新大陆的陌生人

在格鲁吉亚共和国的惊人发现颠覆了关于第一批走出非洲的原始人类的长期观点

我们绝不会停止探索
我们所有探索的终点
将是回到我们开始的地方
并第一次认识这个地方。
——T.S.艾略特,《四个四重奏:小吉丁》

在宇宙飞船和深海潜水器的时代,我们理所当然地认为人类是勇敢的探险家。然而,从进化的角度来看,殖民倾向是我们人类的显著特征之一:没有其他灵长类动物像我们一样分布得如此遥远和广泛。然而,人类并非一直如此具有世界性。在原始人类进化的七百万年左右的大部分时间里,他们都留在自己出生的非洲。但在某个时候,我们的祖先开始走出家园,标志着我们家族史的新篇章的开始。

直到最近,化石记录都对这一章节隐藏得相当严密。基于现有的证据——来自中国和爪哇遗址的一些人类化石——大多数古人类学家认为,首次跨洲旅行是由我们属的一个早期成员——直立人进行的,开始于一百多万年前。直立人四肢修长,大脑发达,拥有适合开拓者的步幅和智慧。早期的原始人类,如能人以及南方古猿等,大多是身材矮小、大脑容量小的生物,不比现代黑猩猩大多少。相比之下,直立人的体型预示了现代人类的身体比例。


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奇怪的是,在非洲,直立人的第一批代表,有时被称为匠人,早在190万年前就出现了。为什么会有如此长的离开延迟?为了解释这一点,研究人员提出,直到手斧和其他对称形状的标准化石器(一种被称为阿舍利文化的先进技术文化)出现,直立人才有可能进入北部纬度地区。这些工具究竟能够完成什么,而它们之前的简单的奥尔德沃砾石、砍砸器和刮削器无法完成,尚不清楚,尽管它们可能提供了一种更好的屠宰方式。无论如何,在非洲以外被接受的最早的人类遗迹是以色列乌拜迪亚遗址出土的阿舍利石器。

强壮、聪明、拥有尖端技术——这是好莱坞会在电影中扮演的角色,一个完美的先驱者。事实证明,太完美了。在过去的几年里,在格鲁吉亚共和国的德玛尼西遗址工作的研究人员发掘出了一批保存完好的原始人类化石、石器和动物遗骸,其年代可追溯到大约175万年前——比乌拜迪亚遗址的遗骸早近50万年。按照古人类学的标准,这简直是一笔巨大的财富。世界上没有其他早期人类遗址出土过如此大量的骨骼,这为科学家们提供了一个前所未有的机会来窥探我们原始人类祖先的生活和时代。这些发现已被证明是革命性的:格鲁吉亚的原始人类在解剖学和技术上都比预期的要原始得多,这让专家们不仅想知道为什么早期人类最初会冒险走出非洲,还想知道他们是如何做到的。

可疑的首次亮相

如果按直线距离计算,德玛尼西这个沉睡的现代村庄位于格鲁吉亚首都第比利斯西南约85公里处,距该国与亚美尼亚的边界以北20公里处,坐落在小高加索山脉的脚下。在中世纪,德玛尼西是当时最重要的城市之一,也是古丝绸之路上的一个重要站点。因此,该地区长期以来一直吸引着考古学家的兴趣,他们自 20 世纪 30 年代以来一直在那里挖掘中世纪城堡的废墟。该遗址可能也具有更深层意义的第一个暗示出现在 1983 年,当时格鲁吉亚科学院的古生物学家阿贝萨洛姆·韦库阿在其中一个谷物储藏坑中发现了一只早已灭绝的犀牛的遗骸。城堡居民挖的洞显然打开了一扇通往史前史的窗口。

第二年,在古生物学挖掘过程中,原始石器被发现,这带来了一个诱人的可能性,即化石化的人类遗骸最终可能会随之出现。最终,在 1991 年野外考察季的最后一天,工作人员找到了他们一直在寻找的东西:一块原始人类的骨头,发现于剑齿虎的骨骼下方。

根据相关动物遗骸的估计年代,研究人员判断这块人类化石——一块下颌骨,他们将其归因于直立人——大约有 160 万年的历史,这将使其成为非洲以外已知最古老的原始人类。但是,当格鲁吉亚国家博物馆的戴维·洛尔德基帕尼泽和已故的列奥·加布尼亚在当年晚些时候在德国举行的一次会议上向一些古人类学界的知名人士展示该标本时,他们的说法受到了质疑。人类本不应该在一百万年前就走出非洲,而且保存完好的下颌骨——每颗牙齿都在原位——看起来太完好无损了,不应该像格鲁吉亚人说的那样古老。许多科学家得出结论,认为该化石不是直立人,而是后来出现的物种。因此,德玛尼西的下颌骨并没有获得古人类学精英的认可,而是被打上了问号。

团队成员并没有气馁,而是继续在该遗址工作,改进他们对其地质学的理解并寻找更多原始人类遗骸。他们的坚持最终得到了回报:1999 年,工作人员在八年前发现下颌骨的地点几英尺远的地方发现了两个头骨。一篇描述这些化石的论文于次年春天发表在《科学》杂志上。“那一年,狂热开始了,”现在指导挖掘工作的洛尔德基帕尼泽回忆道。这些发现确立了德玛尼西原始人类与非洲直立人之间的密切关系。与来自东亚和西欧的最早人类不同,后者表现出明显的区域性特征,德玛尼西头骨在眉脊等形态上与非洲早期材料明显相似。

到这个时候,地质学家已经确定了这些化石的年代,这些化石来自直接位于一块放射性测定年代为 185 万年前的厚火山岩层之上的沉积物。“玄武岩新鲜、未风化的轮廓表明,在含化石沉积物覆盖之前,没有过去多少时间,”北德克萨斯大学的 C. 里德·费林解释说。对沉积物的古地磁分析表明,它们是在大约 177 万年前地球磁极反转时沉积的,即所谓的松山反转期。此外,已知年代的动物遗骸伴随着原始人类化石——例如一种名为米氏田鼠的啮齿动物,它只生活在 160 万到 200 万年前之间——并且在附近的一个遗址中,第二个 176 万年前的玄武岩层覆盖着相同的地层。

新的化石和年代测定结果共同确立了德玛尼西是非洲以外最古老的明确的原始人类遗址的案例,将欧亚大陆的殖民时间推回了几十万年。他们也推翻了人类在发明阿舍利技术之前不能离开非洲的理论。德玛尼西的工具包只包含用当地原材料制成的奥尔德沃级工具。

矮个子先驱

格鲁吉亚原始人类的久远年代和他们工具的简陋让许多古人类学家感到震惊。但德玛尼西还有更多的惊喜。2002 年 7 月,洛尔德基帕尼泽的团队宣布,他们已经发现了一个几乎完整的第三个头骨——包括一个相关的下颌骨——这是有记录以来最原始的人属标本之一。前两个头骨分别容纳了 770 立方厘米和 650 立方厘米的灰质,而第三个头骨的颅容量只有 600 立方厘米——不到现代大脑的一半大小,并且比预期的直立人的颅容量小得多。第三个头骨的形态也并非完全像直立人。相反,眉骨的纤细、面部的突出和头骨后部的弯曲使人想起能人,这是直立人的推定祖先。

第三个头骨的发现导致了一个惊人的启示,即与大脑发达是首次跨大陆迁徙的一部分这一概念相反,这些早期的旅行者中有些人的大脑发育程度几乎不比原始能人高多少。同样,格鲁吉亚的原始人类的身材似乎也没有比能人高多少。肋骨、锁骨、椎骨以及手臂、腿、手和脚的骨头也已经出现,尽管大多数尚未得到正式描述。但根据股骨,德玛尼西人似乎只有大约四英尺半高。

“这是我们第一次拥有直立人和能人之间的中间人,”洛尔德基帕尼泽观察到。尽管这些化石根据某些决定性特征被该团队暂时归类为直立人,但他认为德玛尼西原始人类所代表的人群可能更具体地是该物种的根基,是直立人和能人之间缺失的一环。

其他学者提出了更详细的分类方案。匹兹堡大学的杰弗里·施瓦茨注意到迄今为止发现的头骨和下颌骨(包括 2000 年出土的一个庞大的下颌骨)中明显的解剖学差异,他认为德玛尼西化石可能代表两个或多个早期人类物种。“如果是这样,我就吃掉其中一个,”密歇根大学安阿伯分校的米尔福德·H·沃尔波夫反驳道。他认为,更合理的解释是,那块“流氓”下颌骨来自一名男性,而其余骨骼则属于女性。

洛尔德基帕尼泽承认,巨大的下颌骨确实有点令人头疼,但考虑到这些化石都来自同一地层,他推断它们很可能属于同一批直立人。实际上,他说,关于德马尼西遗址最重要的意义之一在于,它为我们提供了思考变异性的机会。也许一些研究人员低估了直立人的变异程度——来自埃塞俄比亚中部阿瓦什地区的布里遗址和肯尼亚的伊莱雷特遗址的最新发现支持了这一观点。洛尔德基帕尼泽怀疑,随着格鲁吉亚的发现越来越清晰,许多非洲化石的性别和物种都需要重新评估,我们谱系的创始成员是谁的问题也需要重新审视。他沉思道,也许能人不是人属。事实上,许多专家都在质疑这种人科动物可能是南方古猿的一个物种,而不是我们自己属的成员。

乔治华盛顿大学的伯纳德·伍德评论说,将能人归入人属在分类学上并没有说服力。考虑到其大脑和身体的比例、颌骨和牙齿的特征,以及与运动相关的特征,能人更像南方古猿,而不是过去人们认为的那样。如果是这样,直立人的出现很可能标志着我们人属的诞生。伍德说,目前尚不清楚的是,德马尼西的人科动物是属于人属还是南方古猿。

抛开分类学的细节不谈,德马尼西人明显矮小的身材可能会给古人类学家带来进一步的困难。宾夕法尼亚州立大学的艾伦·沃克和帕特·希普曼在 20 世纪 80 年代提出,后来由西北大学的威廉·R·伦纳德及其同事详细阐述的另一个关于人类为什么离开非洲的流行理论认为,直立人庞大的体型需要比其体型较小的祖先更高质量的饮食(包括肉类)才能满足其增加的能量需求。采取这种饮食方式会迫使该物种扩大其视野以寻找足够的食物,这种扩张可能导致它们进入欧亚大陆。在非洲以外发现的明显小于经典直立人的个体可能会迫使专家重新思考这一情况。

也许是语言使人科动物最终摆脱了非洲的束缚。普遍的看法认为,直立人缺乏说话的能力,因为其脊髓太小,无法足够精确地控制参与言语产生的肌肉。这一结论是基于长期以来唯一已知的直立人椎骨,即来自著名的肯尼亚化石“图尔卡纳男孩”。但宾夕法尼亚大学的马克·迈耶对德马尼西椎骨和图尔卡纳椎骨的分析表明,德马尼西人拥有现代的脊髓,因此在神经系统上没有语言的限制。事实证明,“图尔卡纳男孩”患有收缩脊髓的疾病,因此不能代表正常的直立人状况。虽然这项新研究并未确定德马尼西人拥有说话的能力,但它增加了他们可能拥有这种能力的可能性。

格鲁吉亚的思考

无论早期人类是如何离开非洲的,都不难理解他们为什么会在格鲁吉亚南部定居。一方面,西部的黑海和东部的里海保证了相对温和的气候,甚至可能像地中海气候。另一方面,该地区在生态上似乎非常多样化:在该遗址发现了林地生物(如鹿)和草原动物(如马)的遗骸,表明这里存在森林和稀树草原栖息地的混合体。因此,实际上,如果一个地方的情况变得艰难,人科动物不必移动太远就能找到更好的地方。费林说,环境的多样性可能促进了定居。特别是德马尼西遗址,位于两条河流交汇形成的岬角上,其靠近水源的地理位置可能吸引了人科动物,水源不仅能解渴,还能引来潜在的猎物。

明尼苏达大学的玛莎·塔彭评论说,从生物学角度来看,这是一个“热门”的地方。在工作人员与人科动物遗骸一起挖掘出的数千件哺乳动物化石中,许多来自大型食肉动物,如剑齿虎、豹子、熊、鬣狗和狼。塔彭的研究重点是弄清楚导致该遗址骨骼堆积的原因,她怀疑这些食肉动物可能将这条有水边的岬角用作陷阱。她说,问题是,人科动物是否也这样做了。

到目前为止,塔彭在动物骨骼上发现了一些切割痕迹,表明德马尼西的定居者至少偶尔会吃肉。但是,他们是拾取当地食肉动物捕杀的动物,还是自己猎杀这些野兽,目前尚不清楚。这个问题值得调查。关于人类如何将活动范围扩大到北方土地的少数剩余假设之一认为,从南方古猿主要以素食为主的饮食过渡到狩猎采集的生存策略,使他们能够在寒冷的冬季月份生存下来,因为在那段时间,植物资源稀缺,甚至完全无法获得。只有对该遗址的哺乳动物骨骼进行进一步分析,才能阐明德马尼西人是如何获得肉类的。但塔彭推测,他们是在狩猎。“当你是一个拾荒者时,动物的分布是如此不可预测,”她评论说。“我不认为这是他们的主要策略。”

但这并不意味着人类是顶级的食肉动物。塔彭观察到,他们可能既是猎人又是猎物。一个头骨上的明显穿刺伤和大型下颌骨上的啃咬痕迹表明,德马尼西的一些人科动物最终成为了猫科动物的食物。

向外扩展

格鲁吉亚的遗骸证明,人类在约 190 万年前直立人进化后不久就离开了非洲。但之后他们去了哪里仍然是一个谜。亚洲最古老的无可争议的化石仍然只有一百多万年的历史(尽管爪哇的争议遗址可追溯到 180 万年前),而欧洲的化石只有大约 80 万年的历史。从解剖学上来说,德马尼西人是后来亚洲直立人的合理祖先,但他们也可能是一个死胡同群体,是横跨欧亚大陆一部分的浪潮的前沿。科学家们一致认为,存在多次从非洲迁出以及迁回的迁徙。洛尔德基帕尼泽说:“德马尼西只是其中一个瞬间。我们需要弄清楚之前和之后发生了什么。”

德马尼西的发现以某种方式提出了比答案更多的问题,这呼应了古人类学中常见的说法。“所有事情都被颠覆了,这很好,”团队成员、宾汉顿大学的 G. 菲利普·赖特迈尔反思道,“但令人沮丧的是,八到十年前似乎很有希望的一些想法不再成立了。”向肉食的转变可能仍然可以解释人类是如何在非洲以外生存下来的,但是什么促使他们进入新领域仍然未知。也许他们是在追随向北迁徙的兽群。或者,也许就像人们熟悉的那样简单,这是一种想要了解丘陵、河流或高大的稀树草原背后是什么的需要——一种史前时期的漫游癖。

好消息是,科学家们才刚刚开始探索德马尼西的深处。迄今为止发现的化石仅来自该遗址估计范围的一小部分,新发现的材料涌现的速度比研究人员正式描述的速度还要快。团队成员去年报告说,2002 年出土的第四个头骨来自一位老年男性,他已经失去了所有的牙齿,这表明他必须由该群体的其他成员照顾——这可能是已知最早的对体弱者表示同情的证据。就在去年夏天,又发现了一个第五个头骨。它仍在分析中。

化石猎人愿望清单上的首位是骨盆,这将有助于揭示这些早期殖民者如何高效地长途跋涉。我们完全有理由期待他们会发现它们。“他们有可能找到大量的化石,”沃尔波夫兴奋地说。“这里有几代人要做的工作,”洛尔德基帕尼泽同意道,并指出他可以想象他的孙子们在几十年后在该遗址工作。“到那时,人类将会探索哪些新的领域呢?”

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大众科学 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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