本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
三年前,研究人員為人類家譜增加了一個新的分支:南方古猿源泉種,這是一個來自南非的近兩百萬年前的親戚。據各方說法,這是一項令人眼花繚亂的發現——兩具部分骨骼,一個成年女性和一個年輕男性,來自約翰內斯堡郊外一個名為馬拉帕的地點。自從科學家們釋出對該材料的新研究結果以來,它就一直在定期成為頭條新聞,就像他們本月早些時候所做的那樣。任何時候出土人類化石,特別是骨骼,都是一件大事,因為這樣的遺骸非常罕見。但我要在這裡冒險說,南方古猿源泉種可能是迄今為止最重要的古人類(現代人類及其已滅絕的親屬)發現。
現在,我已經能聽到不少古人類學家的抗議了。但請聽我說完——然後如果你不相信,你可以在評論中告訴我我為什麼錯了。
要理解任何特定發現的重要性,我們必須將其放在歷史背景下考慮。從這個角度來看,人們可能會認為1856年在德國西部發現的尼安德特人化石是最重要的,因為它標誌著人類古生物學作為一門研究領域的開始。1924年在南非發現的湯恩兒童(南方古猿非洲種)是另一個重要的發現,它提供了第一個令人信服的證據,表明人類起源於非洲。然後是320萬年前的露西(南方古猿阿法種)——在1974年在衣索比亞發現時,它是當時已知的最完整的古人類骨骼,並且仍然是公眾最瞭解的——她的解剖結構確立了古人類早在腦容量擴大之前就已經直立行走,從而平息了一場曠日持久的辯論。最近,2004年宣佈的18000年前的弗洛勒斯霍位元人(弗洛勒斯人),因其矮小的身材和其他挑戰了關於古人類適應和生物地理學的長期觀點的特徵而引起了轟動。當科學家們在2009年公佈阿爾迪(地猿始祖種)時,引起了轟動,這表明一些關於雙足行走起源和人類和黑猩猩的最後共同祖先的持久概念可能是錯誤的。
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這些化石和許多其他化石是古人類學領域的里程碑式發現,這些發現填補了科學家對人類起源的理解中的關鍵空白。它們都至關重要。然而,南方古猿源泉種的化石甚至能夠從這群精英中脫穎而出,因為它們所包含的資訊量和質量之高。來自馬拉帕的發現幾乎滿足了古人類學家願望清單上的所有條件。儲存有多個骨骼元素的標本?選中。多個同時期個體的遺骸(對於理解物種內的變異非常重要)?選中。化石處於接近原始狀態,從而消除了關於碎片如何拼接在一起的不確定性?能夠精確測定化石年代的地質背景?相關的植物和動物遺骸?選中,選中,選中。
自2010年首次公佈以來,由約翰內斯堡金山大學的李·伯傑領導的發現團隊發表了一系列論文,詳細介紹了南方古猿源泉種的外觀、生活年代、食物以及它與我們的關係等等。最新的分析,在4月12日《科學》雜誌發表的六篇論文中描述,揭示了一種擅長爬樹,並且還以聳肩和手臂不擺動的方式在地上直立行走,每走一步腳都向內翻滾的生物——一種以前未知的雙足行走形式。然而,與它奇異的行走方式形成對比的是,根據兩項新的研究,南方古猿源泉種的牙齒和下頜的某些方面明顯很熟悉,與我們的人屬相似。事實上,南方古猿源泉種令人眼花繚亂的馬賽克式的猿類和人類特徵是研究人員在每一輪新論文中都強調的一個主題。正是這種馬賽克讓研究人員就馬拉帕的古人類的核心問題展開辯論:即,它們在我們家譜中的位置。
伯傑和他的同事從一開始就認為,南方古猿源泉種很可能是長期以來人們尋找的那個孕育了我們人屬的物種(或該物種的近親)。這樣的安排會將人屬的起源地放在南非而不是東非,並且可能會將露西的物種——傳統上被認為在我們直系祖先之列——推到進化的邊緣。但批評者反駁說,南方古猿源泉種總體上並不特別像人屬,它可能屬於南非的一個最終滅絕的古人類譜系——我們家譜中眾多死衚衕分支之一。
由於人屬的起源可能是古人類學中最大的謎團,如果新的證據能夠加強其與人屬的聯絡,那麼南方古猿源泉種的公認重要性將得到極大的提升。但我想更進一步,認為無論最終發現它是人屬的祖先還是人類的一個死衚衕分支,馬拉帕的古人類現在都是要被超越的物件。因為南方古猿源泉種帶來的是對如此古老的古人類進行最詳細的瞭解的潛力。
馬拉帕遺址是一個令人難以置信的高解析度時間膠囊。古人類遺骸包括早期古人類遺址中很少甚至從未出現過的骨骼,而且通常只儲存為碎片的骨骼在這裡得以完整儲存。此外,古人類代表了一系列的發育階段:除了兩具骨骼外,該遺址還出土了另外 4 個個體的更多碎片遺骸,包括一個嬰兒,這將使研究小組能夠研究該物種的成熟過程。馬拉帕的化石植物和動物是古人類環境中實際存在的植物和動物,而不是數千年甚至數十萬年間遺骸的聚集。
此外,該遺址的條件,曾經是一個30至50米深的地下洞穴,底部有一個淺淡水池,顯然允許儲存一些非常不尋常的特徵。人們發現年輕男性的牙齒上有牙垢,研究小組能夠分析這些牙垢以尋找線索,瞭解他在最後幾天吃了什麼。此前已知最古老的古人類牙垢來自年輕得多的尼安德特人和早期現代人類。在本月初在檀香山舉行的古人類學學會年會上,金山大學的雷切爾·基林報告說,對某些骨骼上儲存的似乎是皮膚的分子成像支援了這種解釋。如果得到證實,這將是第一個古人類軟組織的化石證據,並且可能會提供關於南方古猿源泉種的膚色和髮色,以及毛髮和汗腺分佈的見解。這些皮膚特徵本身就是身體排出多餘熱量的能力的線索,隨著古人類在進化過程中變得更加活躍,這一點變得越來越重要。
好吧,我已經在這篇文章中寫了 1000 多個字了,但我仍然只是稍微觸及了南方古猿源泉種發現如此非凡的表面。我不能指望在這裡面面俱到,但我確實想提及這項發現的另外兩個方面,這些方面增加了它的重要性。首先,還有更多的化石即將出現,也許更多。對 20 世紀初石灰石礦工從該遺址炸開的許多岩石塊進行 CT 掃描已經發現了幾塊骨頭。而且,可以在馬拉帕的地面上看到額外的古人類骨頭伸出,等待挖掘。(這在 2011 年 11 月我參觀該遺址時讓我感到震驚。)
第二——這聽起來可能有點內部人士的感覺,但這至關重要——伯傑和他的合作者研究這些發現並傳播他們所學的方式,代表了對古人類學調查通常進行的秘密和隱蔽方式的真正背離。伯傑召集了一個龐大的專家團隊來研究這些遺骸,並且開放了該專案,並制定了允許任何要求檢視原始化石的古人類學家檢視的政策。他還向世界各地的機構傳送了大量的複製品,並經常將骨骼的鑄件——甚至是他的團隊尚未正式描述的鑄件——帶到專業會議上與其他研究人員分享。這隻能提高該專案產生的科學成果的質量,並很可能激勵其他團隊更願意公開他們自己的資料。
就是這樣。這就是我的觀點。我意識到化石的重要性取決於人們向它提出的問題——例如,如果你想了解藝術的起源,南方古猿源泉種就無關緊要了。是的,歸根結底,我們需要來自不同時間和地點的海量化石(以及人工製品和 DNA)來拼湊出我們起源的完整故事。我只是對這一發現提供的機會感到敬畏和高興,因為它能夠如此生動地看到很久以前的人類物種——無論是人屬的難以捉摸的祖先,還是來自一個平行譜系的生物,揭示了另一種人類的存在方式,並且或許可以闡明為什麼我們的譜系成功了而其他譜系失敗了。
認為另一個古人類發現比這更重要?我很想在評論中聽到是哪個以及為什麼。也許你會改變我的想法。