我们人类如果说有什么特点,那就是富有创造力。我们的创新几乎支撑着日常生活的方方面面——从我们吃什么到我们如何交流。这种创造力与我们超大的大脑和双手内在相关,与其它灵长类动物相比,我们的双手非常灵巧。古人类学家长期以来一直在探寻人类技术创新的起源。著名的露西化石,在本月迎来发现 50 周年,开启了对人类这一标志性特征的新理解。
在 20 世纪 50 年代,英国古人类学家肯尼斯·奥克利强调,制造工具是人类独有的特征,因为与语言不同,它可以由考古证据来证明。工具的使用,尤其是工具制造,被认为是人类独有的能力,根据奥克利的说法,这很可能始于大脑容量较大的祖先直立猿人,现在被称为直立人。
在 20 世纪 60 年代,经过多年在坦桑尼亚雨林中开创性的灵长类动物学研究,珍·古道尔向世界展示了,如今在坦桑尼亚贡贝溪国家公园的黑猩猩经常使用树枝钓白蚁和蚂蚁,还使用树叶作为工具来饮水。虽然查尔斯·达尔文早在近 100 年前就注意到“处于自然状态的黑猩猩会用石头敲开一种本地水果,有点像核桃”,但正是古道尔首次完整地记录了黑猩猩改造有机工具并使用它们来获取原本无法获得的资源。这一发现促使肯尼亚古人类学家路易斯·利基著名地说:“现在我们必须重新定义工具,重新定义人,或者接受黑猩猩是人类。”
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尽管如此,人类是唯一真正的工具制造者的观念仍然持续了一段时间,支持者认为只有人类及其人属祖先才经常使用工具,并且具有高超的技能。事实上,在古道尔宣布她的发现的同时,利基和他的同事在坦桑尼亚奥杜威峡谷(旧称奥杜瓦伊峡谷)定义了一种新的化石人类物种——能人,意思是“灵巧的人”或“有能力的人”——依据是该生物被认为具有制造石器的能力,这与黑猩猩制造的有机工具不同。路易斯和玛丽·利基发现这些新化石与石器有关联,并且颅骨表明它们的大脑比更古老的原始人类(人类家族的成员)更大。更重要的是,一些手骨被解释为反映了制造石器所需的灵巧性。由于石器制造是人类特有的,利基坚持认为这些新化石一定属于我们人属的成员。
奥杜威的发现主导了科学家们数十年来对早期人族手部和工具行为的理解。当 320 万年前的人类祖先露西的部分骨骼于 1974 年 11 月被发现时,最初没有人考虑她是否可能制造或使用过石器。这可能部分是因为露西的骨骼只保存了两块手骨——一块位于手腕中心的骨头,称为头状骨,以及一块手指骨,称为近节指骨。但即使在第二年,在附近的 A.L. 333 遗址发现了大量露西物种的化石——这一发现包括大量手骨——也没有引发关于阿法南方古猿(露西的物种)工具行为的讨论。不仅石器技术仍然被认为是人属独有的,而且,在 320 万年前的年龄,露西比当时已知的最早的石器还要早 150 万年。
1983 年,已故人类学家玛丽·马兹克率先对露西的手骨和在 A.L. 333 遗址发现的手骨的形态进行了功能性解释。她的开创性工作突出了人类特征和类猿特征的混合,例如相对较长的大拇指和较短的手指,以及小指活动受限和弯曲的手指骨等类猿特征。马兹克从手骨形态推断出露西及其同类可能使用过的抓握类型,例如我们在锁中转动钥匙时使用的指腹对侧抓握,以及我们投掷棒球时使用的三指抓握。马兹克认为,使用这些抓握方式,阿法南方古猿可以操纵石器来敲击动物骨骼,以提取内部富含营养的骨髓,并用石片切割肉类。但尽管有马兹克的解释,科学家们普遍坚持认为石器行为只出现在人属中。
马兹克远远超前于她的时代。我们需要等待近 20 年才能获得考古证据,证明她从阿法南方古猿手部形态推断出的行为。2010 年,研究人员在埃塞俄比亚迪基卡的阿法南方古猿遗址中发现了动物骨骼上的敲击(或打击)和切割痕迹的证据,年代可追溯到 340 万年前。五年后,另一个团队在肯尼亚的洛梅克维遗址发现了大型且粗糙的石器,代表了一种以前未知的技术,年代可追溯到 330 万年前。这些发现首次提供了在阿法南方古猿时期制造石器的证据。
自露西被发现以来,我们对非人类灵长类动物工具使用的所有了解进一步支持了露西可能使用并很可能制造石器的观点。在 20 世纪 80 年代初期,在古道尔研究的基础上,两位灵长类动物学家 Hedwige Boesch-Achermann 和已故的克里斯托夫·博施记录了象牙海岸塔伊国家公园的黑猩猩用石头和木槌敲打坚果。我们现在从考古证据中得知,塔伊黑猩猩使用工具敲打坚果至少有 4000 年的历史。同样清楚的是,不同的黑猩猩群落在如何敲打坚果或钓白蚁方面存在许多文化差异。此外,居住在稀树草原的黑猩猩甚至制造和使用木矛来猎杀其他灵长类动物。卷尾猴可以挥舞几乎是它们体重一半的石锤来敲打坚果。而长尾猕猴则使用石头精确地撬开牡蛎。这些猴子甚至可以无意中产生石片,这些石片看起来与在 200 万年前的人族考古记录中发现的石片完全相同。
对其他灵长类动物的研究表明,各种手部形态——不仅仅是人类的手部形态——都能够做出高度灵巧的行为。人类的拇指被认为是我们灵巧性的重要组成部分。相对于我们手指的长度而言,它很长;它很有力,并且连接着另外两块通常在其他灵长类动物身上找不到的肌肉。它在手腕处有一个宽阔的、鞍状的关节,使我们能够轻松地将我们拇指的肉垫与我们每个手指的指垫相对,我们称之为“强力精确抓握”。研究人员通常认为这些抓握方式是人类独有的。但是,尽管我们的对生拇指对于我们的日常操作活动确实至关重要(尝试用笔书写或在没有它的情况下使用螺丝刀),但它并非人类独有;所有生活在非洲和亚洲的猿猴,以及一些生活在南美洲的猿猴,也都有对生拇指。黑猩猩手部细长弯曲的手指和一些猴子活动性较差且较弱的拇指也能够产生类似人类的、强力的指腹对指腹的精确抓握。狮尾狒和黑猩猩使用这些抓握方式来拔草;猕猴使用它们用石锤撬开贝类和牡蛎。精确的灵巧性对于许多其他灵长类动物的行为也至关重要,例如加工植物性食物和梳理毛发。
来自现存灵长类动物的证据表明,工具的使用和精确的灵巧性可能不仅是阿法南方古猿的特征,也是所有更早期的原始人类的特征。事实上,考虑到所有大型猿类(黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩和猩猩)在动物园里都是有天赋的工具使用者,即使不是在野外也是如此,那么大约 1300 万年前所有大型猿类的最后共同祖先很可能具有精确的灵巧性并使用工具。然而,我们在检验这一假设并确定工具使用和手部灵巧性何时、为何以及在哪些物种中进化方面,面临着两个主要障碍。
第一个障碍是非洲猿类几乎没有化石记录,这意味着我们对它们的骨骼形态在数百万年间如何进化一无所知。这极大地阻碍了我们重建最后共同祖先的手可能是什么样子的能力,以及最终导致我们在阿法南方古猿中看到的手部形态的选择压力是什么。早期原始人类的手是从看起来更像大猩猩的手进化而来的,还是像黑猩猩或猩猩的手那样有更长的手指?阿法南方古猿手部促进灵巧性的短手指可能仅仅是需要短脚趾来双足行走的副产品(因为脚趾和手指的生长遵循相似的发育途径)。在不知道早期原始人类的手是从什么进化而来的情况下,我们面临着一个持久的先有鸡还是先有蛋的问题:阿法南方古猿的手部形态是为了响应对灵巧工具使用的需求而进化的,还是这种形态已经存在并只是被选择用于工具使用?也可能是两者兼而有之。
检验所有猿类的最后共同祖先是灵巧的工具使用者这一假设的第二个主要障碍是考古记录的内在偏见。我们在漫长历史时期中关于工具行为的证据仅限于石头,而且,仅限于我们识别为工具的石头。早期原始人类很可能使用未改造的石头作为工具,如果我们看不到石头使用造成的磨损痕迹,我们就不会将它们识别为工具。鉴于植物性工具在现存猿类和许多人类社群中的重要性,有机工具也可能对早期原始人类的日常生活至关重要。然而,有机证据在考古记录中很少保存下来。由我在德国莱比锡马克斯·普朗克进化人类学研究所的同事莉迪亚·伦茨领导的有希望的新研究正在帮助克服这一障碍。她已经表明,用木制工具敲击会使木材的内部结构发生变化,从而可以形成化石。这一发现为识别人类进化史上可能更早期的工具使用形式打开了一个令人兴奋的新窗口。
露西对我们理解人类灵巧性和工具使用进化的影响,很大程度上源于这样一个事实:在她被发现时,她比任何石器行为的考古证据都要古老得多,但她的手却显示出一些类似人类的特征。她引发了对究竟是什么使人类的手与其它灵长类动物的手区分开来以及为什么的新颖研究。露西启发科学家们开始考虑这样一种可能性,即增强的手部灵巧性进化不仅是为了石器行为,也是为了食物加工或有机工具的使用,甚至作为双足行走的副产品。最重要的是,露西与猿猴工具使用研究一起,极大地促进了我们认识到石器行为并非人类独有。