菲律宾化石为人类家谱增添惊人的新物种

第二个在东南亚岛屿发现的微小祖先,Homo luzonensis 挑战了早期人类迁徙和适应性的主流观点

Homo luzonensis 的化石牙齿,这是一个在菲律宾吕宋岛上被新发现的人类物种,展现了原始和衍生特征的结合。

人类家谱变得更加枝繁叶茂,也更加有趣。科学家表示,在菲律宾吕宋岛的一个洞穴中发现的化石代表着人类一个先前未知的分支,他们称之为 Homo luzonensis。这些遗骸揭示了一种体型微小的人类变种,具有许多惊人的原始特征,生活在距今 50,000 至 67,000 年前,与我们自己的物种 Homo sapiens 以及其他人族(人类家庭成员)包括尼安德特人、丹尼索瓦人和 Homo floresiensis 在时间上重叠。这一发现提出了关于早期人族进化和生物地理学的重要问题,并突显了人类史前史还有多少有待发现。    

H. luzonensis 的发现酝酿多年。其最初的线索出现在 2007 年,当时考古学家在吕宋岛上一个著名的旅游景点卡劳洞穴挖掘时,发现了一块化石足骨。这块骨头显然很小巧,尺寸与今天生活在吕宋岛上的小体型尼格利陀人的足骨相当。然而,巴黎国家自然历史博物馆的古人类学家弗洛朗·德特罗瓦回忆说,它的形状“真的很奇怪”。德特罗瓦怀疑化石标本来自“比小型 Homo sapiens 更有趣的东西”,他说。但由于只有一块骨头可供研究,他无法为这种解释提出令人信服的论据。因此,当他和他的同事在 2010 年发表他们对这块足骨的描述时,他们仅得出结论,它属于人属 Homo。它来自哪个物种仍然不确定。           

Homo luzonensis 的趾骨是弯曲的,这是与攀爬相关的特征。图片来源:卡劳洞穴考古项目


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在接下来的几年里,研究人员回到洞穴寻找更多的骨骼。  他们取得了重大发现,又找到了 12 块化石——包括各种牙齿以及手骨和足骨——总共有 13 个标本,代表至少三个人。德特罗瓦和他的合作者在 4 月 11 日《自然》杂志上发表的一篇论文中描述了这些新化石。

独一无二

这些化石呈现出所谓的原始和衍生特征的镶嵌组合。原始特征让人想起我们古老的祖先,如南方古猿阿法种 Australopithecus afarensis,著名的 310 万年前的露西骨骼就属于该物种;衍生特征则类似于 H. sapiens。例如,观察牙齿,H. luzonensis 的前臼齿很大,其中一颗前臼齿有一个额外的牙根——这是原始特征。相比之下,臼齿非常小,并且非常现代。德特罗瓦观察到,这些牙齿特征共同构成“一种非常特殊的组合,在我们研究的任何比较样本中都不存在”。             

西班牙国家人类进化研究中心的玛丽亚·马丁农-托雷斯解释说,尽管如此,仅凭牙齿还不足以证明命名一个新物种是合理的。她说,关键是“这些牙齿与那些手和脚的结合”。有趣的是,H. luzonensis 的手和脚非常原始,手指和脚趾骨是弯曲的,这通常在攀爬树木的物种中看到。虽然今天的人们可以并且确实会爬树,但在数百万年前放弃树栖生活转为地面生活后,人类失去了大部分对树栖生活的适应性。因此,至少可以说,一个来自 67,000 年前或更晚的人类祖先具有攀爬解剖结构是出乎意料的。考虑到牙齿、手骨和足骨在一起,“我同意作者的观点,这种特征组合是我们以前从未见过的,”马丁农-托雷斯说。

H. luzonensis 究竟是如何最终形成这种独特的特征组合的?这是一个价值百万美元的问题。在现阶段,要确定 H. luzonensis 的祖先是不可能的。来自岛上另一个地点的石器工具和被屠宰的动物骨骼暗示,某种人类在 70 多万年前就已居住在吕宋岛。但是在没有任何古代屠夫自身骨骼的情况下,他们可能是 H. luzonensis 还是 H. luzonensis 的先驱仍然未知。来自菲律宾的唯一其他人族化石是在巴拉望岛发现的 30,000 年前的 H. sapiens 骨骼,其中一些很小,但它们缺乏在 H. luzonensis 中看到的原始特征。已知其他人类祖先在与 H. luzonensis 大致相同的时间居住在东亚其他地方,但化石证据不足以将吕宋岛人族与任何其他群体联系起来。从化石中提取 DNA 的尝试——这可能有助于阐明 H. luzonensis 的起源以及它与人类家庭其他成员的关系——均已失败。

在吕宋岛上著名的旅游景点卡劳洞穴的挖掘工作中,发现了 H. luzonensis 的化石和一些被屠宰的动物骨骼,但没有石器工具。图片来源:卡劳洞穴考古项目

起源不明

专家们正在探讨关于 H. luzonensis 起源的推测性想法,如果进一步的证据证实,每一种想法都将在重要方面修正人类起源的故事。然而,为了充分理解这些解释的潜在影响,我们必须首先回顾 15 年前的一项发现。2004 年,在印度尼西亚弗洛勒斯岛工作的科学家们揭示了一项惊人的发现:一个微型人类的遗骸,它具有小脑和其他一系列原始特征,像 H. luzonensis 一样,生活在相对较近的时期。这些骨骼被认为代表着人类家庭中一个先前未知的成员,Homo floresiensis,它很快就被昵称为“霍比特人”物种,以 J.R.R. 托尔金笔下的小矮人为名。

研究人员提出了两种进化情景来解释“霍比特人”的显著特征。第一种情景是,H. floresiensis 起源于大体型、大脑袋的直立人 Homo erectus,并进化出小体型,以适应岛上有限的食物资源——这种现象被称为岛屿侏儒化。另一种情景是,H. floresiensis 从更原始的祖先——某种南方古猿——那里继承了其小比例和其他过时的特征,这种祖先不知何故设法从非洲扩散到亚洲。

这两种可能性都无视了关于人类进化的根深蒂固的观念。尽管已知其他大型哺乳动物遵循岛屿侏儒化规则,但传统上认为人类是例外,其想法是,发明文化解决方案以应对生活挑战的能力使人类免受许多塑造其他动物的环境力量的影响。而且南方古猿化石从未在非洲以外地区发现过——在非洲大陆以外发现的最古老的人类家庭成员都属于人属 Homo。(少数怀疑论者提出,弗洛勒斯骨骼实际上来自患有影响其生长的疾病的现代人,但迄今为止提出的任何疾病都无法解释“霍比特人”的一系列特征。)

类似的进化情景可以解释吕宋岛化石。“鉴于最近体型小、晚期生存的[人类物种]的数量增加,这些物种显示出许多类似南方古猿的特征,我认为我们需要重新评估是否所有这些材料都应归类为人属 Homo,”英国肯特大学的古人类学家特蕾西·基维尔说。除了 H. luzonensisH. floresiensis 之外,来自南非的小型人类祖先,名为纳莱迪人 Homo naledi,于 2015 年宣布,也属于这一类别。(与 H. luzonensis 一样,纳莱迪人 H. naledi 也具有指示攀爬的弯曲手指。)“考虑到最近所有新的、奇怪的和奇妙的发现,我不会排除更原始的人族走出非洲的可能性,以及具有类似南方古猿特征的小体型人属 Homo 物种是从更原始的东西进化而来的,”基维尔评论道。           

另一种可能是,像直立人 Homo erectus 这样的大体型祖先可能在东南亚的多个岛屿上定居,并在每个地区经历了侏儒化。侏儒化物种之间的差异可能反映了对当地条件的适应。例如,H. luzonensis 似乎生活在森林环境中,这可能有利于攀爬能力。           

另一个潜在因素值得一提。DNA 研究表明,包括智人 H. sapiens、尼安德特人和丹尼索瓦人在内的人类群体不时杂交。根据开普敦大学的生物人类学家丽贝卡·阿克曼的说法,理论上,类似的混合可能促成了在卡劳洞穴化石中发现的特征镶嵌现象。尤其是前臼齿的某些方面可能与杂交一致,但她警告说,鉴于已知杂交种的现有证据,不可能明确地确定在这种情况下是否发生了杂交。 

岛屿探险家

部分原因是由于在此期间人类群体之间基因流动的证据,以及该地区缺乏比较材料,阿克曼不支持对吕宋岛化石进行新物种命名。“我实际上强烈认为所有这些物种命名都偏离了重点,”她辩称。她说,吕宋岛发现的真正意义在于,它说明了在过去几十万年里人类祖先的极端多样性——“这是他们在各种进化力量的影响下,在广泛的背景下人口增长的结果”。 

这将我们引向关于 H. luzonensis 的另一个迫切问题:它最初是如何到达吕宋岛的?吕宋岛被深水包围。即使在海平面较低的时期,到达该岛仍然需要穿越一片令人望而生畏的开阔海洋。当 H. floresiensis 首次被发现时,研究人员也面临着同样的问题。与吕宋岛一样,弗洛勒斯岛也是一个深水岛。一些专家提出,霍比特人一定有船才能完成航行。然而,霍比特人的大脑只有大约黑猩猩的大小,而且他们的石器工具相对简单——这不像人们对能够造船的物种的期望。其他人则认为,霍比特人或他们的祖先在特大暴风雨或海啸中被卷入大海,并被冲到弗洛勒斯岛,也许是搭乘漂浮的植被垫——这真是令人难以置信的好运。

仅凭 H. floresiensis,这个问题仍然没有解决。但是随着 H. luzonensis 的发现,现在有记录表明,在晚更新世(126,000 年至 12,000 年前)期间,有两种原始人族物种居住在东南亚的两个不同的深水岛屿上,这改变了局面。“一个奇怪的事件可能是运气;两个事件表明更有趣的事情,”威斯康星大学麦迪逊分校的人类学家约翰·霍克斯断言。更重要的是,他说,有充分的考古证据(尽管没有化石)表明,在现代人类到达该地区之前很久,苏拉威西岛(另一个被深水包围的印度尼西亚岛屿)上就有人族存在。“这些人族正在跨越水障碍。我们不知道这有多频繁,但我认为每个成功的人口都是许多可能不成功的尝试的幸存者。” 霍克斯说,这里的大局教训是,这些早期祖先“比我们过去认为的更具适应性”。“他们很聪明,他们互相学习,他们传承了帮助他们快速适应新生态的传统。”

凯特·王 是一位屡获殊荣的科学作家,也是《大众科学》的高级编辑,专注于进化、生态学、人类学、考古学、古生物学和动物行为。她对人类起源着迷,并对此进行了 25 年以上的报道。最近她开始痴迷于鸟类。她的报道带她去过法国和克罗地亚的洞穴,那里曾是尼安德特人的家园;去肯尼亚图尔卡纳湖畔寻找世界上最古老的石器工具;去马达加斯加进行探险,挖掘古代哺乳动物和恐龙;去南极洲冰冷的海域,那里座头鲸以磷虾为食;以及参加康涅狄格州的“大日”竞赛,在 24 小时内尽可能多地找到鸟类物种。凯特与唐纳德·约翰森合著了《露西的遗产:人类起源的探索》。她拥有密歇根大学生物人类学和动物学理学学士学位。在 X(前身为 Twitter)上关注王 @katewong

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