下頜骨化石或標誌著人類的黎明

一塊有著280萬年曆史的下頜骨化石和關鍵化石的數字模型描繪了人屬生物複雜的一面

一塊來自衣索比亞的、有著280萬年曆史的破損下頜骨化石可能代表著迄今為止發現的最早的古人類化石——將已知的人類起源推前了50萬年。這些遺骸,以及一個關鍵早期人類物種的受損化石的數字重建,都指向了我們人屬生物黎明時期的一次進化爆發。

現代人類,即智人 (Homo sapiens),是人類祖先鏈條上的最新一環。這條鏈條可以追溯到500萬到700萬年前,與黑猩猩和倭黑猩猩這兩個人類最親近的近親有著共同的祖先。不完整的化石記錄意味著研究人員很難找到這條鏈條上的其他環節,也很難將真正的人類祖先與進化死衚衕(家族樹中的旁支)區分開來。

多數人認為直立人 (Homo erectus) 是一種祖先。該物種大約在200萬年前出現在東非。它的大腦和高大的身體都與現代人類相似。另一個可能的聯絡是一種更像猿類的生物,它們生活在大約300萬到400萬年前:阿法南方古猿(Australopithecus afarensis),它們直立行走,但身高僅一米多一點,大腦很小。可能彌合這兩個物種之間差距的一個物種是能人 (Homo habilis),但一些研究人員推測,在300萬到200萬年前之間至少存在兩個“早期人屬”物種。


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第一個古人類?
2013年1月29日,科學家在梳理衣索比亞東北部阿法爾地區的某個區域時,發現了一塊有著280萬年曆史的下頜骨化石,它可能屬於最早的人屬物種——或許是第一個古人類。內華達大學拉斯維加斯分校的古人類學家布萊恩·維爾莫爾說,它的牙齒很小,像其他人屬物種的牙齒一樣,下頜骨的拋物線形狀更符合人屬的特徵,而不是南方古猿的特徵。他的團隊在《科學》雜誌上報告了這一發現。研究人員沒有給這塊下頜骨命名物種名稱,直到他們發現更多遺骸。“我們很希望找到它們,但這只是運氣問題,”維爾莫爾說。

“我認為他們很好地證明了,如果它不是最早的人屬證據,也肯定非常接近了,”華盛頓特區喬治華盛頓大學的人類學家伯納德·伍德說。“在我看來,它看起來很‘人屬’,但我希望看到他們的資料,”馬薩諸塞州劍橋市哈佛大學的古人類學家丹尼爾·利伯曼同意道,他指的是對下頜骨的精確測量。

在另一篇論文中,維爾莫爾團隊的成員認為,大約在280萬年前,氣候變化將阿法爾地區的森林轉變成了草原。“有兩種方法可以應對這種情況:一種是滅絕,另一種是進行某種進化適應,”維爾莫爾說。他推測,智人的祖先轉向狩獵,最終發展出更大的大腦和更靈活的身體。

一段混亂的歷史
但是,正如《自然》雜誌報道的那樣,對180萬年前的化石樣本進行重新分析後,人屬的起源變得越來越令人困惑。在20世紀60年代初,由古人類學家路易斯和瑪麗·利基領導的團隊在坦尚尼亞的奧杜威峽谷發現了一個變形的下頜骨、手部和部分頭骨。

“《自然》雜誌以非常非正式的方式報道了這一發現:‘先生:我發現了一根骨頭,我現在給你看一張照片。再見。’”倫敦大學學院的古人類學家弗雷德·斯普爾說。利基團隊後來將這些遺骸指定為一個新物種,他們稱之為能人 (Homo habilis),意思是“能幹的人”。他們認為,該物種的成員製造了多年前在附近發現的石器。

但材料太少了,以至於後來各種其他化石都被指定為能人。

“我正是透過處理能人這一亂麻,才成為一名古人類學家的,”利伯曼說。“很明顯,變異太大,無法容納一個物種。”

為了幫助清理混亂局面,斯普爾的團隊回溯了利基夫婦最初的能人化石,並確定了下頜骨的真實形狀。研究人員使用計算機斷層掃描 (CT) 掃描儀制作了下頜骨的三維模型,發現骨骼的變形是由許多小斷裂造成的。

重建這些破碎的碎片後發現,下頜骨比團隊預期的更原始。它又長又薄,兩側的牙齒行幾乎平行——更像南方古猿的下頜骨,而不是人類的圓形下頜骨。然而,頭骨骨骼的重建表明,大腦比預期的要大,與直立人的大腦大小相似。

斯普爾的團隊說,先前發現的被歸類為能人的、可追溯到230萬年前的上頜骨化石,與新重建的下頜骨看起來差異太大,不屬於同一個物種。這表明,早於直立人的物種是多種多樣的。

這兩份報告證實,“早期人屬”物種顯示出很多變異,但沒有一個物種明顯是直立人的祖先,利伯曼說。“每個人都在思考的問題是,在向早期人屬的起源過渡以及在早期人屬內部發生了什麼,”他說。“我們只是不明白髮生了什麼。”

本文經許可轉載,並於 2015 年 3 月 4 日首次發表

Ewen Callaway is a senior reporter at Nature.

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