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人类演化的故事——还原化石背后的真相 | 宇宙自然生命简史 67

 科学声音 2021-04-08

关于人类的起源,很多人有一个误解,以为我们是从猴子或者黑猩猩演化来的。实际上,我们与非洲的黑猩猩拥有共同的祖先,而并非是从黑猩猩演化来的。

粗略地来说,人类演化的故事是这样:大约 700 万年前,发生了一件具有决定性意义的大事,一群新的人科动物走出非洲的热带丛林,开始在广阔的大草原上四处走动。这就是南方古猿。在此后的 500 万年中,它们是最主要的人科动物。南方古猿有几个分支,有的较为瘦弱、矮小,像达特发现的塔翁小孩;有的则较为强壮、高大;但他们的共同点就是能直立行走。这些分支有的生存了 100 多万年,有的只生存了几十万年。但你得知道,即便是生存时间最短的种类,它们的历史也是我们现代人的很多倍。每次我闭上眼睛去细细品味这些演化历史的漫长和人类历史的短暂,我都会细思极恐。那些不相信进化论的人,很大一部分是没有体会出演化史的这种漫长,对数字无感导致的。

1974年,约翰森(Donald Johanson)带领的一支考察队在埃塞俄比亚发现了一组人科动物化石,距今318万年,编号A. L. 288-1,A.L. 表示出土地点为阿法地区,这就是著名的露西,也被称为南方古猿阿法属,这是全世界最出名的人类祖先。露西这个名字取自披头士的一首歌曲《钻石天空下的露西》(Lucy in the Sky with Diamonds)。约翰森认为她是人类最早的祖先,是人与猿之间缺失的那一环。

图:根据化石还原出的露西

露西的个头很小,只有 1 米多一点点高。但她能直立行走,尽管能走得有多好即使到了现在也存在着争议。同时,她还是一个攀爬高手。她的头盖骨几乎完全不见了,所以我们对她的脑容量大小没有把握,从仅有的一点儿头骨碎片中推断,应该是很小的。大多数的书里说露西的骨骼化石找到了 40%,也有说找到了一半的,有一本美国自然博物馆出的书中说有三分之二是完整的。BBC 播出的纪录片《猿人》(Ape Man)甚至说是“一副完整的骨骼”,但在电视画面上显示的却根本不是。

人体一共有 206 块骨头,但很多都是重复的。如果你有一块左股骨,那么不用看也知道右股骨长啥样。去掉所有重复的,剩下的骨头数量是 120 块,这被称为半骨骼。实际上,从公开的资料来看,即便把露西最小的一块骨头碎片也当作一块完整的骨头来算,也只有半骨骼的 28%。

总之,对于露西,我们的猜测远远多于了解。事实上,我们也无法确定她是女性,我们只是根据她的身材矮小这一点假定的。

在 2001 到 2002 年间,又有 4 块新化石被发现,事情变得越发复杂。第一块是在肯尼亚发现的,后来被称为扁脸肯尼亚人。他们生活的时期与露西大体相同,这就产生了一种可能,即他们才是我们的祖先,而露西仅仅属于一个已经灭绝的分支。第二块发现的化石被称为“地猿始祖种家族祖先亚种”,距今 580 万到 520 万年。第三块被称为“原始人土根种”,距今可能是 600 万年左右,这是当时发现的最早的人科动物,但这一纪录保持的时间很短。2002 年夏天,一支法国考古队发现了第四块化石,距今 700 万年,被称为“撒海尔乍得种”。(有些人认为他们并不是人,而是早期的类人猿,因此应该被称为荒漠草原猿)。

所有这些早期的动物尽管都很原始,但他们都能直立行走,这比我们过去以为的要早得多。不过,就像我上期节目中说过的,关于古人类学,几乎所有的一切都在争议之中,目前最受到广泛认可的最古老类人猿 还是露西。

但有一点几乎没有争议,这些会直立行走的古猿多次走出非洲。率先在欧亚大陆形成的种群是直立人,相对较晚在欧洲形成的是尼安德特人,再加上生活于非洲的智人种的先驱,这三个谱系都独立地发展出了较大的大脑。可以说,这是直立人、尼安德特人、智人先驱“三分天下”的时代。

生活在史前亚洲的北京人、元谋人、以及爪哇人化石属于一类,他们都叫直立人,会使用石器,据说还会用火。值得一提的是,这些直立人是一个已经灭绝的人种,和今天在中国、东亚的现代人没有一丁点儿血缘关系。更晚的尼安德特人同样起源于非洲,比直立人晚一点进入北方。在欧亚寒冷多变的环境中,尼安德特人发展出身材矮小、四肢粗壮、额头宽广、一头红发的特点,电影《疯狂原始人》基本就是按照尼安德特人的外形设计的。

图:《疯狂原始人》剧照

但是,请大家记住,前面讲的这些,不论是直立人还是尼安德特人,他们都不是我们的祖先,我们的祖先叫做“智人”,智慧的智。他们大概是在 20 - 30万年前在非洲崛起的,大约在 6 万年前他们循着祖先的足迹,再次走出了非洲,走遍了全世界。他们来到哪里,就灭掉了哪里的人种,我们目前仍然不知道智人为啥会这么强大,同样是拿着石头和木棍,为啥所到之处就能灭人九族、一个不留呢?这依然是一个未解之迷。所以,今天世界上所有的人类,无论肤色是棕、黄、黑、白,说着什么语言,信仰着什么不同宗教,其实都是同一人种——6 万年前离开非洲的最近一批智人的后代。

这些知识科学家们是怎么得出的呢?当然是考古——研究古人类的化石。而我们对于古人类学的知识也在被最新的考古证据不断地刷新着。

2013 年 10 月6日,在 Facebook 上突然出现了一条奇怪的招聘信息:全世界急寻苗条人士,有良好的考古学或古生物学背景,兼具探洞经验,愿意在极其狭窄的区域工作。发布这条信息的人,是一位长得人高马大的古人类学家,在圈内还是相当有名气的,他的名字叫伯格。这又是怎么一回事呢?听我给你从头讲起。

伯格是个美国人,但是他1990年就来到南非的金山大学工作,20多年来,一直在南非寻找古人类化石。2008年,他终于有了第一个重大发现,两具几乎完整的古人类化石,距今200多万年,伯格给他们命名为“南方古猿源泉种”,这是南非数十年来首次发表的重大发现。这次发现也让伯格获得了名望。很多这个领域的爱好者或者科学工作者都经常拿着照片去请教他。

图:伯格

2013年9月的一天,一位探洞爱好者塔克拿了一套照片给伯格看,一下子就勾起了伯格极大的兴趣。这些照片拍摄于南非约翰内斯堡西北边约 50 公里、名为“冉星(Rising Star)”的白云岩洞穴。这是南非的一个著名的洞穴,曾经出土过相当多的古人类化石,以至于后来这里被称作“人类的摇篮”。在这里搜寻化石的鼎盛时期早已过去,但是塔克,还有他的另一位好友亨特,还是通过一条狭窄的通道进入了一个前人从未进入过的洞穴,在这里他们发现了遍地的骨头。他们认为这些骨头应该是一些近代人的尸骨,于是他们拍了一组照片就出来了。

伯格一看到那组照片,大吃一惊,这些遍地的骨头肯定是某种古人类的化石啊,而且还很可能是以前从未发现过的。图片显示洞穴里还有很多骨头尚待发掘。伯格当时的紧要任务就是在其他业余探洞者进入前,挖出更多的骨头。这种考古挖掘不是随便谁都可以做的,因为如果没有受过专业训练,是很容易破坏化石的。但是,伯格太胖了,挤不进去,他认识的所有其他科学家也都挤不进去。情急之下,他只好在 Facebook 上发布求助信息。10天里,他收到了 60 份简历。伯格从中选择了 6 名最优秀的,全都是年轻女性。伯格把她们称为“地下宇航员”。

《国家地理杂志》赞助了伯格的考古行动,他召集了大约 60 名科学家,并设置了一个地上指挥中心。在当地探洞者的协助下,一根 3 千米长的通讯与电力缆线通入了洞穴。这样一来,伯格和他的团队就可以在指挥中心里,透过摄影机观察洞中发生的一切。

马瑞娜·艾略特当时还是英国哥伦比亚省西门菲莎大学的研究生,她是第一个进入滑道的科学家。艾略特回忆说:“往下看进去的时候,我不太确定自己是否能安全通过,就像往鲨鱼的嘴巴里面看一样,里面有指状、舌状和齿状的岩石。我觉得可以把我的体验和霍华德·卡特发掘图坦卡蒙王木乃伊时的心情相提并论,太震撼了。”

2015 年,伯格团队公布了他们在“冉星”洞穴中发现的 1550 块古人类化石。这些化石分属 15 个人类个体,既有男性也有女性,既有长者也有孩子。研究人员根据塞索托语中的“星星”一词将其命名为“纳莱迪人(Homo Naledi)”,以此向出土这些骨头的洞穴致敬。

图:根据化石还原出的纳莱迪人

这批古人类残骸是迄今为止在非洲发现的古人类化石中最多的一个。最重要的是,纳莱迪人有着一些令人震惊的特征:除了头部,其他部位竟然原始与现代特征并存。一只完全现代的手却有着古怪的弯曲手指,这很像是那些爬树的生物特征;肩膀也像是猿类的;而骨盆以很宽的角度外扩,和露西的一样原始,但同一块骨盆的底部看起来却又像是现代人的;腿骨上端的形状像南方古猿,但越往下越接近地面的部分,就越现代化,腿部则几乎跟我们的脚没有差别。

杜克大学的古生物学家史蒂夫·丘吉尔说:“你简直可以在髋部画一条线,上方原始,下方现代。如果你只是找到一只脚,会以为有个非洲原住民死了。”

另外还发现了四个不完整的颅骨,两个可能来自男性。从大致的形态来看,它们显然够先进,足以称为人属。但是颅腔却很小:男性只有 560 立方厘米,女性则是 465 立方厘米,远比直立人平均 900 立方厘米的颅腔小,而只有我们现代人颅腔的 1/3。

足够体积的大脑是身为人类的必要条件,也是一个演化为靠智力生存的物种的代表性特征。会不会这些化石不是人类,只是拥有着与人的身体相似的部位呢?

与纳莱迪人的身份一样难解的谜还有:这些遗骨是如何进入这个极其偏僻的洞穴的?这些个体显然不住在这个洞穴里,洞穴中没有挖掘出他们可能是在这里定居的石器或食物残渣。排除了各种可能性后,伯格和他的团队只能认为这些尸体是被其他纳莱迪人刻意放在那里的。这种行为,在以前都被认为是智人独有的。如果说,这种行为是对死者的仪式化处理,那么,还需要纳莱迪人会使用火把照明。但问题是,脑部这么小的生物能够做出这么复杂的行为吗?很多科学家都不信。

在这批化石刚刚公布的时候,大多数科学家都推测纳莱迪人可能出现在 150 - 280 万年前,这是早期人种从原始转型为现代形态的年代。160 万年前的非洲直立人,体型与身体各部位的比例都已经接近现代人,也与纳莱迪人类似。但这些毕竟只是猜测,科学是务实的,不管多么符合逻辑的推测也都需要有证据的支撑。纳莱迪人生存的年代是破解所有纳莱迪人之谜的关键问题。

2017 年 5 月,这个谜题终于被解开了,伯格发表了他的研究成果:综合对纳莱迪人骨骼化石所在沉积岩的年代测定,以及对纳莱迪人牙齿化石样品中放射性物质的分析结果认为:纳莱迪人在非洲大陆生活的时期为距今 23.6 万至 33.5 万年。这个结论让所有人都大跌眼镜,伯格说:“没人想到脑容量这么小的一种很原始的古人类生活的时代能延续到这么晚,而这个时期正好是智人在非洲兴起的时期。”

这个数字的出炉对我们现有的古人类学有怎样的影响呢?事实就是,它冲击了“脑量决定复杂行为”的这一固有观念。

首先,在生理上,纳莱迪人兼有原始特征和现代特征,脑很小,但腿很长;它们既擅长攀缘,也能长途行走。其次,从思维上说,它们具有一定的文化内涵,这次的发现就缘于它们把死者安葬在一个难以抵达的漆黑洞穴(虽然只是推测)。

这些证据表明生活在 23-33 万年前的纳莱迪人可能是人类家族中的古老成员,甚至有可能是智人的直系祖先。而过去科学家认为,30 万年前脑容量那么小的古人类早已被淘汰。

在纳莱迪人生活的时代,人类祖先已经在制造属于非洲中石器时代的精细石器了。专家通常认为,是脑量较大的人类物种制造了这些工具。但是,如果纳莱迪人也生活在那个年代,那么它们也有可能是这些工具的作者。这样的话,科学家就需要重新考虑它们过去持有的一个观念,也就是脑量决定了复杂的行为。正如古人类学家马克·科勒德所言:“在古人类学的历史上,曾有许多根深蒂固的假设被新发现推翻。”

伯格说过:“我们身上有些特征来自东非,有些来自南非,还有很多来自我们根本一无所知的过去。但有一件事情是确定的:如果我们只因两名探洞者足够瘦,能钻进早被探索过的南非洞穴中的裂缝,就得知了一个全新的人种,那么我们实在无从得知,还有多少东西等待被发现。”

伯格对纳莱迪人的研究还在继续,他想知道纳莱迪人灭绝的时间和原因。如果能获取到纳莱迪人的 DNA 信息,那么将会为我们解开更多的谜团。前几年,当我们获取到尼安德特人的 DNA 信息后,我们惊讶地发现:智人的基因中还有1% - 4% 的尼安德特人基因,尽管比例很低,但这足以说明智人曾经跟尼安德特人交配过,而且还能繁衍下一代。那么,纳莱迪人与早期智人之间是否发生过基因交换呢,它们又有没有后代繁衍呢?我也期待着科学界能继续为我们跟踪报道纳莱迪人的最新研究成果。

在纽约的美国自然博物馆,有一具很吸引人的仿真模型,展示了两个人行走的情景。这两个人科动物留下的一串脚印是在发现露西的两年后,科学家于坦桑尼亚找到的。据认为,他们是两口子。这是两个南方古猿在火山喷发后的泥泞火山灰中行走,火山灰后来硬化,保存了他们行走超过23米的足迹。模型是按照他们活着时的大小制作的,表现的是一个男性和一个女性肩并肩地走在古非洲的平原上。他们浑身都是毛,高矮和黑猩猩差不多。但是他们的面部表情以及走路的姿势,都表现出人的特征。最打动人的设计是,那个男的用左臂搂着女人的肩膀,保护着她。这样一个温柔而感人的动作表明了他们之间的亲密关系。

图:很遗憾,只找到背面小图

这个场景太逼真了,让人都忘了这一切全是出自想象。他们所有的外部特征,比如头发的长短、五官、表情、肤色、女人乳房的大小和形状等,纯属想象。我们甚至无法确定他们是夫妻。那个女人也许实际上是个孩子。我们也无法确定他们就是南方古猿,之所以这么假定,是因为没有别的候选而已。

有人告诉我,他们之所以被设计成那个动作,是因为在制作过程中,那个女的模型老是会翻倒。但是,塔特萨尔博士笑着坚持说,不是这个原因。他说:“我们确实不知道男人是否搂着女人,但通过步伐的测量,我们可以断定他们是肩并肩地行走的。他们离得很近,足以相互触摸,那个地方十分开阔,因此他们很可能觉得不安全,所以我们把他们的表情塑造得略带一丝担忧。”

塔特萨尔博士还被问及,在他制作模型的过程中,是否遇到过质疑声。他不假思索地回答说:“那可太多了。比如,尼安德特人是否有眉毛这个问题,我们就不知道讨论了多少次。我们根本不知道他们究竟长得什么样子,但我们可以揣摩他们的高矮、姿势,对他们的面容做出一些合理的假设。如果再让我做一次的话,我想我会把他们设计得更像猿一些。这种生物其实不是人类,他们是两足猿人。”

关于人类演化的故事,今天先聊到这里。科学有故事,咱们下期接着聊。

本期节目,我特地找到了国家地理报道纳莱迪人考古发现的一个视频,制作非常精良。有兴趣的朋友可以点击观看。


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