对440万年前的古人类研究的重大突破,为揭示最后共同祖先带来新曙光

《科学》杂志上发表的一系列关于“阿尔迪”的研究论文,历时十五年,表明与人类一样,黑猩猩也经历了重大的进化改变。

对一个440万年前的早期人类的首次全面分析,更清晰地描绘了人类和黑猩猩的最后共同祖先可能的样子,而这个祖先根本不像黑猩猩。古老的地猿始祖种(最完整的雌性标本被称为“阿尔迪”)在今天在线发表的11篇研究论文中被描述在《科学》杂志上。这项庞大的研究工作将阿尔迪的化石与在埃塞俄比亚阿法尔裂谷地区的阿瓦什河附近发现的其他许多始祖地猿个体(包括雄性和雌性)的化石结合起来。

加州大学伯克利分校的研究负责人之一蒂姆·怀特在为《科学》杂志录制的采访中说,尽管始祖地猿可能比黑猩猩和人类之间所谓的缺失环节要晚数百万年,但它代表了“我们所能接近的最后共同祖先的程度”。

俄亥俄州肯特州立大学的人类学教授 C. 欧文·洛夫乔伊和他的同事在一篇论文的摘要中写道,事实上,阿尔迪“充满了解剖学上的惊喜,如果没有直接的化石证据,没有人能够想象得到”。


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其中的一些惊喜包括:阿尔迪的下颚和四肢表明她是一种生活在森林中的杂食动物,而不是像今天的黑猩猩那样的食果动物,也不是像其他早期人族那样的开阔稀树草原居住者。阿尔迪的大脑大小相对于身体大小来说,大约是现代黑猩猩的三分之一(大约是现代人类的三分之一)。另一篇论文(由洛夫乔伊领导)的作者解释说,始祖地猿的脚与现代黑猩猩的脚明显不同。

对于一个可能只有约120厘米高、重约50公斤的原始表亲来说,阿尔迪很可能对古人类学领域产生重大影响。例如,阿尔迪的体型也对包括有争议的在2001年在乍得发现的600万至700万年前的乍得沙赫人在内的许多其他古代动物产生影响。这两个物种的头骨大小和形状的相似性促使其中一篇新论文的研究人员(由东京大学的教授诹访元领导)得出结论,即乍得沙赫人确实是一种早期人族,而不是其他人所认为的雌性猿。

幻灯片:阿尔迪的图像

脆弱的化石
始祖地猿15年前首次公布时,只有少量的牙齿和下颚碎片,在其他早期人族(例如著名的320万年前的南方古猿阿法种露西)的文献日益增多的情况下,它仍然是古人类学中相对的秘密。

为了发表新论文,一个国际研究小组收集并描述了阿尔迪骨骼的110多个碎片,包括头骨、手、脚、手臂、腿和骨盆的部分,以及其他始祖地猿标本和周围的植物和动物的碎片。

密苏里大学哥伦比亚分校的副教授兼综合解剖学专家卡罗尔·沃德说,“这是一个惊人的材料量”,“这本身就是惊人的。”

华盛顿特区乔治华盛顿大学高级人族古生物学研究中心(CASHP)的布赖恩·里奇蒙德说,恢复工作本身需要一些“英勇的努力”。由于化石保存不佳,许多骨头会被正常的人类触摸弄碎,因此它们被小心地取出、铸造和扫描。

早在化石出土之前,它们就遭受了相当大的损坏,导致头骨和骨盆被压碎和变形。仔细的研究和计算机建模帮助研究人员将碎片重新拼凑在一起,但是,里奇蒙德指出,“这需要大量的重建”,并且需要一些猜测才能拼凑出一种早已灭绝的生物的身体和运动。

用手或脚
也许人类进化领域仍然存在的最大问题之一是现代双腿行走的方式是如何形成的,而阿尔迪使过去人类学家所做的一些普遍假设变得复杂。

今天的黑猩猩和大猩猩通过后脚和手的指关节在地上行走,这使得许多人推测早期人类也可能做过同样的事情。洛夫乔伊和他的合著者在一篇论文摘要中写道,“长期以来,人们一直认为我们的手一定是从非洲猿类那样的手中进化而来的”。其中一篇论文的作者指出,其他早期标本缺乏足够的手骨来确定它们是否正在从指关节行走过渡。

然而,阿尔迪更完整的手对这一理论提出了另一种挑战。现代大型猿类坚硬而有力的手非常适合在树顶上活动。然而,人类的手较弱但更灵活,从而可以更好地进行灵巧的操作和工具的使用。洛夫乔伊和合著者指出,始祖地猿的手确实足够有力地悬挂在树枝上,但没有表现出任何指关节行走的迹象,并且在某些方面,它们可能比我们自己的手更灵活。

那么这是否意味着阿尔迪用两条腿行走?当露西大约在320万年前出现时,她的群体已经相当适应双足行走(尽管不如现代人类那么好)。研究人员认为,阿尔迪实际上是一个直立行走者,并且“始祖地猿可以在行走时不会使重心从一侧转移到另一侧”,洛夫乔伊和他的同事写道,这是后期人族的一个标志。

密苏里大学的沃德不认为阿尔迪像作者所暗示的那样在脚上站得很稳。在检查了一些数据后,沃德指出,该标本的膝盖实际上可能间隔得更远,这使得阿尔迪不太可能在不大幅调整体重的情况下从一只脚移动到另一只脚。

她并不孤单地持怀疑态度。“几乎没有迹象表明它是直立行走的,”里奇蒙德说,这实际上让他感到惊讶,并指出大约在四百万年前就已经有其他双足行走的证据了(关于图根原人化石的研究甚至表明双足行走可以追溯到大约六百万年前)。他还指出,缺少膝关节是该物种运动能力的未知关键。

然而,它的臀部似乎已经适度调整以适应一些直立行走。但是它们不像南方古猿的臀部那样与现代人类的臀部相似。里奇蒙德说,尽管脚比黑猩猩的脚更原始,“当然能够进行双足行走”,但是大拇指的抓握和其他方面使其不太适合直立行走。

也许更多的化石证据将有助于阐明从树枝到稀树草原的道路,但与此同时,阿尔迪为该领域带来了一些可喜的新证据,沃德指出。“问题不再是,‘为什么我们的祖先直立行走?’”她说,“而是,‘当他们走出树林时,为什么他们从来没有用四肢着地行走?’”

森林居民
始祖地猿挑战了关于早期人类从树上下来并伸展双腿的位置和原因的长期假设,它似乎不是生活在稀树草原中,而是生活在森林中。

加州大学伯克利分校的怀特等人在一篇新论文中写道,先前对早期人类的挖掘通常是在古代洪水将各种生物群落和地层混合在一起的区域,从而提供了对每个人原始环境的复杂描述。然而,埃塞俄比亚的阿法尔裂谷地区没有经历过这种古代的混合,为古人类学家提供了更清晰的阿尔迪世界的画面。

对该地区的地质情况和其他附近化石的分析显示,发现了古代的无花果树和朴树以及新的哺乳动物和鸟类物种。其中一篇论文的作者(由新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的地质学家吉迪·沃尔德加布里埃尔领导)得出结论,这些发现以及草地居住物种(例如在其他地方发现的较大的有蹄物种)的缺乏,表明该地区“比今天潮湿和凉爽,包含从林地到森林斑块的栖息地”。

然而,鉴于他们主要居住在树木繁茂的地区,这意味着地面旅行可能是次要的,沃德说。“这些动物最重要的活动方式是爬树。”然而,这提出了一个问题,即为什么这些动物可能在后来的人族搬到草原之前就开始直立行走,而黑猩猩和其他大型猿类的祖先最终又退回了森林深处。

社会推测
阿尔迪的骨骼轮廓可以揭示该物种的日常生活吗?

研究人员在雄性始祖地猿标本的犬齿中发现了一个重要的指标。现代雄性黑猩猩和大猩猩拥有长而锋利的犬齿,它们在与其他雄性争夺雌性配偶的战斗中使用这些犬齿。始祖地猿(甚至在较小程度上,人类)没有如此可怕的牙齿。洛夫乔伊在论文中认为,这可能是缺乏雄性与雄性之间为争夺雌性配偶而进行的竞争和攻击的迹象,也可能表明雄性开始更多地参与抚养过程。

这些古老的始祖地猿雄性似乎也与雌性的体型几乎相同,这再次表明它们可能具有与现代黑猩猩不同的社会系统,而黑猩猩以攻击为基础的等级制度长期以来一直是早期人族的对立面。

正如怀特在他的采访中指出的那样,这两种关键的性别差异的缺失似乎“预示着一种新的社会结构”。

该领域的其他人士也同意,这两个特征很可能表明它们的交配系统与现代非洲猿类所见的交配系统不同。然而,阿肯色大学费耶特维尔分校的人类学副教授迈克尔·普拉夫坎说,仅仅根据化石证据重建社会系统的细节是很棘手的,甚至是不可能的。例如,一些新世界的猴子也表现出很少的性体型或犬齿二态性,并且终生配对——“家庭委员会年度动物”,普拉夫坎说——其他具有相似特征的猴子,“非常滥交”,他解释说。

下一步
如同任何重大的科学发现一样,地猿始祖种(Ar. ramidus)提出了比它解答的更多的问题。“这项研究会让几代学生都忙个不停,”CASHP的里士满谈到这项研究时说道。它也可能会引发对现代人类直接起源于黑猩猩的普遍认知的改变——这种认知是通过流行的“四足猴子到直立人”的插图序列普及的。接受Ardi分析所暗示的关于人类进化的新观点,沃德说,将意味着“撕毁那(描绘)并把它扔出窗外”。

这项新证据质疑了许多关于智人(Homo sapiens)被认为享有的特权进化的假设。事实上,如果说有什么的话,Ardi揭示了黑猩猩在过去七百万到一千万年间也经历了一场相当漫长的进化历程。

它也为在Ardi氏族之外进行更多工作指明了方向。“这恰恰突出了需要更多的研究来寻找黑猩猩和人类的最后共同祖先,”里士满说。“最终我们想知道我们最初来自哪里,以及是什么因素让我们迈向了人类独特的步伐,”他说。但化石记录将是最终的仲裁者。“我认为在没有证据的情况下,现在就对共同祖先做出结论还为时过早,”他说。

事实上,即使是怀特也指出,现在就确定这些进化谱系是如何相关的,以及人科动物是如何开始直立行走的确切方式,还为时过早。

对Ardi的分析为查尔斯·达尔文和托马斯·赫胥黎在近150年前提出的观点赋予了新的意义,即可能存在一个与现代人类和大型猿类都截然不同的共同祖先。怀特在录音采访中指出,达尔文知道,“我们真正了解这个最后共同祖先样貌的唯一方法就是去寻找它。”

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