南非发现新骸骨：或为南方古猿与直立人过渡

yangqiji · 发表于 2011-9-25 08:44

南非古人类学家伯杰手持源泉的颅骨复原模型
　　作者：张田勘
　　在南非一个洞穴中发现的两具名为源泉(sediba)的骸骨，可能是南方古猿与直立人之间的过渡种类，它们为人类的进化之谜提供了引人入胜的新证据。
　　大量研究表明，人是从猿进化而来的。然而这只是一个笼统的说法。科学家需要明确的，是什么猿类在什么时候演化为现代人的。
　　从猿到人
　　人类的进化过程大致可以描述为拉密达地猿(又名始祖地猿)、南方古猿、能人与直立人共存、早期智人、晚期智人(即解剖学上的现代人)。也有研究人员认为，能人之后才是直立人，即能人是直立人的祖先。不过人类的这种进化需要清晰明确的化石证据。
　　2009年10月2日，美国的蒂姆·怀特(Tim D. White)等人发表论文称，拉密达地猿的代表人物是阿尔迪，她的第一块骨骼出土于1992年，后来研究人员根据陆续出土的拉密达地猿骨骼复原了其整体特征。阿尔迪生活在距今440万年，身高约120厘米，体重约50公斤。阿尔迪具有与猿类似的头部和脚趾，很容易在树丛间攀爬，不过其手掌、手腕以及骨盆表明，她可以用两只脚直立行走。
　　而更早之前发现的另一位人类始祖露西则属于南方古猿阿法种，在进化上比阿尔迪晚了一百多万年。露西同样出土于埃塞俄比亚境内，在阿尔迪出土前，露西被认为是最早的人科动物之一。
　　然后，大约过了一百多万年，又演化出了人类的另一些晚辈祖先，他们是介于猿和直立人之间的人种，称为南方古猿源泉(Australopithecus sediba)，这一名称除了沿袭南方古猿的学名外，还以南非梭托语(Sotho)的sediba来命名，意为自然之泉或源泉。
　　发现源泉的研究人员认为，源泉的进化时间和过程位于南方古猿非洲种与直立人之间。如果要把南猿源泉当作直立人的祖先，那就如同羽化之初的蝴蝶的成虫(蛹)，此时的蛹已经有了前中后足以及羽翅，但是，尚未完全破壳羽化形成蝴蝶。南猿源泉就是既具猿的特征，又具备(直立)人的雏形的人类祖先。
　　伯杰的发现
　　2008年8月，南非古人类学家伯杰(Lee Berger)9岁的儿子马修(Matthew)在约翰内斯堡附近的马拉帕(Malapa)洞穴(是南非南猿人骨化石遗迹的一处)中发现了一名男孩的化石，两周后，伯杰本人又在同一地方发现了一名成年女性的化石。这些化石分别是一只几乎完整的右手、一只脚和骨盆。
　　伯杰等人对这些化石进行了悉心研究，并在2010年4月9日的美国《科学》杂志上发表论文，称这些化石所代表的就是南猿源泉。发育程度显示，男孩约为10-13岁，成年女性则有二十多岁，已经生育过一个孩子。但是，两者是否为亲属关系尚不能确认。
　　尽管当初伯杰等人推算南猿源泉距今约200万年，但真正确定他们年代的是在大量的研究结果之后。2011年9月9日，美国《科学》杂志又发表了德国、澳大利亚和美国等研究人员共同参与研究的一系列关于源泉进化的结果。其中，澳大利亚墨尔本大学的皮克林(Robyn Pickering)等人用铀-铅测年技术和古地磁定年法测算年代，判定南猿源泉是在约197.7万年前陷入洞穴的。据估计，这些古猿当时似乎是掉进了深洞，几周后被冲到了沉淀物中，骨骼迅速变成了化石。后来，山洞中的岩石慢慢被腐蚀，让化石暴露了出来，才被今天的考古者和旅游者发现。
　　这两具源泉骸骨具有多个与人属(Homo)共有的特征——包括两条较长的腿以及一个突出的鼻子，他们的其他特征，如特别长的前臂以及灵活的双脚则是人类灵长类祖先很晚才具有的特征。
　　经过对化石的研究，伯杰认为，这个叫源泉的南猿种类是南猿和真正人类(直立人)之间的过渡种类。也可以说，他们一半是南方古猿，一半是直立人。他们的手、脚和骨盆上有猿类和人类特征的混合体。例如，他们的手具有猿的特征，即有适宜爬树的较有力量的手指，也有人类特征的较长拇指。后者与其他手指结合起来就能精确握持工具。而对头骨内部的评估表明，他们的大脑有猿类特征，但是已经初步开始靠近人类家族。
　　伯杰的研究结果于2010年发表后，曾经引起争议。其中一个重要争议是，源泉可能不是人类的一个直系祖先，但还是应当归为人属这一类，而非南方古猿。
　　尝试制作工具？
　　2011年9月9日的《科学》杂志发表了5篇关于源泉的研究论文，它们弥补了伯杰2010年结果的不足。新的研究对这两个化石代表的人进行了命名，男性少年称为MH-1，成年女性称为MH-2，统称为源泉。
　　德国马克斯·普朗克进化人类学研究所的基维尔(Tracy Kivell)等人的研究得出了与伯杰相似的结论。他们认为，南猿源泉的手部化石具有人和猿的混合特征。那名成年女性的手部有一处特殊的肌肉(屈肌)，拇指较长，其他手指较短，前臂也较长，说明她保留了类似黑猩猩的攀爬习性。同时，南猿源泉的手指比较细，手腕较粗壮，可能已经开始尝试制作工具(此后的直立人已会制作工具)。
　　此外，南猿源泉的脚还较原始，但已经形成足弓，他们的脚后跟已经与现代人的阿喀琉斯之踵相似。南非古人类学家齐普费尔(Bernhard Zipfel)称，男性少年踝骨是迄今发现的最为完整的古人类踝骨之一，而且没有一个曾被描述的踝骨含有如此多的原始和先进的特征。他的踝关节基本像人的踝关节，也与人类足弓相似，且有一个较好的跟腱。但是，他的跟骨(7块跗骨之一)和胫骨看来更像是猿的。
　　这表明源泉已经开始在地面直立行走。但是，他们可能有两种生活形态，一部分时间是在陆地直立生活，一部分时间是攀援在树上生活。
　　另外，从骨盆来看，南猿源泉的骨盆像现代人一样短而宽，已经比300万年前的南方古猿阿法种的露西的骨盆大多了。
　　南非的另一个小组卡尔逊(Kristian Carlson)团队对男性少年的部分颅骨进行观察并制作了一个颅内模型，同时用高分辨率同步CT对颅骨进行扫描。结果表明这名少年死亡之时在10-13岁，其大脑的形状很像人，但容积只有420毫升，比智人的大脑小很多。
　　不过，男性少年位于眼睛后面的大脑的眶额区显示了某些神经重组的迹象，这表明有类似人的额叶样神经的建立或重建。额叶内神经元的建立或重组可使源泉在保持其完整的较小的头盖骨的同时使大脑发生进化。
　　大脑与骨盆的矛盾
　　对于伯杰把南猿源泉当作直立人的祖先，也有研究人员并不认同。例如，美国华盛顿大学的古生物学家伯纳德·伍德(Bernard Wood)认为，尽管源泉有直立人和猿的混合特点，但是其脑容量较小，从脑容量小并且主要是在树上生活的猿进化成脑容量大的直立人时间太短了。
　　伍德的怀疑的确有理由。因为，源泉的脑容量只有420毫升。而早期的直立人大脑容量有800毫升，晚期的直立人大脑容量已达到1200毫升，与现代人的大脑1350-1500毫升的容量相差不远。显然，420毫升的脑容量与800毫升的脑容量实在是有着不小的距离。此外，源泉的大脑容量和骨盆之间也有矛盾之处。
　　卡尔逊认为，尽管源泉的大脑较小，像黑猩猩的大脑，但是在形态上更像人，扫描显示，源泉的头盖骨的前部(前额叶)已经扩展了，特别是在眼睛的后方和上方已经扩大了，这一区域是直立人和现代人的特点。因为大脑前额叶是与较高的认知能力，如制定计划、学习等相联系的。这也表明，源泉的大脑正处于向直立人较大脑容量的过渡阶段。
　　此外，源泉的骨盆也比其他的南猿阿法种要宽大。源泉在身体形态解剖上的这些特点也对过去人类生殖和进化的一个理论提出了挑战。过去认为，人的宽大的骨盆是与生育脑容量较大的婴儿相匹配的。
　　但源泉的骨盆与直立人相似，比较宽大，而其脑容量却不像直立人那样大。这就是大脑容量和骨盆之间的矛盾。研究人员称现在无法回答这一问题，需要进一步的研究才能获得答案。但一个符合逻辑的推论是，源泉可能就是在向直立人转变的一种过渡型，即骨盆已经在为生育较大大脑容量的婴儿做准备了，但脑容量还没有像直立人那样大。不过，他们的大脑形态在开始扩大，只是脑髓并没有像直立人一样多。
　　人类的摇篮
　　离南非约翰内斯堡50公里的南猿人骨化石遗迹包括斯泰克方丹、斯瓦特科兰斯、科罗姆德拉伊和维罗恩斯的化石遗址，这里其实是一个巨大的化石洞，被称为人类的摇篮。
　　伯杰和其儿子在这个地方发现了源泉的一部分化石后，伯杰的研究小组又前往这一地点挖掘了至少是从属于5名个人的220块骨头化石，这5人包括婴儿、少年和成年人。伯杰等人坚信，通过对这些化石的进一步研究将证明，源泉就是直立人的直接的祖先。
　　但是，伯杰等人的研究结果也只是一种假说，需要更多的研究来证实。美国亚利桑那大学的古人类学家约翰松(Donald Johanson)认为，只有将源泉与其他古人类化石如能人(Homo habilis)进行全面比较后，才能得出比较准确的结论。源泉也有可能是人类进化树中的一个旁枝或小分支。
南方周末