衣索比亞偏遠阿法爾地區的乾旱荒地長期以來一直是古人類學家的最愛狩獵場。許多人科動物——這個群體包括人類譜系中自與黑猩猩譜系分離以來的所有生物——曾經將這裡稱為家園。該地區或許最出名的是出土了“露西”,這是一具320萬年前的人類祖先骨骼,被稱為南方古猿阿法種。2006年,研究人員在距離露西出土地僅四公里的迪基卡遺址公佈了另一件令人難以置信的南方古猿阿法種標本。但與去世時已成年的露西不同,最近發現的化石是一位嬰兒的,他生活在330萬年前(但仍然被戲稱為“露西的嬰兒”)。
沒有其他如此古老的人科動物骨骼——包括露西——像這具骨骼一樣完整。此外,作為有史以來發現的最早的幼年人科動物,迪基卡兒童為研究我們遠古親屬的生長過程提供了前所未有的機會。“如果露西是20世紀最偉大的化石發現,”亞利桑那州立大學的唐納德·C·約翰遜說,他於1974年發掘出了這具著名的化石,“那麼這個嬰兒就是迄今為止21世紀最偉大的發現。”
[break] 快樂的結晶
支援科學新聞報道
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報道 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
那是2000年12月10日下午,由澤雷塞納·阿勒姆塞吉德領導的化石獵人(現在在舊金山加利福尼亞科學院)發現了這件標本。只有它的小臉的一部分是可見的;其餘大部分骨骼都埋在一個甜瓜大小的砂岩塊中。但“立刻就清楚這是一隻人科動物,”阿勒姆塞吉德回憶道,他注意到眉毛的光滑和小犬齒的大小以及其他類人特徵。然而,進一步的評估將不得不等到化石被清理乾淨——這是一個細緻的過程,在這個過程中,水泥狀的基質幾乎一粒一粒地用牙科工具從骨骼上移除。
阿勒姆塞吉德花了五年時間才揭示出孩子解剖結構的關鍵要素;他繼續分析此後揭示出的骨骼。儘管如此,這一發現已經為了解一個大多數研究人員認為產生了我們自己人屬的物種提供了寶貴的見解。阿勒姆塞吉德和他的同事在2006年發表在《自然》雜誌上的兩篇論文中描述了這塊化石及其地質和古生物學背景。在衣索比亞舉行的新聞釋出會上宣佈這一發現時,他們將這個孩子命名為塞拉姆——在幾種衣索比亞語言中意為“和平”——希望能鼓勵阿法爾交戰部落之間的和諧。
這具骨骼被認為是三歲女孩的骨骼,由幾乎完整的頭骨、整個軀幹以及手臂和腿部的部分組成。甚至膝蓋骨——不大於澳洲堅果——也被儲存了下來。許多骨骼仍然是連線在一起的。如此完整的人科動物化石非常罕見,而嬰兒的化石則更為罕見,因為他們的骨骼更加脆弱。事實上,下一個最古老的、完整程度相當的幼年骨骼是尼安德特嬰兒的骨骼,可追溯到大約5萬年前。
[break] 行走與攀爬
塞拉姆以及在遺址發現的其他動物的特殊儲存狀態向南佛羅里達大學的團隊地質學家喬納森·G·溫恩表明,她的身體在死後不久被一次洪水事件掩埋。她是在洪水中喪生還是在此之前喪生尚不得而知。
雖然塞拉姆去世時只有三歲,但她已經具備了她所屬物種的獨特特徵。例如,她突出的口鼻部和狹窄的鼻骨很容易將她與另一個古老的年輕人區分開來,即來自南非的所謂湯恩兒童,後者是密切相關的南方古猿非洲種物種的成員。她的下頜骨類似於哈達爾的下頜骨,哈達爾是露西和許多其他南方古猿阿法種個體被發現的地點。
塞拉姆的顱後骨骼也表現出同樣的混合特徵,長期以來,這種特徵一直困擾著對南方古猿阿法種如何在陸地上移動感興趣的科學家。學者們一致認為,南方古猿阿法種是一種能夠用兩條腿靈活走動的生物。但從20世紀80年代開始,一場關於該物種是否也適應樹棲生活的辯論爆發了。爭論的焦點是觀察到,儘管該物種的下半身具有明顯的雙足行走的適應性,但其上半身包含許多更適合樹棲生活的原始特徵,例如用於抓住樹枝的長而彎曲的手指。一方認為,南方古猿阿法種已經完全過渡到陸地生活,上半身對樹木友好的特徵只是從樹棲祖先那裡繼承下來的進化包袱。另一方則認為,如果南方古猿阿法種保留了這些特徵數萬年,那麼攀樹一定仍然是其運動能力的重要組成部分。
與她的同類一樣,塞拉姆也擁有為行走而生的腿和為攀爬而生的手指。但她也為這場爭議帶來了新的資料,形式是兩個肩胛骨,或肩胛骨——以前對這個物種來說是未知的骨骼。根據阿勒姆塞吉德的說法,她的肩胛骨看起來最像大猩猩的肩胛骨。向上朝向的肩臼尤其像猿,與現代人類的側向朝向的肩臼形成鮮明對比。阿勒姆塞吉德指出,這種方向可能有助於將手舉過頭頂——靈長類動物在攀爬時會這樣做。(雖然大猩猩成年後不攀爬,但它們在幼年時確實會在樹上度過一段時間。)
幼年塞拉姆內耳中也存在樹棲傾向的進一步暗示。透過計算機斷層掃描成像,該團隊得以一窺她的半規管系統,該系統對於維持平衡非常重要。研究人員確定,塞拉姆的半規管與非洲猿和南方古猿非洲種的半規管相似。他們認為,這可能表明南方古猿阿法種不像我們現代人類那樣在兩條腿上快速而敏捷。這也可能意味著南方古猿阿法種在解耦頭部和軀幹的運動能力方面受到限制,而這種能力似乎在我們人類物種的耐力跑中起著關鍵作用。
南方古猿阿法種是一種雙足行走的生物,其上半身至少部分適應樹棲生活的結論,與石溪大學的傑克·T·斯特恩及其同事多年前在關於露西及其同時代人的報告中寫的內容相呼應。“我很高興看到這篇論文表明我可能是對的,”斯特恩評論道。約翰遜同意,關於部分樹棲的南方古猿阿法種的案例比以往任何時候都更有力。“早期,我曾是阿法種嚴格陸地雙足行走的堅定擁護者,”他評論道。但考慮到最近的發現,約翰遜說,“它們仍然利用一些樹棲棲息地在夜間離開地面並在那裡睡覺或回到熟悉的食物來源並非不可能。”
行走和攀爬的結合與早期人科動物(包括塞拉姆)環境研究中出現的情況非常吻合。如今,迪基卡是一片塵土飛揚的山丘,只零星點綴著樹木或灌木。但在330萬年前,它是一個水源充足的三角洲,兩側是森林,附近還有一些草原。“在這種背景下,擁有一隻‘猿’在樹上和地面上度過時間並不奇怪,”專案成員,現任喬治華盛頓大學的勒內·博貝評論道。
並非所有人都被樹棲論所說服。肯特州立大學的C·歐文·洛夫喬伊對塞拉姆的肩胛骨看起來像大猩猩的說法提出異議。“它是原始的,但它實際上更像人類而不是像大猩猩,”他評論道。洛夫喬伊是南方古猿阿法種是專門的雙足行走的生物這一觀點的主要支持者,他堅持認為,通常被認為是南方古猿阿法種在樹上度過時間的指標的前肢特徵,僅提供“該動物具有樹棲歷史的證據”。他表示,1978年著名的拉託利足跡的發現結束了這場辯論。足跡沒有顯示出抓握性的大腳趾,沒有它,洛夫喬伊說,南方古猿阿法種根本無法在樹上有效地移動。
[break] 大雜燴般的人科動物
專家們可能對塞拉姆的類猿骨骼特徵的功能意義存在分歧,但他們一致認為,人科動物身體的不同部位在不同的時間經歷了選擇。南方古猿阿法種是“鑲嵌進化的一個很好的例子,”約翰遜說。“你不會只是神奇地撥動某個進化開關,就將四足動物轉變為直立行走的雙足人類。”看起來自然選擇首先在下肢和骨盆中選擇雙足行走,而那些在雙足運動中沒有真正使用的東西,如手臂和肩膀,則在後期發生變化,他說。“我們越來越瞭解從樹棲類猿生物進化為陸地雙足動物的變化順序。”
對塞拉姆頭骨的分析暗示了類似的零敲碎打式的蛻變。舌骨的形狀——這塊精緻的、很少儲存下來的骨骼有助於固定舌頭和聲帶——表明南方古猿阿法種的喉嚨裡有氣囊,表明該物種擁有類猿的聲帶。相反,孩子的腦部顯示出微妙的人性跡象。透過研究化石的天然砂岩內模,即顱腔的印模,阿勒姆塞吉德的團隊確定,塞拉姆在三歲時只達到了成年大腦尺寸的65%到88%。相比之下,同齡的黑猩猩已經達到了其成年大腦尺寸的90%以上。這引發了一個誘人的可能性,即南方古猿阿法種經歷了更像人類的大腦生長模式。
需要更多的化石來辨別新的骨骼是否代表了南方古猿阿法種的嬰兒,科學家們無疑渴望找到其他不同年齡段的南方古猿阿法種兒童的遺骸——如果他們能找到的話——看看它們如何比較。但來自迪基卡的小女孩仍然有更多的秘密要揭示。“我認為這件標本的影響將在於它對南方古猿的生長和發育的資訊,不僅包括單個身體部位,還包括一個個體內結構之間的發育速率,”密蘇里大學哥倫比亞分校的卡羅爾·V·沃德觀察到。
自從最初描述塞拉姆以來,持續去除粘附在她遺骸上的砂岩已經使所有骨骼在某種程度上暴露出來。阿勒姆塞吉德預計,他最終將能夠重建幾乎整個南方古猿阿法種三歲兒童的身體——並開始瞭解澳大利亞南方古猿的成長過程。
