埃塞俄比亚偏远阿法尔地区的干旱荒地长期以来一直是古人类学家的最爱狩猎场。许多人科动物——这个群体包括人类谱系中自与黑猩猩谱系分离以来的所有生物——曾经将这里称为家园。该地区或许最出名的是出土了“露西”,这是一具320万年前的人类祖先骨骼,被称为南方古猿阿法种。2006年,研究人员在距离露西出土地仅四公里的迪基卡遗址公布了另一件令人难以置信的南方古猿阿法种标本。但与去世时已成年的露西不同,最近发现的化石是一位婴儿的,他生活在330万年前(但仍然被戏称为“露西的婴儿”)。
没有其他如此古老的人科动物骨骼——包括露西——像这具骨骼一样完整。此外,作为有史以来发现的最早的幼年人科动物,迪基卡儿童为研究我们远古亲属的生长过程提供了前所未有的机会。“如果露西是20世纪最伟大的化石发现,”亚利桑那州立大学的唐纳德·C·约翰逊说,他于1974年发掘出了这具著名的化石,“那么这个婴儿就是迄今为止21世纪最伟大的发现。”
[break] 快乐的结晶
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那是2000年12月10日下午,由泽雷塞纳·阿勒姆塞吉德领导的化石猎人(现在在旧金山加利福尼亚科学院)发现了这件标本。只有它的小脸的一部分是可见的;其余大部分骨骼都埋在一个甜瓜大小的砂岩块中。但“立刻就清楚这是一只人科动物,”阿勒姆塞吉德回忆道,他注意到眉毛的光滑和小犬齿的大小以及其他类人特征。然而,进一步的评估将不得不等到化石被清理干净——这是一个细致的过程,在这个过程中,水泥状的基质几乎一粒一粒地用牙科工具从骨骼上移除。
阿勒姆塞吉德花了五年时间才揭示出孩子解剖结构的关键要素;他继续分析此后揭示出的骨骼。尽管如此,这一发现已经为了解一个大多数研究人员认为产生了我们自己人属的物种提供了宝贵的见解。阿勒姆塞吉德和他的同事在2006年发表在《自然》杂志上的两篇论文中描述了这块化石及其地质和古生物学背景。在埃塞俄比亚举行的新闻发布会上宣布这一发现时,他们将这个孩子命名为塞拉姆——在几种埃塞俄比亚语言中意为“和平”——希望能鼓励阿法尔交战部落之间的和谐。
这具骨骼被认为是三岁女孩的骨骼,由几乎完整的头骨、整个躯干以及手臂和腿部的部分组成。甚至膝盖骨——不大于澳洲坚果——也被保存了下来。许多骨骼仍然是连接在一起的。如此完整的人科动物化石非常罕见,而婴儿的化石则更为罕见,因为他们的骨骼更加脆弱。事实上,下一个最古老的、完整程度相当的幼年骨骼是尼安德特婴儿的骨骼,可追溯到大约5万年前。
[break] 行走与攀爬
塞拉姆以及在遗址发现的其他动物的特殊保存状态向南佛罗里达大学的团队地质学家乔纳森·G·温恩表明,她的身体在死后不久被一次洪水事件掩埋。她是在洪水中丧生还是在此之前丧生尚不得而知。
虽然塞拉姆去世时只有三岁,但她已经具备了她所属物种的独特特征。例如,她突出的口鼻部和狭窄的鼻骨很容易将她与另一个古老的年轻人区分开来,即来自南非的所谓汤恩儿童,后者是密切相关的南方古猿非洲种物种的成员。她的下颌骨类似于哈达尔的下颌骨,哈达尔是露西和许多其他南方古猿阿法种个体被发现的地点。
塞拉姆的颅后骨骼也表现出同样的混合特征,长期以来,这种特征一直困扰着对南方古猿阿法种如何在陆地上移动感兴趣的科学家。学者们一致认为,南方古猿阿法种是一种能够用两条腿灵活走动的生物。但从20世纪80年代开始,一场关于该物种是否也适应树栖生活的辩论爆发了。争论的焦点是观察到,尽管该物种的下半身具有明显的双足行走的适应性,但其上半身包含许多更适合树栖生活的原始特征,例如用于抓住树枝的长而弯曲的手指。一方认为,南方古猿阿法种已经完全过渡到陆地生活,上半身对树木友好的特征只是从树栖祖先那里继承下来的进化包袱。另一方则认为,如果南方古猿阿法种保留了这些特征数万年,那么攀树一定仍然是其运动能力的重要组成部分。
与她的同类一样,塞拉姆也拥有为行走而生的腿和为攀爬而生的手指。但她也为这场争议带来了新的数据,形式是两个肩胛骨,或肩胛骨——以前对这个物种来说是未知的骨骼。根据阿勒姆塞吉德的说法,她的肩胛骨看起来最像大猩猩的肩胛骨。向上朝向的肩臼尤其像猿,与现代人类的侧向朝向的肩臼形成鲜明对比。阿勒姆塞吉德指出,这种方向可能有助于将手举过头顶——灵长类动物在攀爬时会这样做。(虽然大猩猩成年后不攀爬,但它们在幼年时确实会在树上度过一段时间。)
幼年塞拉姆内耳中也存在树栖倾向的进一步暗示。通过计算机断层扫描成像,该团队得以一窥她的半规管系统,该系统对于维持平衡非常重要。研究人员确定,塞拉姆的半规管与非洲猿和南方古猿非洲种的半规管相似。他们认为,这可能表明南方古猿阿法种不像我们现代人类那样在两条腿上快速而敏捷。这也可能意味着南方古猿阿法种在解耦头部和躯干的运动能力方面受到限制,而这种能力似乎在我们人类物种的耐力跑中起着关键作用。
南方古猿阿法种是一种双足行走的生物,其上半身至少部分适应树栖生活的结论,与石溪大学的杰克·T·斯特恩及其同事多年前在关于露西及其同时代人的报告中写的内容相呼应。“我很高兴看到这篇论文表明我可能是对的,”斯特恩评论道。约翰逊同意,关于部分树栖的南方古猿阿法种的案例比以往任何时候都更有力。“早期,我曾是阿法种严格陆地双足行走的坚定拥护者,”他评论道。但考虑到最近的发现,约翰逊说,“它们仍然利用一些树栖栖息地在夜间离开地面并在那里睡觉或回到熟悉的食物来源并非不可能。”
行走和攀爬的结合与早期人科动物(包括塞拉姆)环境研究中出现的情况非常吻合。如今,迪基卡是一片尘土飞扬的山丘,只零星点缀着树木或灌木。但在330万年前,它是一个水源充足的三角洲,两侧是森林,附近还有一些草原。“在这种背景下,拥有一只‘猿’在树上和地面上度过时间并不奇怪,”项目成员,现任乔治华盛顿大学的勒内·博贝评论道。
并非所有人都被树栖论所说服。肯特州立大学的C·欧文·洛夫乔伊对塞拉姆的肩胛骨看起来像大猩猩的说法提出异议。“它是原始的,但它实际上更像人类而不是像大猩猩,”他评论道。洛夫乔伊是南方古猿阿法种是专门的双足行走的生物这一观点的主要支持者,他坚持认为,通常被认为是南方古猿阿法种在树上度过时间的指标的前肢特征,仅提供“该动物具有树栖历史的证据”。他表示,1978年著名的拉托利足迹的发现结束了这场辩论。足迹没有显示出抓握性的大脚趾,没有它,洛夫乔伊说,南方古猿阿法种根本无法在树上有效地移动。
[break] 大杂烩般的人科动物
专家们可能对塞拉姆的类猿骨骼特征的功能意义存在分歧,但他们一致认为,人科动物身体的不同部位在不同的时间经历了选择。南方古猿阿法种是“镶嵌进化的一个很好的例子,”约翰逊说。“你不会只是神奇地拨动某个进化开关,就将四足动物转变为直立行走的双足人类。”看起来自然选择首先在下肢和骨盆中选择双足行走,而那些在双足运动中没有真正使用的东西,如手臂和肩膀,则在后期发生变化,他说。“我们越来越了解从树栖类猿生物进化为陆地双足动物的变化顺序。”
对塞拉姆头骨的分析暗示了类似的零敲碎打式的蜕变。舌骨的形状——这块精致的、很少保存下来的骨骼有助于固定舌头和声带——表明南方古猿阿法种的喉咙里有气囊,表明该物种拥有类猿的声带。相反,孩子的脑部显示出微妙的人性迹象。通过研究化石的天然砂岩内模,即颅腔的印模,阿勒姆塞吉德的团队确定,塞拉姆在三岁时只达到了成年大脑尺寸的65%到88%。相比之下,同龄的黑猩猩已经达到了其成年大脑尺寸的90%以上。这引发了一个诱人的可能性,即南方古猿阿法种经历了更像人类的大脑生长模式。
需要更多的化石来辨别新的骨骼是否代表了南方古猿阿法种的婴儿,科学家们无疑渴望找到其他不同年龄段的南方古猿阿法种儿童的遗骸——如果他们能找到的话——看看它们如何比较。但来自迪基卡的小女孩仍然有更多的秘密要揭示。“我认为这件标本的影响将在于它对南方古猿的生长和发育的信息,不仅包括单个身体部位,还包括一个个体内结构之间的发育速率,”密苏里大学哥伦比亚分校的卡罗尔·V·沃德观察到。
自从最初描述塞拉姆以来,持续去除粘附在她遗骸上的砂岩已经使所有骨骼在某种程度上暴露出来。阿勒姆塞吉德预计,他最终将能够重建几乎整个南方古猿阿法种三岁儿童的身体——并开始了解澳大利亚南方古猿的成长过程。