新大陸的陌生人

在喬治亞共和國的驚人發現顛覆了關於第一批走出非洲的原始人類的長期觀點

我們絕不會停止探索
我們所有探索的終點
將是回到我們開始的地方
並第一次認識這個地方。
——T.S.艾略特,《四個四重奏:小吉丁》

在宇宙飛船和深海潛水器的時代,我們理所當然地認為人類是勇敢的探險家。然而,從進化的角度來看,殖民傾向是我們人類的顯著特徵之一:沒有其他靈長類動物像我們一樣分佈得如此遙遠和廣泛。然而,人類並非一直如此具有世界性。在原始人類進化的七百萬年左右的大部分時間裡,他們都留在自己出生的非洲。但在某個時候,我們的祖先開始走出家園,標誌著我們家族史的新篇章的開始。

直到最近,化石記錄都對這一章節隱藏得相當嚴密。基於現有的證據——來自中國和爪哇遺址的一些人類化石——大多數古人類學家認為,首次跨洲旅行是由我們屬的一個早期成員——直立人進行的,開始於一百多萬年前。直立人四肢修長,大腦發達,擁有適合開拓者的步幅和智慧。早期的原始人類,如能人以及南方古猿等,大多是身材矮小、大腦容量小的生物,不比現代黑猩猩大多少。相比之下,直立人的體型預示了現代人類的身體比例。


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奇怪的是,在非洲,直立人的第一批代表,有時被稱為匠人,早在190萬年前就出現了。為什麼會有如此長的離開延遲?為了解釋這一點,研究人員提出,直到手斧和其他對稱形狀的標準化石器(一種被稱為阿舍利文化的先進技術文化)出現,直立人才有可能進入北部緯度地區。這些工具究竟能夠完成什麼,而它們之前的簡單的奧爾德沃礫石、砍砸器和刮削器無法完成,尚不清楚,儘管它們可能提供了一種更好的屠宰方式。無論如何,在非洲以外被接受的最早的人類遺蹟是以色列烏拜迪亞遺址出土的阿舍利石器。

強壯、聰明、擁有尖端技術——這是好萊塢會在電影中扮演的角色,一個完美的先驅者。事實證明,太完美了。在過去的幾年裡,在喬治亞共和國的德瑪尼西遺址工作的研究人員發掘出了一批儲存完好的原始人類化石、石器和動物遺骸,其年代可追溯到大約175萬年前——比烏拜迪亞遺址的遺骸早近50萬年。按照古人類學的標準,這簡直是一筆巨大的財富。世界上沒有其他早期人類遺址出土過如此大量的骨骼,這為科學家們提供了一個前所未有的機會來窺探我們原始人類祖先的生活和時代。這些發現已被證明是革命性的:喬治亞的原始人類在解剖學和技術上都比預期的要原始得多,這讓專家們不僅想知道為什麼早期人類最初會冒險走出非洲,還想知道他們是如何做到的。

可疑的首次亮相

如果按直線距離計算,德瑪尼西這個沉睡的現代村莊位於喬治亞首都第比利斯西南約85公里處,距該國與亞美尼亞的邊界以北20公里處,坐落在小高加索山脈的腳下。在中世紀,德瑪尼西是當時最重要的城市之一,也是古絲綢之路上的一個重要站點。因此,該地區長期以來一直吸引著考古學家的興趣,他們自 20 世紀 30 年代以來一直在那裡挖掘中世紀城堡的廢墟。該遺址可能也具有更深層意義的第一個暗示出現在 1983 年,當時喬治亞科學院的古生物學家阿貝薩洛姆·韋庫阿在其中一個穀物儲藏坑中發現了一隻早已滅絕的犀牛的遺骸。城堡居民挖的洞顯然打開了一扇通往史前史的視窗。

第二年,在古生物學挖掘過程中,原始石器被發現,這帶來了一個誘人的可能性,即化石化的人類遺骸最終可能會隨之出現。最終,在 1991 年野外考察季的最後一天,工作人員找到了他們一直在尋找的東西:一塊原始人類的骨頭,發現於劍齒虎的骨骼下方。

根據相關動物遺骸的估計年代,研究人員判斷這塊人類化石——一塊下頜骨,他們將其歸因於直立人——大約有 160 萬年的歷史,這將使其成為非洲以外已知最古老的原始人類。但是,當喬治亞國家博物館的戴維·洛爾德基帕尼澤和已故的列奧·加布尼亞在當年晚些時候在德國舉行的一次會議上向一些古人類學界的知名人士展示該標本時,他們的說法受到了質疑。人類本不應該在一百萬年前就走出非洲,而且儲存完好的下頜骨——每顆牙齒都在原位——看起來太完好無損了,不應該像喬治亞人說的那樣古老。許多科學家得出結論,認為該化石不是直立人,而是後來出現的物種。因此,德瑪尼西的下頜骨並沒有獲得古人類學精英的認可,而是被打上了問號。

團隊成員並沒有氣餒,而是繼續在該遺址工作,改進他們對其地質學的理解並尋找更多原始人類遺骸。他們的堅持最終得到了回報:1999 年,工作人員在八年前發現下頜骨的地點幾英尺遠的地方發現了兩個頭骨。一篇描述這些化石的論文於次年春天發表在《科學》雜誌上。“那一年,狂熱開始了,”現在指導挖掘工作的洛爾德基帕尼澤回憶道。這些發現確立了德瑪尼西原始人類與非洲直立人之間的密切關係。與來自東亞和西歐的最早人類不同,後者表現出明顯的區域性特徵,德瑪尼西頭骨在眉脊等形態上與非洲早期材料明顯相似。

到這個時候,地質學家已經確定了這些化石的年代,這些化石來自直接位於一塊放射性測定年代為 185 萬年前的厚火山岩層之上的沉積物。“玄武岩新鮮、未風化的輪廓表明,在含化石沉積物覆蓋之前,沒有過去多少時間,”北德克薩斯大學的 C. 裡德·費林解釋說。對沉積物的古地磁分析表明,它們是在大約 177 萬年前地球磁極反轉時沉積的,即所謂的松山反轉期。此外,已知年代的動物遺骸伴隨著原始人類化石——例如一種名為米氏田鼠的齧齒動物,它只生活在 160 萬到 200 萬年前之間——並且在附近的一個遺址中,第二個 176 萬年前的玄武岩層覆蓋著相同的地層。

新的化石和年代測定結果共同確立了德瑪尼西是非洲以外最古老的明確的原始人類遺址的案例,將歐亞大陸的殖民時間推回了幾十萬年。他們也推翻了人類在發明阿舍利技術之前不能離開非洲的理論。德瑪尼西的工具包只包含用當地原材料製成的奧爾德沃級工具。

矮個子先驅

喬治亞原始人類的久遠年代和他們工具的簡陋讓許多古人類學家感到震驚。但德瑪尼西還有更多的驚喜。2002 年 7 月,洛爾德基帕尼澤的團隊宣佈,他們已經發現了一個幾乎完整的第三個頭骨——包括一個相關的下頜骨——這是有記錄以來最原始的人屬標本之一。前兩個頭骨分別容納了 770 立方厘米和 650 立方厘米的灰質,而第三個頭骨的顱容量只有 600 立方厘米——不到現代大腦的一半大小,並且比預期的直立人的顱容量小得多。第三個頭骨的形態也並非完全像直立人。相反,眉骨的纖細、面部的突出和頭骨後部的彎曲使人想起能人,這是直立人的推定祖先。

第三個頭骨的發現導致了一個驚人的啟示,即與大腦發達是首次跨大陸遷徙的一部分這一概念相反,這些早期的旅行者中有些人的大腦發育程度幾乎不比原始能人高多少。同樣,喬治亞的原始人類的身材似乎也沒有比能人高多少。肋骨、鎖骨、椎骨以及手臂、腿、手和腳的骨頭也已經出現,儘管大多數尚未得到正式描述。但根據股骨,德瑪尼西人似乎只有大約四英尺半高。

“這是我們第一次擁有直立人和能人之間的中間人,”洛爾德基帕尼澤觀察到。儘管這些化石根據某些決定性特徵被該團隊暫時歸類為直立人,但他認為德瑪尼西原始人類所代表的人群可能更具體地是該物種的根基,是直立人和能人之間缺失的一環。

其他學者提出了更詳細的分類方案。匹茲堡大學的傑弗裡·施瓦茨注意到迄今為止發現的頭骨和下頜骨(包括 2000 年出土的一個龐大的下頜骨)中明顯的解剖學差異,他認為德瑪尼西化石可能代表兩個或多個早期人類物種。“如果是這樣,我就吃掉其中一個,”密歇根大學安阿伯分校的米爾福德·H·沃爾波夫反駁道。他認為,更合理的解釋是,那塊“流氓”下頜骨來自一名男性,而其餘骨骼則屬於女性。

洛爾德基帕尼澤承認,巨大的下頜骨確實有點令人頭疼,但考慮到這些化石都來自同一地層,他推斷它們很可能屬於同一批直立人。實際上,他說,關於德馬尼西遺址最重要的意義之一在於,它為我們提供了思考變異性的機會。也許一些研究人員低估了直立人的變異程度——來自衣索比亞中部阿瓦什地區的布里遺址和肯亞的伊萊雷特遺址的最新發現支援了這一觀點。洛爾德基帕尼澤懷疑,隨著喬治亞的發現越來越清晰,許多非洲化石的性別和物種都需要重新評估,我們譜系的創始成員是誰的問題也需要重新審視。他沉思道,也許能人不是人屬。事實上,許多專家都在質疑這種人科動物可能是南方古猿的一個物種,而不是我們自己屬的成員。

喬治華盛頓大學的伯納德·伍德評論說,將能人歸入人屬在分類學上並沒有說服力。考慮到其大腦和身體的比例、頜骨和牙齒的特徵,以及與運動相關的特徵,能人更像南方古猿,而不是過去人們認為的那樣。如果是這樣,直立人的出現很可能標誌著我們人屬的誕生。伍德說,目前尚不清楚的是,德馬尼西的人科動物是屬於人屬還是南方古猿。

拋開分類學的細節不談,德馬尼西人明顯矮小的身材可能會給古人類學家帶來進一步的困難。賓夕法尼亞州立大學的艾倫·沃克和帕特·希普曼在 20 世紀 80 年代提出,後來由西北大學的威廉·R·倫納德及其同事詳細闡述的另一個關於人類為什麼離開非洲的流行理論認為,直立人龐大的體型需要比其體型較小的祖先更高質量的飲食(包括肉類)才能滿足其增加的能量需求。採取這種飲食方式會迫使該物種擴大其視野以尋找足夠的食物,這種擴張可能導致它們進入歐亞大陸。在非洲以外發現的明顯小於經典直立人的個體可能會迫使專家重新思考這一情況。

也許是語言使人科動物最終擺脫了非洲的束縛。普遍的看法認為,直立人缺乏說話的能力,因為其脊髓太小,無法足夠精確地控制參與言語產生的肌肉。這一結論是基於長期以來唯一已知的直立人椎骨,即來自著名的肯亞化石“圖爾卡納男孩”。但賓夕法尼亞大學的馬克·邁耶對德馬尼西椎骨和圖爾卡納椎骨的分析表明,德馬尼西人擁有現代的脊髓,因此在神經系統上沒有語言的限制。事實證明,“圖爾卡納男孩”患有收縮脊髓的疾病,因此不能代表正常的直立人狀況。雖然這項新研究並未確定德馬尼西人擁有說話的能力,但它增加了他們可能擁有這種能力的可能性。

喬治亞的思考

無論早期人類是如何離開非洲的,都不難理解他們為什麼會在喬治亞南部定居。一方面,西部的黑海和東部的裡海保證了相對溫和的氣候,甚至可能像地中海氣候。另一方面,該地區在生態上似乎非常多樣化:在該遺址發現了林地生物(如鹿)和草原動物(如馬)的遺骸,表明這裡存在森林和稀樹草原棲息地的混合體。因此,實際上,如果一個地方的情況變得艱難,人科動物不必移動太遠就能找到更好的地方。費林說,環境的多樣性可能促進了定居。特別是德馬尼西遺址,位於兩條河流交匯形成的岬角上,其靠近水源的地理位置可能吸引了人科動物,水源不僅能解渴,還能引來潛在的獵物。

明尼蘇達大學的瑪莎·塔彭評論說,從生物學角度來看,這是一個“熱門”的地方。在工作人員與人科動物遺骸一起挖掘出的數千件哺乳動物化石中,許多來自大型食肉動物,如劍齒虎、豹子、熊、鬣狗和狼。塔彭的研究重點是弄清楚導致該遺址骨骼堆積的原因,她懷疑這些食肉動物可能將這條有水邊的岬角用作陷阱。她說,問題是,人科動物是否也這樣做了。

到目前為止,塔彭在動物骨骼上發現了一些切割痕跡,表明德馬尼西的定居者至少偶爾會吃肉。但是,他們是拾取當地食肉動物捕殺的動物,還是自己獵殺這些野獸,目前尚不清楚。這個問題值得調查。關於人類如何將活動範圍擴大到北方土地的少數剩餘假設之一認為,從南方古猿主要以素食為主的飲食過渡到狩獵採集的生存策略,使他們能夠在寒冷的冬季月份生存下來,因為在那段時間,植物資源稀缺,甚至完全無法獲得。只有對該遺址的哺乳動物骨骼進行進一步分析,才能闡明德馬尼西人是如何獲得肉類的。但塔彭推測,他們是在狩獵。“當你是一個拾荒者時,動物的分佈是如此不可預測,”她評論說。“我不認為這是他們的主要策略。”

但這並不意味著人類是頂級的食肉動物。塔彭觀察到,他們可能既是獵人又是獵物。一個頭骨上的明顯穿刺傷和大型下頜骨上的啃咬痕跡表明,德馬尼西的一些人科動物最終成為了貓科動物的食物。

向外擴充套件

喬治亞的遺骸證明,人類在約 190 萬年前直立人進化後不久就離開了非洲。但之後他們去了哪裡仍然是一個謎。亞洲最古老的無可爭議的化石仍然只有一百多萬年的歷史(儘管爪哇的爭議遺址可追溯到 180 萬年前),而歐洲的化石只有大約 80 萬年的歷史。從解剖學上來說,德馬尼西人是後來亞洲直立人的合理祖先,但他們也可能是一個死衚衕群體,是橫跨歐亞大陸一部分的浪潮的前沿。科學家們一致認為,存在多次從非洲遷出以及遷回的遷徙。洛爾德基帕尼澤說:“德馬尼西只是其中一個瞬間。我們需要弄清楚之前和之後發生了什麼。”

德馬尼西的發現以某種方式提出了比答案更多的問題,這呼應了古人類學中常見的說法。“所有事情都被顛覆了,這很好,”團隊成員、賓漢頓大學的 G. 菲利普·賴特邁爾反思道,“但令人沮喪的是,八到十年前似乎很有希望的一些想法不再成立了。”向肉食的轉變可能仍然可以解釋人類是如何在非洲以外生存下來的,但是什麼促使他們進入新領域仍然未知。也許他們是在追隨向北遷徙的獸群。或者,也許就像人們熟悉的那樣簡單,這是一種想要了解丘陵、河流或高大的稀樹草原背後是什麼的需要——一種史前時期的漫遊癖。

好訊息是,科學家們才剛剛開始探索德馬尼西的深處。迄今為止發現的化石僅來自該遺址估計範圍的一小部分,新發現的材料湧現的速度比研究人員正式描述的速度還要快。團隊成員去年報告說,2002 年出土的第四個頭骨來自一位老年男性,他已經失去了所有的牙齒,這表明他必須由該群體的其他成員照顧——這可能是已知最早的對體弱者表示同情的證據。就在去年夏天,又發現了一個第五個頭骨。它仍在分析中。

化石獵人願望清單上的首位是骨盆,這將有助於揭示這些早期殖民者如何高效地長途跋涉。我們完全有理由期待他們會發現它們。“他們有可能找到大量的化石,”沃爾波夫興奮地說。“這裡有幾代人要做的工作,”洛爾德基帕尼澤同意道,並指出他可以想象他的孫子們在幾十年後在該遺址工作。“到那時,人類將會探索哪些新的領域呢?”

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

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