南非驚人骨骼揭示人類進化模糊時期的新物種

發現者認為這些近兩百萬年前的化石可能是我們的祖先,但其他科學家對此不太確定

在南非工作的科學家們公佈了一種對科學界來說是新的人類物種的化石,他們說這可能是我們人類屬(Homo)的直接祖先。這些發現是在馬拉帕洞穴中發現的,該洞穴距離斯特克方丹、斯瓦特克朗斯和克羅姆德拉伊遺址僅15公里,這些遺址已經出土了許多重要的人類化石。這些發現包括兩個近195萬年前的不完整骨骼。研究人員給它們命名為南方古猿源泉種Australopithecus sediba)。

這對可能是一對母子的成年女性和幼年男性,似乎是從洞穴頂部的孔洞掉入洞穴的,也許是在試圖進入內部的水池時。骨骼的儲存狀況非常出色,尤其是男性,因此這一發現被比作來自衣索比亞的著名的露西化石和來自肯亞的圖爾卡納男孩。但是,在遺骸中明視訊記憶體在的原始和先進特徵的驚人混合引發了關於新物種在族譜中的位置的辯論,並提出了關於人屬Homo)出現的重要問題。

自1856年德國採石工人發現第一塊被認為是早期人類的化石(它是尼安德特人)以來,對人類起源的研究已經取得了長足的進步。研究人員已經將我們的根源追溯到大約七百萬年前,接近人類譜系與我們最近的近親黑猩猩的譜系分化的時間點;他們已經發現了包括露西及其同類在內的南方古猿的廣泛遺骸,這些生物是猿和我們之間的過渡;他們還出土了相當多的物種化石,記錄了人屬Homo)的進化。考慮到我們的表親黑猩猩、倭黑猩猩和大猩猩幾乎不存在的化石蹤跡,人類的化石記錄非常驚人。


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工作 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


然而,研究人員對我們如何成為現在的樣子存在重大知識空白。其中一個盲點是人屬Homo)的起源。大多數專家都認為,人屬Homo)是從一種南方古猿(Australopithecus)進化而來的,無論是南方古猿阿法種A. afarensis,露西的物種)還是非洲南方古猿A. africanus)。然而,由於已知最古老的人屬(Homo)遺骸如此稀少和零碎,因此很難將其中一種南方古猿物種與人屬(Homo)聯絡起來。

科學家們最好的猜測是,生活在大約230萬年前至150萬年前的能人Homo habilis)標誌著人屬Homo)的首次亮相,隨後產生了直立人(H. erectus),直立人是第一個從非洲向全球擴散的人類祖先(人類譜系成員),並且被認為是後來人類物種(包括智人H. sapiens))的起源。但是,能人H. habilis)是一個相對不太瞭解的物種,因為已知的標本很少儲存頭骨以下的骨骼。實際上,一些研究人員想知道分配給能人H. habilis)的一些化石實際上是否屬於其他物種。“能人H. habilis)長期以來一直處於不穩固的地位,” 溫納格林人類學研究基金會主席、古人類學家萊斯利·艾洛觀察到。

南方古猿源泉種A. sediba)就屬於這種混亂的情況。在描述化石遺骸的論文中,該論文將與另一篇詳細介紹發現的發現的地質背景和年代的論文一起在4月9日發行的《科學》雜誌上發表。約翰內斯堡威特沃特斯蘭德大學的李·伯傑及其同事認為,非洲南方古猿A. africanus)產生了南方古猿源泉種A. sediba),而南方古猿源泉種A. sediba)又產生了人屬Homo)。有趣的是,該團隊暗示南方古猿源泉種A. sediba)可能甚至與直立人H. erectus)的親緣關係比能人H. habilis)更近,因此有可能將能人H. habilis)貶為族譜的旁支,而不是通向我們的線的令人垂涎的位置。

伯傑及其合作者基於南方古猿源泉種A. sediba)獨特的原始和衍生特徵的混合得出結論。諸如其小腦、小身體和非常長的手臂等特徵將該生物與南方古猿聯絡起來,尤其是與非洲南方古猿A. africanus)聯絡起來,南方古猿源泉種A. sediba)在面部和牙齒的細節上都與非洲南方古猿A. africanus)相似。然而,新物種也表現出一些僅在人屬Homo)中看到的特徵,包括其較平坦的面部、強壯的骨盆和長而有力的腿。根據該團隊的說法,尤其是在頭骨和骨盆的細節中,與直立人H. erectus)的相似之處顯而易見。

未參與這項新工作的古生物學家同意,這兩個南非骨骼代表了一項重大發現。但是,對於這種新的人類祖先在族譜中的位置,他們存在很大分歧。“這真是一個令人難以置信的發現,”肯亞國家博物館的梅芙·利基評論道,她最近前往南非並查看了南方古猿源泉種A. sediba)的遺骸。“考慮到化石的數量和質量,我發現很難相信我們所看到的。但是,我不認為它們是人屬(Homo)的祖先或與人屬(Homo)有任何關係。”她說,“這些化石反而加強了我的觀點,即南非的南方古猿經歷了一次單獨的輻射,除了它們有一個共同的祖先外,與被稱為南方古猿Australopithecus)的東非物種幾乎沒有關係。”在2001年,利基及其同事宣佈他們發現了一種他們稱之為肯亞平臉人Kenyanthropus platyops的人類祖先,並認為這可能是人屬Homo)的另一個可能的祖先。

石溪大學的威廉·榮格斯同意發現團隊對新骨骼的解釋,即它是一種可能起源於非洲南方古猿A. africanus)的新南方古猿Australopithecus)物種。但他對與人屬Homo)的關係提出異議。“南方古猿源泉種A. sediba)和早期人屬Homo)之間的擬議聯絡充其量是牽強的,”他斷言,並指出這兩個群體之間所謂的顱後相似之處並不十分令人信服。

亞利桑那州立大學人類起源研究所所長威廉·金貝爾有不同的看法。考慮到面部和骨盆的先進特徵,新的化石“可能屬於人屬Homo)”。但是,它們並沒有闡明其起源。金貝爾指出,他在衣索比亞哈達爾工作的一個遺址出土了一個人屬Homo)標本,該標本大約有230萬年的歷史,比南方古猿源泉種A. sediba)化石早了數十萬年。就他們而言,伯傑及其合著者認為,馬拉帕化石既不是南方古猿源泉種A. sediba)的第一個也不是最後一個例項,它們可能是一個起源較早的物種的後期倖存種群。“這是一個需要進一步發現來澄清的建議,” 金貝爾反駁道。

金貝爾並不是唯一一個認為新化石應該屬於人屬Homo)而不是南方古猿Australopithecus)的古人類學家。紐約大學的蘇珊·安東觀察到,特別是牙齒的特徵與我們的人屬(Homo)一致。但是,鑑於早期人屬Homo)的遺骸稀少,很難確定骨骼與已知的人屬Homo)物種的確切關係。“在許多情況下,我們根本不知道某些類群中某些元素是什麼樣的,”她說。缺乏任何能人H. habilis)的髖骨來與南方古猿源泉種A. sediba)進行比較就是一個例子。安東懷疑南方古猿源泉種A. sediba)可能是人屬Homo)的一個死衚衕分支,而不是諸如直立人H. erectus)等後來物種的祖先。

關於如何對馬拉帕化石進行分類的意見分歧可能在意料之中,因為古生物學家越接近南方古猿Australopithecus)和人屬Homo)之間的過渡,就越難確定標本屬於分界線的哪一側。無論如何,這些化石都照亮了人類進化中非常神秘的一章。“它們將成為一個非凡的視窗,一個形態學的時間機器,可以瞭解180萬至200萬年前之間發生的進化過程和進化壓力,”伯傑在4月7日的新聞電話會議上說。

例如,南方古猿源泉種A. sediba)中明顯的原始和衍生特徵的組合表明,在這個人類進化階段,身體的不同部位在不同的時間發生變化——腿先於手臂發生變化;骨盆先於大腦發生變化。

南方古猿源泉種A. sediba)確實為與人屬Homo)和南方古猿Australopithecus)相關的特徵的共同表達提供了有趣的見解,”萊比錫馬克斯·普朗克進化人類學研究所的弗雷德·斯普爾評論道。他觀察到,儘管它具有類似南方古猿Australopithecus)的大腦大小和臼齒形狀,但它的顱骨形狀和臼齒大小使人想起人屬Homo)。南方古猿源泉種A. sediba)的這些特徵表明,“大腦大小和顱骨的某些特徵不一定相關,臼齒大小和形態也不一定相關。”

南方古猿源泉種A. sediba)在頭骨和全身都表現出新舊特徵的混合,這向榮格斯強調,在南方古猿中看到的原始特徵不僅僅是來自生活在樹上的祖先的進化包袱,正如一些科學家所認為的那樣。相反,他說,這些特徵是南方古猿成功的最主要因素,因此它們持續了數百萬年。“隨著人屬Homo)的出現,[這些特徵的]最終喪失需要解釋。”在他看來,選擇增強我們長距離奔跑能力的特徵可以解釋這種轉變。

馬拉帕骨骼似乎不太可能獨自解決人屬Homo)的起源問題。但是,對它們應如何分類(南方古猿Australopithecus)還是人屬Homo),旁支還是主線)的澄清可能並不遙遠:伯傑在新聞電話會議上告訴記者,自從向《科學》雜誌提交他的初步發現以來,他已經在洞穴中發現了至少兩個更多的人類祖先骨骼。他目前正在挖掘這些骨骼,並組建了一個由大約60名專家組成的團隊,以詳細分析該遺址的所有材料。他們的待辦事項清單包括確定化石是否可能包含適合測序的蛋白質或DNA,重建人類祖先生活的環境,以及研究這個古代親戚的衰老過程和疾病過程。這些努力無疑將揭示這個人類大家庭最新成員的極其詳細的畫像。

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
© .