重新思考印度尼西亚的霍比特人

在印度尼西亚发现的迷你人类物种比之前认为的更加奇怪,并使我们古老的过去的故事更加复杂

2004年,一个澳大利亚和印度尼西亚科学家团队宣布,他们在印度尼西亚弗洛勒斯岛上挖掘的一个名为梁布亚的洞穴中,出土了一些非凡的东西:一个成年女性的部分骨骼,她身高仅一米多一点,大脑只有我们自己的三分之一大。这个标本,科学家们称之为LB1,很快得到了一个奇特的昵称——霍比特人,以作家J.R.R.托尔金的虚构生物命名。研究人员提出,LB1和其他他们回收的碎片遗骸代表了一个先前未知的新人种,即弗洛勒斯人(Homo floresiensis)。他们最好的猜测是,弗洛勒斯人(H. floresiensis)是直立人(Homo erectus)的后裔——已知最早在非洲以外地区殖民的物种。他们推测,这种生物进化出的小尺寸,是对其岛屿家园上有限资源的反应——这种现象以前在其他哺乳动物身上有记录,但在人类身上从未有过。

这一发现震惊了古人类学界。弗洛勒斯人(H. floresiensis)不仅被认为是人类遵循所谓“岛屿法则”的第一个例子,而且似乎还逆转了人类进化过程中大脑尺寸越来越大的趋势。此外,在发现小体型、小脑容量个体的相同沉积物中,还出土了用于狩猎和屠宰动物的石器工具,以及用于烹饪食物的火堆遗迹——对于一种大脑大小与黑猩猩相当的生物来说,这是相当高级的行为。令人震惊的是,LB1生活在仅仅18000年前——比我们其他晚期幸存的亲戚尼安德特人和直立人(H. erectus)消失晚了数千年。

怀疑论者很快将LB1斥为仅仅是一个患有阻碍其生长的疾病的现代人。自从宣布这一发现以来,他们已经提出了许多可能的疾病来解释该标本的特殊特征,从呆小症到拉龙综合征,这是一种导致对生长激素不敏感的遗传疾病。然而,他们的论点未能说服霍比特人的支持者,后者用相反的证据反驳了每一种诊断。


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[break] 令人费解的混合体

然而,最近的分析甚至让支持者也开始重新思考最初对这一发现的重要解读。这些发现也迫使古人类学家重新考虑人类进化过程中诸如早期人科动物(包括从人类谱系与黑猩猩分支出来以来的所有生物的群体)最初迁出非洲等分水岭时刻的既定观点。

从最新研究中得出的最令人震惊的认识也许是LB1的身体在许多方面是多么原始。(迄今为止,挖掘者已经从该遗址中回收了大约14个个体的骨骼,但LB1仍然是迄今为止最完整的标本。)从一开始,该标本就让人联想到320万年前的露西——南方古猿阿法种(Australopithecus afarensis)的最著名代表——因为它们身高大致相同,大脑也同样小。但事实证明,LB1与露西和其他前直立人(erectus)人科动物的共同之处远不止大小。她的许多特征简直就像猿类。

2009年5月,霍比特人奇异形态的一个特别引人注目的例子浮出水面,当时石溪大学的威廉·L·荣格斯领导的研究人员发表了他们对LB1脚的分析。这只脚有一些现代特征——例如,大脚趾与其他脚趾对齐,而不是像猿类和南方古猿那样向外张开。但总的来说,它是老式的。LB1的脚长约20厘米,是她短股骨长度的70%,这在人类家族成员中是闻所未闻的。相比之下,现代人的脚平均只有股骨长度的55%。在这方面,除了托尔金想象中大脚的霍比特人之外,与LB1最接近的匹配是倭黑猩猩。此外,LB1的大脚趾很短,她的其他脚趾又长又略微弯曲,而且她的脚缺乏适当的足弓——所有这些都是原始特征。

荣格斯在给新闻界的一份声明中说:“在人类化石记录中,从未见过这样的脚。” 骨盆、腿和脚的特征清楚地表明,霍比特人是直立行走的。但是,由于他们的腿短,脚相对较长,他们必须使用高抬腿的步态才能避免脚趾拖在地上。因此,尽管他们可能可以短距离冲刺——比如,为了避免成为巡逻弗洛勒斯岛的科莫多巨蜥的晚餐——但他们不可能赢得任何马拉松比赛。

如果脚是霍比特人身上唯一表现出如此原始特征的部分,科学家们可能会更容易坚持弗洛勒斯人(H. floresiensis)是直立人(H. erectus)的矮化后裔,并将脚的形态归因于矮化后果而发生的进化逆转。但事实是,在LB1的整个骨骼中都发现了古老的特征。手腕中一块叫做大多角骨的骨头,在我们自己的物种中呈靴子状,但在猿类中却呈金字塔状;锁骨短而相当弯曲,这与现代体型的人科动物中较长、较直的锁骨形成对比;骨盆呈盆状,与南方古猿相似,而不是像直立人(H. erectus)和其他后来的智人(Homo)物种那样呈漏斗状。这样的例子不胜枚举。

事实上,从颈部以下来看,LB1更像露西和其他南方古猿,而不是智人(Homo)。但随后出现了她头骨的复杂问题。尽管它包裹着一个柚子大小的大脑,容积仅为417立方厘米——这个体积在黑猩猩和南方古猿的范围内——但其他颅骨特征,如窄鼻子,将LB1标记为我们智人属(Homo)的成员。

[break] 原始根源

将智人(Homo)般的头骨特征与躯干和四肢的原始特征结合起来的化石并非史无前例。我们智人属(Homo)的最早成员,如能人(Homo habilis),也表现出新旧混合的特点。因此,随着霍比特人颅后骨骼细节的出现,研究人员越来越怀疑,小弗洛勒斯人可能属于原始的智人(Homo)物种,而不是直立人(H. erectus)的后裔,后者具有现代人的身体比例。

堪培拉澳大利亚国立大学的黛比·阿圭及其同事进行的一项分析支持了这一观点。为了解决霍比特人与人类家族其他成员的关系问题,该团队采用了分支系统学——一种通过观察共同的新颖特征来推断生物体之间关系的方法——将LB1的解剖特征与人类家族的其他成员以及猿类的解剖特征进行比较。

在2009年发表在《人类进化杂志》(Journal of Human Evolution)上的一篇论文中,阿圭及其合作者报告说,他们的研究结果表明,在人科动物家谱中,弗洛勒斯人(H. floresiensis)分支可能有两个位置。第一个位置是弗洛勒斯人(H. floresiensis)是在一个叫做鲁道夫人(Homo rudolfensis)的人科动物之后进化而来的,后者大约在230万年前出现,但在大约200万年前出现的能人(H. habilis)之前。第二个位置是它出现在能人(H. habilis)之后,但仍然远早于大约180万年前出现的直立人(H. erectus)。更重要的是,阿圭的团队没有发现弗洛勒斯人(H. floresiensis)与直立人(H. erectus)之间存在密切关系的支持,从而打击了霍比特人是直立人(H. erectus)岛屿矮化产物的理论。(该研究也驳斥了霍比特人属于我们自己物种的假设。)

如果霍比特人是非常早期的智人(Homo)物种,早于直立人(H. erectus),那么在家谱树上的这种定位将大大有助于解释LB1的小脑容量,因为我们智人属(Homo)的最早成员的大脑灰质明显少于平均直立人(H. erectus)所拥有的。但阿圭的发现并没有完全解决大脑问题。除了LB1之外,智人属(Homo)中已知的最小脑容量是能人(H. habilis)标本,估计颅容量为509立方厘米。LB1的大脑比这还要小约20%。

岛屿矮化是否仍然在决定霍比特人大脑尺寸方面发挥了作用?当发现团队最初将LB1的小脑容量归因于这种现象时,批评者抱怨说,根据已知的比例关系,对于她这种体型的人科动物来说,她的大脑太小了。经历矮化的哺乳动物通常只表现出大脑尺寸的适度缩小。但岛屿上哺乳动物的矮化可能是一种特殊情况。伦敦自然历史博物馆的埃莉诺·韦斯顿和阿德里安·利斯特发现,在马达加斯加非洲岛国上矮化的几种化石河马物种中,大脑尺寸的缩小幅度明显大于标准比例模型预测的幅度。研究作者认为,根据他们的河马模型,即使是直立人(H. erectus)大小的祖先,也可能通过岛屿矮化达到LB1的大脑和身体比例。

哈佛大学的丹尼尔·利伯曼等研究人员对河马的研究印象深刻。在《自然》杂志上发表的韦斯顿和利斯特报告的评论中,利伯曼写道,他们的发现“在解释弗洛勒斯人(H. floresiensis)如何获得如此小的大脑方面,起到了‘拯救’作用”。

尽管一些专家赞成对霍比特人的最初解释,但澳大利亚卧龙岗大学的迈克·莫伍德是梁布亚项目的协调员之一,他现在认为LB1及其同伙的祖先是早期智人(Homo)成员,他们在到达弗洛勒斯岛时就已经很小了——甚至比已知最小的直立人(H. erectus)个体还要小——然后在到达那里后“可能经历了一点岛屿矮化”。

霍比特人留下的文物支持了弗洛勒斯人(H. floresiensis)是非常原始的人科动物的说法。最初关于最初发现的报告集中在梁布亚霍比特人地层中发现的少量石器工具上,这些工具对于如此小脑容量的生物来说出奇地复杂——怀疑论者强调了这一观察结果,以支持他们的论点,即霍比特人是现代人,而不是一个新物种。但是,由澳大利亚新英格兰大学的马克·W·摩尔和现在的卧龙岗大学的亚当·R·布鲁姆领导的后续分析表明,霍比特人的工具包总体上相当基本,与其他小脑容量人科动物制造的工具相符。摩尔和布鲁姆总结说,梁布亚少数霍比特人工具的先进外观是偶然产生的,考虑到霍比特人制造了数千件工具,这并不意外。

为了制作工具,霍比特人从洞穴外的岩石上剥下大石片,然后在洞穴内从小石片上敲下更小的石片,采用与其他小脑容量人科动物在梁布亚以东50公里处的弗洛勒斯岛另一个名为马塔门格的遗址上88万年前使用的相同简单石器加工技术——远在现代人类出现在该岛之前。(马塔门格工具制造者的身份不明,因为那里尚未发现人类遗骸,但他们可能就是梁布亚矮小居民的祖先。)此外,梁布亚和马塔门格工具与坦桑尼亚奥杜威峡谷的文物非常相似,后者可追溯到120万至190万年前,可能由能人(H. habilis)制造。

[break] 微小的开拓者

在某些方面,关于神秘的弗洛勒斯骨骼的最新理论甚至比最初的说法更具革命性。“非常原始的智人属(Homo)成员可能大约在200万年前离开非洲,并且后代种群一直延续到几千年前,这种可能性是过去几年古人类学中出现的最具挑衅性的假设之一,”奥尔巴尼纽约州立大学的戴维·S·斯特雷特反思道。科学家们长期以来一直认为,直立人(H. erectus)是人类家族中第一个走出出生大陆并殖民新土地的成员,因为这是在非洲以外的化石记录中最早出现的人科动物。为了解释这一点,有人提出,人类需要进化出更大的大脑和更长的跨步四肢,并发明先进的技术,才能最终离开家园。

今天,非洲以外最明确的人类证据来自格鲁吉亚共和国,研究人员在那里发现了可追溯到178万年前的直立人(H. erectus)遗骸。格鲁吉亚遗骸的发现打破了关于一个肌肉发达的开拓者配备了精巧工具包的观念,因为它们对于直立人(H. erectus)来说体型偏小,而且他们制造的是奥杜威工具,而不是专家们期望最早的先驱制造的先进的所谓阿舍利工具。然而,他们是直立人(H. erectus)。

但是,如果霍比特人新观点的支持者是对的,那么第一次洲际迁徙发生在数十万年前——并且是由一种根本不同类型的人类进行的,这种人类可以说与原始的小露西比与古人类学家设想的殖民者更相似。这种情况意味着,如果科学家们在正确的地方寻找,他们可能会在非洲和东南亚之间找到一段长达200万年的人类史前史的失落篇章。

这个建议并没有得到一些研究人员的认可。“我们越想把弗洛勒斯[人科动物]的分化推回到过去,就越难解释为什么一个必须起源于非洲的[人科动物]谱系只在弗洛勒斯这个小岛上留下了一个痕迹,”芝加哥菲尔德博物馆的灵长类动物进化专家罗伯特·马丁评论道。马丁不相信弗洛勒斯人(H. floresiensis)是一个合法的新物种。在他看来,LB1——唯一已知大脑尺寸的霍比特人——是一个患有尚未确定的疾病的现代人,这种疾病导致大脑变小的可能性尚未排除。问题是,这种情况是否也能解释LB1的南方古猿般的身体。

许多科学家欢迎这种变革。LB1是“一个人科动物,如果我们在200万年前的非洲发现它,没有人会说什么,”史密森学会的马修·W·托切里断言,他分析了霍比特人的腕骨。“问题是我们是在现代的印度尼西亚发现它的。” 他补充说,好消息是,这表明还有更多此类发现有待发掘。

“鉴于我们对亚洲人科动物记录知之甚少,还有很多惊喜的空间,”英国谢菲尔德大学的罗宾·W·丹内尔观察到。丹内尔推测,即使是南方古猿也可能离开了非洲,因为它们在300万年前在非洲殖民的草原延伸到了亚洲。“当然,我们需要的是更多的发现——来自弗洛勒斯岛、苏拉威西岛等邻近岛屿、东南亚大陆或亚洲任何其他地方,”他说。

莫伍德本人也在尝试这样做。除了在梁布亚和弗洛勒斯中部索阿盆地的工作外,他还帮助协调了苏拉威西岛的两个项目。他也关注着婆罗洲。然而,在大陆上寻找梁布亚霍比特人的祖先将是困难的,因为在世界这一地区,合适年龄的岩石很少暴露出来。但由于利害关系如此之大,这些挑战不太可能阻止勇敢的化石猎人进行尝试。“如果我们在未来15年左右在该地区没有发现任何东西,我可能会开始怀疑我们是否弄错了,”托切里反思道。“预测是我们应该发现更多。”

更多探索

弗洛勒斯人(Homo floresiensis)原始的腕部及其对人科动物进化的影响。马修·W·托切里等人,《科学》,第317卷,第1743-1745页;2007年9月21日。

新人种:弗洛勒斯岛“霍比特人”的惊人发现和奇异故事。迈克·莫伍德和彭妮·范·奥斯特泽。史密森尼,2007年。

弗洛勒斯人(Homo floresiensis)的脚。W. L. 荣格斯等人,《自然》,第459卷,第81-84页;2009年5月7日。

弗洛勒斯人(Homo floresiensis):分支系统学分析。黛比·阿圭等人,《人类进化杂志》,第57卷,第623-639页;2009年11月。

弗洛勒斯人(Homo floresiensis)和非洲奥杜威文化。马克·W·摩尔和亚当·R·布鲁姆,《奥杜威文化的跨学科方法》。埃雷拉·霍弗斯和大卫·R·布劳恩编辑。施普林格,2009年。

化石编年史:两项有争议的发现如何改变了我们对人类进化的看法。迪安·福克。加利福尼亚大学出版社,2011年。

SA Special Editions Vol 22 Issue 1s本文最初以“重新思考印度尼西亚的霍比特人”为标题发表在SA Special Editions 第22卷第1s期 (), 第84页
doi:10.1038/scientificamericanhuman1112-84
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