人類起源的馬賽克

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新的研究挑戰了人類進化的故事,揭示了比任何人想象的都更復雜的圖景。

研究我們祖先的骨骼不僅僅是將過去與現在聯絡起來。當哈姆雷特舉起可憐的約裡克的頭骨,或者當波士頓清教徒托馬斯·史密斯坐著為美國的第一幅自畫像擺姿勢,並與兩個顱骨合影時,他們都在參與對人類必然死亡的冥想。從中世紀到維多利亞時代的整個基督教世界,被稱為memento mori(拉丁語,意為“記住你終將死去”)的傳統是藝術和文學作品中的常見主題,反映了一種將目光超越我們個人生活,投向等待著我們所有人的共同命運的世界觀。當我們思考在我們之前逝去的人的骨骼時,自然而然地就會從大局著眼。死者透過揭示我們在更大的存在馬賽克中的聯絡,對今天活著的人們具有意義。

1999年春天,我從周圍盛開的生命中抽身,深入地下,親身體會死者可以教給我們什麼。我看到股骨像木柴一樣堆積如山,高聳入穹頂天花板;看到分散的肋骨被排列成華麗的燭臺;看到頭骨被精心放置,完全環繞著穿著長袍的憔悴的死者形象。


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羅馬的聖瑪麗亞·德拉·孔塞齊奧內·戴·卡布奇尼教堂,俗稱嘉布遣會地穴,是一座早期的現代小教堂,完全用大約4000名修士的骨骼遺骸裝飾而成,這些修士是自1631年第一批修士到達以來去世的神職人員。然而,對於這種特殊的memento mori的冥想,重點不在於死亡,而在於來世的世界。嘉布遣會修士認為,每個人都是更大的整體的一部分,這整體就在這片眼淚的彼岸。透過用他們基督兄弟曾經活著的身體構建馬賽克,並將解剖特徵重新組裝成全新的配置,他們重申了他們都為之獻身的神聖計劃。

人類古生物學是現代世俗的memento mori的等價物,因為在沒有其他領域像透過物種起源對生命的思考那樣,與死亡的破壞如此明確地聯絡在一起。當我第一次走進一個裝滿祖先遺骸的抽屜和櫥櫃的古人類學實驗室時,我感受到了幾年前參觀嘉布遣會地穴時體驗到的那種發自內心的回應。

當然,我們今天從我們祖先的骨骼中創造的科學馬賽克,並非像修士們追求的審美吸引力,而是需要精確的編目和測量,以便了解連線各大洲和各個時代個體的模式。正是查爾斯·達爾文對自然史的敏銳關注,使他能夠預測智人的化石祖先很可能在非洲被發現。在過去的150年中,古人類學家用豐富的證據證明了他對生命的看法是宏偉的,這些證據涉及至少18個不同物種的6000多個個體。

然而,最新加入我們人族分支的物種顛覆了過去五十年建立的將人類起源置於東非的模式。2008年,在南非約翰內斯堡的金山大學,一位名叫李·伯傑的古人類學家在馬拉帕自然保護區發現了年輕男性和成年女性的化石,此前他的兒子在追逐狗時偶然發現了他們的遺骸。伯傑將該物種歸類為南方古猿塞地巴種,意思是“南方猿”,它是拉丁語和希臘語的混合,結合了當地南非塞索托語中的“源泉”一詞。考慮到它們197.7萬年前的高齡,這兩個標本都非常完整,並將該物種作為南方古猿非洲種的可能後裔,後者大約在303萬到204萬年前(mya)生活在同一地區。但是,一旦伯傑的研究團隊在2010年發表了他們在《科學》雜誌上的分析,表明南方古猿塞地巴種人屬(最終是人類)的直接祖先時,他們的解釋在該領域引起了巨大的爭議。

“這有幾個原因,”杜克大學進化人類學副教授、南方古猿塞地巴種原始研究的合著者以及週五在《科學》雜誌上發表的六篇新論文中的五篇的共同作者史蒂夫·丘吉爾解釋說。當我就這個已經有三年之久的爭議向他提問時,兩個巨大的非洲部落面具在辦公室牆壁上聳立在他的雙肩之上。[完全披露:我曾在杜克大學的進化人類學系進行最初的博士研究,但從未與丘吉爾博士合作,並且與目前的研究沒有任何聯絡。]丘吉爾說:“一個原因只是研究人員將東非視為所有進化行為發生地點的歷史先例。”

事實上,幾乎所有發現的人族物種都在該地區被髮掘出來,其中大部分材料是在衣索比亞、肯亞和坦尚尼亞發現的。其中包括南方古猿阿法種(390萬 - 290萬年前),著名的露西,能人(233萬 - 140萬年前),這是形態上足夠相似而被納入我們屬的最早物種,以及我們的直接祖先直立人(180萬年前到大約14萬年前),第一個離開我們祖先家園並向西輻射到西班牙、向東輻射到印度尼西亞的人族。考慮到物種的多樣性和從東非發生的適應性輻射,這是一個難以忽視的歷史先例。

“其次,是時間問題,”丘吉爾繼續說。“大多數人會說,人屬的起源大約在230萬年前。”這比南方古猿塞地巴種早了30萬年以上,這意味著,除非你打算從華茲華斯的角度來論證“孩子是成年人的父親”,否則這個問題很難調和。然而,人屬的這個早期日期是基於一個被稱為AL 666的單一上頜骨化石(形成口腔頂部的兩塊骨頭),並且最初被發現時被砸成了碎片。

“AL 666確實與人屬有一些共同特徵,”丘吉爾承認,“但它是在大約三十五個碎片中發現的,他們不得不挖掘到它所躺的沉積物中。這對我來說表明它移動了,然後在向下移動時破裂了。”換句話說,最終用於確定230萬年日期的地層學可能會有數十萬年的偏差。考慮到下一個最佳候選者在化石記錄中大約40萬年後才出現,我們屬的起源可能沒有之前聲稱的那麼早。如果沒有AL 666,至少在時間線上,它基本上會為南方古猿塞地巴種成為人屬的親代掃清道路。但是,其他研究人員在思考我們過去的骨骼時,看到了不僅僅是時間上的問題。

“衝突不是時間,”威斯康星大學麥迪遜分校的人類學副教授約翰·霍克斯說,他沒有參與目前的研究。“衝突是解剖學。早期化石中,作為人屬候選者的解剖結構與南方古猿塞地巴種不同。”

仍然清楚的是,我們最近發現的人族祖先拒絕輕易歸類。根據週五釋出的結果,如果第一個是第二個的後代,那麼南方古猿塞地巴種的牙齒特徵與南非的南方古猿非洲種接近,而且它們仍然與東非的南方古猿不同。然而,下頜骨遺骸恰恰相反,與這些其他南方古猿有相似之處,同時又與南方古猿非洲種不同。更復雜的是,南方古猿塞地巴種與所有南方古猿物種共享更多類猿的上肢和胸腔,這表明其適應了攀爬和懸掛,而下胸腔更像人類,向下胸部變窄,並顯示出在任何其他物種中都未見過的胸部解剖結構。南方古猿塞地巴種的腰椎數量與現代人類相同,但腰部更長、更靈活,這種形態與南方古猿非洲種不同。最後,前肢解剖結構對於南方古猿來說非常不尋常。雖然該物種可能具有雙足行走能力,但他們可能以過度旋前的步態行走,這意味著腳部過度旋轉,並且行走會有一些困難。

霍克斯說:“前肢可能是這些結果中最成問題的方面。” “我們從早期的論文中也知道,南方古猿塞地巴種的手非常像人類。但是,當他們擁有一條非常像猿的手臂時,他們用像人類的手做什麼呢?這很奇怪,是需要解決的一個問題。”

最終,南方古猿源泉種(Australopithecus sediba)展現出多種特徵的鑲嵌組合,研究人員需要調和這種複雜性,才能論證他們發現了“人屬”(Homo)的祖先。需要考慮的最重要因素之一是進化研究學者所熟知的“同形性”,即不相關譜系之間的趨同進化。如果我們南方古猿的祖先各自獨立地適應了相似的進化壓力,那麼它們解剖結構中的共同特徵就不是透過血緣關係而產生的,而是環境限制導致了形態上的共性。要使這個南非分支成為“人屬”的起源,就需要在從非洲南方古猿(Au. africanus)到源泉種(Au. sediba),並最終出現在我們的“人屬”祖先中,存在一系列共同的特徵。然而,雖然這種特徵的鑲嵌組合可能無法回答譜系問題,但它們確實解決了一個更深刻的謎團。

“這些研究人員如此強調南方古猿源泉種的鑲嵌性質的原因,”霍克斯說,“是因為在這些骨骼中,很明視訊記憶體在著不應該同時出現的特徵。如果只看一部分,你得到的結論會與看整體非常不同。”

正是南方古猿源泉種的這一方面,為我們人類的起源提供了可能最令人興奮和影響深遠的見解。考慮到古人類學家發現的大部分化石都只是碎片——特別是那些被解釋為顯示向“人屬”過渡的化石——它揭示了當孤立地解釋一個單獨的特徵,而不是將其作為更大的形態模式的一部分時,該特徵可能具有的高度變異性。這類似於非洲的一句諺語,幾個盲人分別觸控同一頭大象的不同部位,最終卻以截然不同的方式識別出這種動物。

這些結果表明,解釋的優先順序應該給予更完整的化石骨骼,並突出了基於零星證據得出結論的問題性質。反思這種骨骼的鑲嵌組合最終促使我們重新思考我們講述人類起源故事時所持有的自豪感。透過這種方式,南方古猿源泉種揭示了嘉布遣會修士花費了三個多世紀來創造他們自己的鑲嵌作品所表達的內容。整體確實大於其各部分之和。

About Eric Michael Johnson

I grew up in an old house in Forest Ranch, California as the eldest of four boys. I would take all day hikes with my cat in the canyon just below our property, and the neighbor kids taught me to shoot a bow and arrow. I always loved reading and wrote short stories, poems, and screenplays that I would force my brothers to star in. A chance encounter with a filmmaker from Cameroon sent me to Paris as his assistant and I stayed on to hitchhike across Europe. Nearly a year later, I found myself outside a Greek Orthodox Church with thirty Albanian and Macedonian migrants as we looked for work picking potatoes.

After my next year of college I moved to Los Angeles to study screenwriting and film production. My love of international cinema deepened into larger questions about the origins of human societies and cultures. I entered graduate school with a background in anthropology and biology, joining the world-renowned department of Evolutionary Anthropology at Duke University to pursue a PhD in great ape behavioral ecology. But larger questions concerning the history and sociology of scientific ideas cut my empirical research short. I am now completing a dissertation at University of British Columbia on the intersection between evolutionary biology and politics in England, Europe, and Russia in the nineteenth century. In 2011 I met the economist and Nobel Laureate Amartya Sen whose work inspired my award-winning research.

My writing has always been a labor of love and a journey unto itself. I have written about the hilarity that ensues once electrodes are stuck into your medial ventral prefrontal cortex for Discover, the joy of penis-fencing with the endangered bonobo for Wildlife Conservation, and the "killer-ape" myth of human origins from Shakespeare's The Tempest to Kubrick's 2001: A Space Odyssey for Times Higher Education. My work has appeared online for Wired, PLoS Blogs, Psychology Today, Huffington Post, SEED, ScienceBlogs, Nature Network and a host of independent science related websites. I have appeared four times in The Open Laboratory collection of the year's best online science writing and was selected the same number as a finalist for the Quark Science Prize, though better writers have always prevailed. I am currently working on my first book.

If I am not engaged in a writing or research project I spend time with my young son, Sagan. Whenever I get the chance I go on backpacking trips in the mountains of British Columbia or catch the latest film from Zhang Yimou, the Coen Brothers, or Deepa Mehta. To this day one of my favorite passages ever written is from Henry David Thoreau's Walden where he describes an epic battle between ants in Concord, an injured soldier limping forward as the still living heads of his enemies cling to his legs and thorax "like ghastly trophies at his saddle-bow." Thoreau helped fugitive slaves to escape while he mused on the wonder and strange beauty of the natural world. Not a bad way to spend an afternoon.

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