本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
四十年前的今天，一位名叫唐納德·喬漢森的年輕美國古人類學家在衣索比亞偏遠阿法爾地區的乾旱荒地中，取得了畢生最偉大的發現：一個320萬年前的小腦生物骨骼，它像我們一樣直立行走。這是一個原始人科動物，是人類家族的成員。科學家稱之為AL 288-1，是南方古猿阿法種的雌性標本。但大多數人稱她為露西。最近，我與亞利桑那州立大學人類起源研究所的創始主任喬漢森坐下來，與他談論那個命運攸關的日子以及從他的非凡發現中發展起來的科學。（完全披露：幾年前我與喬漢森合著了一本關於露西的書）。以下是我們對話的編輯稿。
凱特·王：您是如何發現露西的？
關於支援科學新聞報道
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，您將幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
唐納德·喬漢森： 那是1974年11月24日。那是我們在哈達爾進行的第二個野外研究季。我們曾在73年去過那裡，當時我發現了一個[化石人科動物]膝關節，但我們無法判斷這個膝關節屬於哪個物種，或者它是否可能是一個新物種，因為我們處理的地層比東非任何人研究的地層都要古老，除了衣索比亞南部的一些露頭，在那裡發現了孤立的牙齒。這一次，我們真的希望找到一些更令人印象深刻和更完整的發現。
我那天本來不太想出門，但我的研究生湯姆·格雷當時負責繪圖，他想回到我們之前發現的一個化石地點，以便他能準確地在我們的地圖上標出它。所以我們回到了那個地點，在一個小高原上，並標記了該地點。然後我們在周圍走動，尋找化石。我總是盯著地面看——那是你在那裡找到東西的唯一方法。湯姆在我左邊，我瞥了一眼我的右肩，看到了一個儲存完好的前臂骨（尺骨）的肘端。我考慮過它是否可能是猴子的肘部——我們在這個地區發現了狒狒、疣猴和其他猴子的化石——但它沒有猴子肘部背面的延伸擴張。我知道這是一個人科動物的肘部。
湯姆對我的評估非常懷疑。但隨後我看到他腳邊有頭骨碎片。而且該死的，這個發現竟然是一個部分骨骼。抬頭看山坡，我們可以看到這些骨頭碎片閃閃發光，幾乎呈直線向下延伸——頜骨塊、股骨等等。我們收集了幾塊碎片，帶回營地。湯姆本應非常冷靜、安靜和鎮定，但他忍不住按響喇叭，開車進入營地說：“唐找到了整個該死的東西！”
當然，這對我的職業生涯來說是一個分水嶺時刻。我立刻就知道這個骨骼比三百萬年還要古老，因為那個層位的豬和大象都超過三百萬年。在古人類學領域歷史上的那個時候，所有早於300萬年的人類祖先化石都可以放在你的手掌中，而且沒有一個具有足夠的診斷性，能夠說出它們是什麼物種。我們既有顱骨遺骸，也有顱後遺骸。
這是一個非常小的標本。我認為它屬於南方古猿類群，主要是因為大腦的大小，你可以從枕骨估計出來。那個骨頭的弧度太小了，你放不進比柚子更大的東西。而且牙齒，特別是前臼齒的特徵，表明這可能是一個新物種。但這個決定直到77年12月才真正做出，當時我們說：“就是它了，我們必須孤注一擲。這是一個新物種。讓我們定義它。”我們稱之為南方古猿阿法種，以紀念衣索比亞阿法爾地區的阿法爾人。
凱特·王：露西是如何成為如此具有代表性的人物的？
唐納德·喬漢森： 我從一開始就知道她會很重要。但事後看來，她也得到了正確的暱稱。探險隊的一名成員建議，如果她是一個女性，正如我們懷疑的那樣，為什麼不叫她露西呢，以披頭士樂隊的歌曲《Lucy in the Sky with Diamonds》命名，這首歌是在我們發現她的那天晚上在我的小黑色索尼磁帶錄音機上播放的。一句隨口說出的臺詞，“你為什麼不叫她露西呢？”在第二天早餐之前，就得到了團隊所有人的完全認可。“我們什麼時候回到露西遺址？”人們問道。“你認為露西去世時多少歲？”她立刻變成了一個人。
我認為這就是導致她成為如此具有代表性的人物的部分原因，給她起了這個親切的名字，人們可以認同。當他們看到照片時，那不是一塊頜骨，甚至不是一個空洞的眼窩盯著人的頭骨——那是一個個體的面容。
這對於吸引孩子們進入這個領域尤其有效。孩子們一直給我寫信說：“我們正在做一個關於露西的專案。你認為她結婚了嗎？她吃什麼？”
凱特·王：多年來，您實際上已經能夠回答這些問題，至少對於露西的物種而言，如果不是露西本人。
唐納德·喬漢森： 我們現在從哈達爾獲得了近400個露西物種的標本——這是一個用於科學研究的寶庫。我們從她牙齒的穩定同位素研究中得知，她幾乎是素食主義者。她可能吃草以及水果和樹葉。我懷疑她也吃白蟻和小脊椎動物之類的東西。她可能還在湖岸邊花費時間收集龜卵和鱷魚卵——化石龜卵和鱷魚卵都在與露西發現的幾乎相同的地層中被發現。
阿法種生活在多雄多雌的群體中，可能與我們今天在非洲黑猩猩群中看到的沒有明顯的不同。然而，有趣的是，阿法種顯示犬齒尺寸的縮小。在黑猩猩和大猩猩中，雄性使用它們的大型犬齒來戰鬥。有些人將阿法種中較小的犬齒解釋為群體內攻擊性降低的證據，因此雄性不一定像過去那樣積極地爭奪與雌性交配的機會。減少群體內攻擊性是有利的，因為群體內的信任和承諾會得到提高。
凱特·王：您認為阿法種在進化樹中佔據著非常重要的位置——是我們人屬的祖先。您是如何得出這個結論的？
唐納德·喬漢森： 我會說，露西的物種是她在其後發生的兩種不同適應性輻射的最後共同祖先。在氣候變化和物種變化之間建立一對一的因果關係總是非常困難，但我們確實知道，當阿法種在大約300萬年前從化石記錄中消失時，此後不久，東非普遍經歷了降溫和乾燥。露西在東非的一些後代透過諸如南方古猿衣索比亞種之類的物種進化而來，南方古猿衣索比亞種具有像阿法種一樣的突出面部，但頭部頂部也擁有驚人的嵴，並且後牙大大擴張。這些對草食性的適應預示著另一個物種南方古猿鮑氏種的其他特徵。所以我認為阿法種-衣索比亞種-鮑氏種譜系是東非可以追溯的譜系。
另一方面，阿法種也沒有太多的特化，可以成為人屬的祖先。一旦你在南非發現了諸如南方古猿非洲種之類的物種，它們就已經非常特化，看起來像是南非物種粗壯南方古猿的理想祖先。但是阿法種具有普遍的性質，所以我認為它也產生了人屬。在哈達爾，人屬可以追溯到240萬年前。
凱特·王：最近在南非發現了一個以前不為人知的人科動物物種，南方古猿源泉種，由威特沃特斯蘭德大學的李·伯傑和他的同事發現。他們認為這個物種可能產生了人屬。
唐納德·喬漢森：南方古猿源泉種的年代可以追溯到190萬年前，這比東非的人屬晚了50萬年。在南部非洲似乎沒有任何那麼古老的人屬標本。我認為源泉種只是另一種南方古猿物種，與人屬沒有任何關係。它很可能只是南方古猿非洲種的一個分支。
關於南非新化石的有趣之處在於，它們具有奇怪的特徵混合，結合了似乎是經典的南方古猿特徵和一些可能讓人聯想到人屬的特徵。我認為，隨著我們開發出更完整的化石記錄，我們看到的是自然選擇的偉大創造力。大多數學者早已放棄了沿單一譜系線性進化的舊觀點。但我們正在看到令我們震驚的特徵組合。
凱特·王：在過去的幾十年裡，許多其他新人科動物物種被發現。其中一些物種甚至在過去5萬年內與智人共同生活。露西的物種可能也遇到過其他型別的人類嗎？
唐納德·喬漢森： 在阿法種統治時期（從400萬年前到300萬年前），有幾個物種被認為是其他物種的競爭者。其中之一是肯亞猿人[來自肯亞的350萬年至320萬年前的頭骨]。有些專家認為它實際上只是一個非常扭曲的阿法種頭骨。但那裡肯定有可能存在一個平行的人類物種。
另一個競爭者是以化石足跡為代表的，這是在衣索比亞阿法爾地區的瓦蘭索-米勒地區由克利夫蘭自然歷史博物館的約翰內斯·海爾-塞拉西發現的。與露西的腳不同，露西的腳大腳趾與其他腳趾排成一行，而這隻腳有一個分叉的大腳趾，這有利於爬樹。這隻腳的主人生活在340萬年前，正好處於阿法種統治的中間時期。該標本已被歸為地猿始祖種[最著名的是被稱為阿爾迪的440萬年前的部分骨骼]，地猿始祖種本身與更古老的物種卡達巴地猿有關。這可能是一個與南方古猿平行的譜系。因此，如果我們看到越來越多的物種在時間上重疊，我們不應該感到驚訝。
凱特·王：正如我們在討論開始時所說，今年是露西發現40週年。為什麼您和您的同事多年來一直回到哈達爾？
唐納德·喬漢森： 嗯，我們在衣索比亞革命期間中斷了九年，但我們繼續回到哈達爾，因為侵蝕仍在繼續。化石侵蝕到地表，可能只埋在地下半英寸甚至更淺的地方。總是有新的東西出現。在70年代的一系列探險結束之後，我們仍然沒有阿法種的頭骨。這對我們所有人來說都是一個令人煩惱的認識。我們用幾個不同個體的頭骨拼湊成了一個複合頭骨，但我們沒有一個來自單個個體的完整頭骨。頭骨是解剖學上一些更重要和更具診斷意義的變化發生的地方，主要是因為飲食，但也因為大腦尺寸的增加等等。因此，在90年代回到那裡，我們的目標是找到一個頭骨。幸運的是，發現了一個男性頭骨，現在也有一個相當完整的女性頭骨。
凱特·王：幾年前，研究人員宣佈在哈達爾附近的一個名為迪基卡的地點發現了帶有切割痕跡的動物骨骼，該地點此前曾出土過一個令人驚歎的阿法種幼童骨骼。這些切割痕跡表明了關於露西物種的什麼？
唐納德·喬漢森： 人類的主要行為特徵之一是雜食性。在人類歷史的某個階段，我們的祖先開始擴大他們傳統的素食飲食，更經常地依賴肉類。如果你要支援像我們大腦這樣重要的器官，你需要有富含氨基酸和能量、卡路里等的食物。
石器工具，可用於加工肉類，早在260萬年前就在衣索比亞被發現。但我們現在有跡象表明，屠宰開始於那時之前。澤雷塞納·阿勒姆塞吉德來自加州科學院，在迪基卡發現了少量340萬年前的哺乳動物骨骼，上面有切口。這些切口由人類起源研究所的考古學家柯蒂斯·馬瑞安和其他人進行了非常仔細的檢查，他們得出結論，這些是石頭鋒利的邊緣有意造成的切割痕跡。現在，如果這是真的，那就意味著阿法種已經開始嘗試和製造石器。這會將文化的曙光向前推進80萬年，當時人科動物開始有目的地用岩石製作工具來獲取新的食物來源，即肉類。這不一定意味著他們在狩獵，但他們肯定可能是非常有效的食腐動物，特別是如果他們對了解食肉動物如何處理它們的獵物保持警惕，比如豹子將它們的食物帶到樹上。當那隻豹子離開時，人科動物可能會利用這一點。
目前，我們正在完成一項計劃，系統地檢視70年代和90年代從哈達爾收集的所有化石，看看我們是否可以記錄更多的切割痕跡。
文化是否可能追溯到那麼久遠？嗯，其他一些我們認為直到進化後期才發生的事情正在被推到更早的時間。我們確實知道，在西非，有一些黑猩猩群體使用錘子和鐵砧技術來敲開堅果。看到一個真正的“啊哈”時刻並不難，當時那些像那樣敲開堅果的原始人類中的一個不小心劃破了手指，手指劃破了掉落的鋒利薄片的邊緣，然後想：“哦！”可能就是這麼簡單。
凱特·王：關於人類進化，還有哪些亟待解答的緊迫問題？
唐納德·喬漢森： 人屬的起源是當今真正吸引古人類學界的問題。我猜測人屬出現在240萬年前到300萬年前之間的某個時間。來自人類起源研究所的團隊已經獲得了在那些年齡段的地質沉積物暴露的地區工作的許可，他們已經發現了化石。它們不像哈達爾或許多其他遺址那樣富含化石。但我認為，他們開始發現人科動物化石只是時間問題。這將告訴我們一些關於那個時間範圍的資訊，並可能提供阿法種和人屬譜系之間的聯絡。
工具製作的問題是每個人都特別感興趣的另一個問題，因為最終，區分人類的主要特徵之一是我們無限的創造力。黑猩猩具有一定程度的文化。黑猩猩可以剝掉樹枝上的樹葉和樹枝，製作捕捉白蟻的工具。但它永遠不會像人類那樣裝飾那個工具。
最有趣的是，長期以來，人科動物只製造非常簡陋的工具。如果考慮到智人的年齡為20萬年，我們的物種存在的時間並不長。文化開始時就像一列長長的重型貨運火車，剛剛駛出車站，然後當它加速時，就像突然之間我們登上了月球，人們在他們的臀部口袋裡攜帶了過去佔據紐約市四分之一街區的計算機。是什麼力量導致了在解剖學和行為上都現代的人類突然做出量子飛躍？
那是人類最獨特的特徵之一，我認為最終是由象徵性思維和語言的獲得成為可能的。合作也是關鍵。嘗試讓一個人承擔建造將人送入太空的火箭的任務。即使在製造出來之後，這也需要超出理解範圍的合作。
檢驗真正使我們成為智人的進化根源是人類起源研究所當前的目標之一。因此，我們的研究始於我們自己屬的出現，並以該屬的改進而告終，使其成為地球上最有影響力的生物。
更多探索