設性的,而且實際上是不現實的”。 他承認,“如果只發現了一箇中間指骨,那麼就不可能確定該物種的系統發育關係”,但他總結說,“牙齒、顱骨和顱後骨骼的特徵……都是地猿始祖種和後來的古人類所獨有的,排除了所有其他現存和已滅絕的猿類”,他在一封電子郵件中寫道。 他堅持認為,“即使沒有顱骨和牙齒”,“同樣的論點仍然會得到支援,因為髖部和足部具有共同衍生的特徵。”
他和他的合作者並不堅持將直立行走作為阿爾迪及其進化分支確實是早期人類的唯一指標,但他指出,到目前為止,它是畫面的一部分。 他說,雖然他們小組對“人科”家族的定義“不是本身基於雙足行走”,但這種指定“似乎與雙足行走和SCC[扇形犬齒複合體]的喪失都發生在人類和黑猩猩譜系分化的時間附近相一致。”
在進化樹中的位置
關於人類和黑猩猩共同的最後祖先長期以來的進化謎團,可能會因地猿始祖種的發現而至少得到部分澄清,提交給科學雜誌的關於該物種的600多頁材料的作者認為。
阿爾迪確實有助於解決關於這個關鍵生物的一些重要辯論,例如我們的早期祖先是否像現代黑猩猩那樣用指關節行走。(現在看來他們可能沒有。) 但正如榮格斯指出的那樣,人類是從黑猩猩(甚至是從類似黑猩猩的生物)進化而來的觀點已經過時了。 同樣,貝岡指出,透過440萬年前的阿爾迪來描繪大約在六百萬到八百萬年前生活的最後共同祖先將是一項艱鉅的任務。 貝岡說:“就像蒂姆[懷特]認為假設”黑猩猩在數百萬年中沒有進化是幼稚的“一樣,假設阿爾迪與共同祖先有很多相似之處也可能是幼稚的。”
貝岡和其他人可能比專案研究人員更慢地提出阿爾迪在人類直系血統中的位置,專案研究人員指出,即使該物種“比南方古猿原始得多”(正如他們在懷特領導的摘要中所寫的那樣),“它似乎……佔據了人族自然史的基礎適應性高原”(正如另一篇由洛夫喬伊領導的摘要所指出的那樣)。
但就像聲稱阿爾迪是近親一樣困難,駁斥她也很困難。 榮格斯評論說:“我認為說阿爾迪在系統發育上的確切位置尚不清楚且有爭議,這並不算不公平。” 甚至懷特也指出,“最有可能的三種可能性”是地猿要麼在人類譜系中,要麼在黑猩猩譜系中,要麼早於兩者。 他說:“我們根據一系列新進化的特徵將其歸入人科[又名人族]進化分支,這些特徵是它與該進化分支的所有其他成員——南方古猿物種和智人——所獨有的。”
貝岡從研究科學雜誌上發表的資料中發現,“在這個標本的解剖結構中,很少有東西可以直接指向南方古猿,然後指向智人,”他說。 “這很可能是一個旁支。”
對阿爾迪在靈長類動物家譜中的位置以及她在轉向直立行走中的作用進行更廣泛的分析可能必須等到原始化石及其鑄件可供其他研究人員檢查為止。 榮格斯說:“我們渴望瞭解阿爾迪如何融入其中。” 懷特本人似乎也很渴望讓其他人親眼看看他有信心的證據:“我們歡迎這些研究人員在對像雙足行走這樣重要的事情得出結論之前,仔細比較一下這些化石。”
現在正根據具體情況授予近距離觀察原件的機會。 對這一發現的更完整分析將在關於更大的中阿瓦什專案(將由加州大學出版社出版)的出版物中發表。*
無論人們多麼渴望親眼目睹阿爾迪和其他標本,以及對該物種作為人族的地位揮之不去的問題,大多數研究人員都讚賞挖掘和分析化石所涉及的重大工作。 榮格斯說:“那些傢伙所做的事情非常了不起。” 他說,關於地猿始祖種背景的廣泛文獻記錄“樹立了新的標準”,這是“真正非凡的”。
*更正(09年11月19日):此段在釋出後進行了更改,以反映當前中阿瓦什專案的檢視政策。