目前全球人口已接近70亿，很难想象智人曾经是一种濒危物种。然而，对现代人DNA的研究表明，我们的祖先确实经历过一次剧烈的人口下降。尽管科学家们尚不清楚我们物种起源和近乎灭绝的精确时间线，但我们可以从化石记录中推断出，我们祖先在大约19.5万年前不久出现在整个非洲。那时气候温和，食物充足；生活美好。但大约在19.5万年前，情况开始恶化。地球进入了一个漫长的冰期，称为海洋同位素阶段6（MIS6），一直持续到大约12.3万年前。
非洲在冰期阶段6的环境条件的详细记录不存在，但根据最近、更广为人知的冰期阶段，气候学家推测当时几乎肯定是寒冷和干旱的，而且沙漠可能相对于现代范围显著扩张。大部分陆地将变得不适宜居住。当地球处于这种冰冷状态时，人口数量急剧下降——从超过10,000个繁殖个体骤降至仅数百个。关于人口瓶颈究竟何时发生以及人口变得多么小的估计在基因研究中各不相同，但所有研究都表明，今天活着的每个人都来自一个在这次全球降温阶段的某个时候生活在非洲某个地区的小种群。
我的职业生涯始于东非的考古学家，研究现代人类的起源。但当我在20世纪90年代初了解到遗传学家开始谈论的人口瓶颈时，我的兴趣开始转移。今天的人类相对于许多人口规模和地理范围小得多的其他物种，表现出非常低的遗传多样性——这种现象最好通过早期智人人口崩溃的发生来解释。我想知道，我们的祖先在气候灾难期间是如何设法生存下来的？只有少数几个地区可能拥有支持狩猎采集者的自然资源。古人类学家就哪些地区是理想地点争论不休。非洲南部海岸，全年盛产贝类和可食用植物，在我看来，似乎是艰难时期的特别好的避难所。因此，在1991年，我决定去那里寻找可追溯到冰期阶段6的遗址。
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我在那个沿海地区内的搜索并非随机。我必须找到一个足够靠近古代海岸线的庇护所，以便于获取贝类，并且地势要足够高，以至于其考古沉积物不会在12.3万年前气候变暖和海平面上升时被冲走。1999年，我的南非同事彼得·尼尔森（Peter Nilssen）和我决定调查他在尖峰角（Pinnacle Point）发现的一些洞穴，尖峰角是莫塞尔湾镇附近的一个海岬，突出到印度洋中。我们沿着陡峭的悬崖峭壁向下攀爬，偶然发现了一个看起来特别有希望的洞穴——一个简称为PP13B的洞穴。位于洞穴口附近的沉积物的侵蚀暴露了清晰的考古遗迹层，包括炉膛和石器。更棒的是，一个沙丘和一层石笋覆盖了这些人活动的遗迹，这表明它们非常古老。从各方面来看，我们都中了头彩。第二年，在当地一位鸵鸟养殖户为我们建造了一个180级的木制阶梯，以便更安全地进入遗址后，我们开始挖掘。
从那时起，我的团队在PP13B和附近其他遗址的挖掘中，发现了居住在该地区的人们在大约16.4万年前至3.5万年前（即瓶颈时期和人口开始恢复之后）进行的活动的非凡记录。这些洞穴中的沉积物，加上对当地古代环境的分析，使我们能够拼凑出一个看似合理的描述，说明尖峰角史前居民如何在严峻的气候危机中勉强维持生计。这些遗迹也驳斥了长期以来的观点，即认知现代性是在解剖学现代性之后很久才进化出来的：即使在PP13B最古老的考古层中，也存在行为复杂性的证据。这种先进的智力无疑为物种的生存做出了重大贡献，使我们的祖先能够利用海岸上可用的资源。
当非洲大陆其他地方的智人种群因寒冷和干旱而导致他们狩猎和采集的动物和植物死亡时，尖峰角幸运的居民却在享用海鲜和富含碳水化合物的植物，尽管气候恶劣，这些植物仍然在那里大量繁殖。随着冰期阶段6经历相对温暖和寒冷的阶段，海洋上升和下降，古代海岸线前进和后退。但是，只要人们追踪海岸线，他们就能获得令人羡慕的馈赠。
海岸的富饶
从生存的角度来看，非洲南部边缘地区之所以具有吸引力，在于其独特的植物和动物组合。在那里，一条狭长的土地包含了世界上单位面积内植物多样性最高的地区，紧贴着海岸线。这片9万平方公里的狭长地带被称为开普植物区，拥有惊人的9000种植物，其中约64%仅在那里生长。事实上，在开普植物区中心开普敦上空耸立的著名的桌山，其植物种类比整个英国还要多。在这一区域出现的植被群落中，最广泛的两种是弗恩博斯（fynbos）和雷诺斯特维尔德（renosterveld），它们主要由灌木组成。对于配备挖掘棒的人类觅食者来说，它们提供了一种有价值的商品：这些类群中的植物产生了世界上最多样化的地下能量储存器官——如块茎、球茎和球茎状根。
块茎状根是现代狩猎采集者的重要食物来源，原因有几个。它们含有大量的碳水化合物；它们在一年中的某些时候可靠地达到碳水化合物含量的峰值；而且，与地上水果、坚果和种子不同，它们几乎没有捕食者。开普植物区占主导地位的球茎和球茎状根也特别有吸引力，因为与许多高纤维的块茎状根相比，它们的纤维含量相对于它们所含的富含能量的碳水化合物量而言较低，这使得它们更容易被儿童消化。（烹饪进一步提高了它们的消化率。）而且由于块茎状根是对干燥条件的适应，它们在干旱的冰期阶段很容易获得。
尽管南部海岸不是大型哺乳动物的主要狩猎场，但它也提供了极好的蛋白质来源。就在近海，来自本格拉上升流的富含营养的冷水和温暖的阿古拉斯洋流的碰撞，在南部海岸形成了冷暖涡流的混合。这种多样的海洋环境在岩石潮间带和沙滩上孕育了多样且密集的贝类床。贝类是非常高质量的蛋白质和omega-3脂肪酸来源。与块茎状根一样，冰期降温不会减少它们的数量。相反，较低的海洋温度会导致贝类更加丰富。
生存技能
凭借来自贝类的热量密集、营养丰富的蛋白质和来自块茎状根的低纤维、富含能量的碳水化合物的结合，南部海岸本应为早期现代人在冰期阶段6提供理想的饮食。此外，妇女可以独自获得这两种资源，使她们摆脱了依赖男人为她们和她们的孩子提供高质量食物的局面。我们尚未挖掘出PP13B的居民食用块茎状根的证据——如此古老的遗址很少能保存有机遗骸——尽管该地区较年轻的遗址包含大量食用块茎状根的证据。但我们已经发现了他们食用贝类的明确证据。巴塞罗那大学的安托涅塔·杰拉迪诺（Antonieta Jerardino）对遗址中发现的贝壳进行的研究表明，人们从海边采集了棕色贻贝和当地称为阿里克鲁克尔（alikreukel）的海螺。他们偶尔也吃海洋哺乳动物，如海豹和鲸鱼。
以前，已知人类系统地利用海洋资源的最古老例子可追溯到12万年前。但是，以色列地质调查局的米里亚姆·巴尔-马修斯（Miryam Bar-Matthews）和澳大利亚卧龙岗大学的泽诺比亚·雅各布斯（Zenobia Jacobs）进行的年代分析表明，PP13B的人们在更早的时候就靠海为生了：正如我们在2007年《自然》杂志上报道的那样，那里的海洋觅食可以追溯到惊人的16.4万年前。到11万年前，菜单已扩展到包括帽贝和沙贻贝等物种。
这种觅食比看起来更困难。贻贝、帽贝和海螺生活在危险的潮间带岩石上，在那里，涌入的涌浪很容易击倒不幸的采集者。沿着南部海岸，只有在太阳和月亮对齐时，才有可能在低潮时进行安全且收益足够高的收获，此时太阳和月亮对水的涨落施加最大的引力。由于潮汐与月相有关，每天提前50分钟，我推测居住在PP13B的人们——16.4万年前，由于海平面较低，PP13B位于内陆更远的地方，距离水边两到五公里——就像现代沿海居民长期以来所做的那样，使用某种阴历来安排他们的海岸之旅。
在早在16.4万年前的尖峰角，有证据表明，收获贝类并非唯一的先进行为。在石器工具中，有大量的“细石叶”——微小的薄片，长度是宽度的两倍——它们太小，无法用手挥舞。相反，它们一定是被固定在木制杆子上，用作投射武器。复合工具的制作表明了相当大的技术诀窍，而PP13B的细石叶是其中最古老的例子之一。但我们很快了解到，这些微小的工具比我们想象的还要复杂。
在南非沿海考古遗址发现的大多数石器工具都是用一种叫做石英岩的石头制成的。这种粗粒岩石非常适合制作大型薄片，但很难将其塑造成小型精细工具。为了制造细石叶，人们使用了细粒岩石，称为硅质岩。不过，在考古硅质岩中，有一些奇怪之处，这是我的团队中的石器工具剥片专家、亚利桑那州立大学人类起源研究所的凯尔·S·布朗（Kyle S. Brown）观察到的。在多年收集了来自海岸各地的硅质岩后，布朗确定，在其原始形态下，这种岩石永远不会呈现尖峰角和其他地方的硅质岩工具中看到的有光泽的红色和灰色。此外，原始硅质岩实际上不可能塑造成细石叶。我们想知道，工具制造者在哪里找到了他们优质的硅质岩？
这个问题的一个可能的答案来自尖峰角5-6号洞穴，2008年的一天，我们在那里发现了一大块嵌入灰烬中的硅质岩。它具有与该地区其他考古沉积物中发现的硅质岩相同的颜色和光泽。鉴于石头与灰烬的关联，我们问自己，古代工具制造者是否可能将硅质岩暴露于火中，使其更容易加工——这种策略已在北美和澳大利亚土著人的民族志记载中得到证实。为了找出答案，布朗小心地“烹制”了一些原始硅质岩，然后尝试对其进行剥片。它剥落得非常棒，剥落的表面闪耀着与我们遗址文物中看到的光泽相同的光泽。因此，我们得出结论，石器时代的硅质岩也经过了热处理。
然而，我们面临着一场艰苦的战斗，以说服我们的同事相信这一非凡的主张。考古学界普遍认为，法国的索鲁特文化人在大约2万年前发明了热处理技术，并用它来制作他们精美的工具。为了支持我们的论点，我们使用了三种独立的技术。波尔多大学的尚塔尔·特里博洛（Chantal Tribolo）进行了称为热释光分析的技术，以确定尖峰角的硅质岩工具是否是故意加热的。然后，澳大利亚新南威尔士大学的安迪·赫里斯（Andy Herries）采用了磁化率，该技术寻找岩石磁化能力的改变——这是富含铁的岩石暴露于热量的另一个指标。最后，布朗使用光泽度计测量加热和剥片后产生的光泽，并将其与他制作的工具上的光泽进行比较。我们去年在《科学》杂志上详细介绍了我们的结果，结果表明，在7.2万年前，有意的热处理是尖峰角的主要技术，那里的人们早在16.4万年前就断断续续地使用了它。
热处理过程证明了两种独特的现代人类认知能力。首先，人们认识到他们可以大幅改变原材料以使其有用——在这种情况下，通过加热来改造石头的特性，从而将低质量的岩石变成高质量的原材料。其次，他们可以发明和执行一系列漫长的过程。制造硅质岩刀片需要一系列精心设计的步骤：建造一个沙坑以隔离硅质岩，将温度缓慢升高到350摄氏度，保持温度稳定，然后缓慢降低温度。创造和执行该序列并将技术代代相传可能需要语言。一旦建立起来，这些能力无疑帮助我们的祖先战胜了他们在离开非洲后遇到的古老人类物种。特别是，在尖峰角检测到的复杂火技术将使早期现代人在进入尼安德特人寒冷土地时具有明显的优势，而尼安德特人似乎缺乏这种技术。
从一开始就很聪明
除了精通技术外，尖峰角的史前居民还具有艺术天赋。在PP13B序列的最古老层中，我的团队挖掘出了数十块赤铁矿（氧化铁），它们经过各种雕刻和研磨，制成细粉，可能与动物脂肪等粘合剂混合制成油漆，可以涂在身体或其他表面上。这种装饰通常编码有关社会身份或其他重要文化方面的信息——也就是说，它们是象征性的。我和我的许多同事认为，这种赭石构成了有记录以来最早的明确的象征行为例子，并将这种习俗的起源推回了数万年。象征性活动的证据也出现在序列的后期。可追溯到大约11万年前的沉积物包括红色赭石和贝壳，这些贝壳显然是因其美学吸引力而被收集的，因为当它们从深水家园被冲上岸时，任何肉都早已消失了。我认为这些装饰性贝壳，以及海洋觅食的证据，表明人们首次开始将对海洋的明确承诺融入他们的世界观和仪式中。
尖峰角早熟的象征主义和先进技术的表达，对于理解我们物种的起源具有重大意义。来自埃塞俄比亚的化石表明，解剖学上的现代人类至少在19.5万年前就已经进化出来了。然而，现代思维的出现更难确定。古人类学家在考古记录中使用各种替代物，试图识别认知现代性的存在和范围。使用需要看似不相关的现象的局外人联系和漫长的生产链的技术（如用于工具制造的岩石热处理）制成的文物是一种替代物。艺术或其他象征性活动的证据是另一种替代物，通过月相等替代物追踪时间也是如此。多年来，这些行为的最早例子都是在欧洲发现的，并且可以追溯到4万年前之后。根据该记录，研究人员得出结论，在我们物种的起源和我们无与伦比的创造力的出现之间存在很长的滞后时间。
但是，在过去的10年中，在南非的许多遗址工作的考古学家发现了复杂的行为例子，这些例子比欧洲的同类例子早得多。例如，在南非工作的考古学家伊恩·沃茨（Ian Watts）描述了可追溯到12万年前的遗址中成百上千块加工过和未加工过的赭石。有趣的是，这种赭石，以及尖峰角的赭石，往往是红色的，尽管当地矿物的来源呈现出各种色调，这表明人类有选择地整理红色碎片——可能将红色与月经和生育力联系起来。亚利桑那州立大学的博士生乔斯林·A·伯纳切兹（Jocelyn A. Bernatchez）认为，这些赭石碎片中的许多最初可能是黄色的，然后经过热处理变成红色。在布隆博斯洞穴（Blombos Cave），位于尖峰角以西约100公里处，挪威卑尔根大学的克里斯托弗·S·亨希尔伍德（Christopher S. Henshilwood）发现了带有系统性雕刻的赭石碎片、用蜗牛壳制成的珠子和精制的骨器，所有这些都可追溯到大约7.1万年前[参见凯特·王（Kate Wong）的“现代思维的黎明”；《大众科学》，2005年6月]。这些遗址，以及尖峰角的遗址，驳斥了现代认知在我们血统中进化较晚的主张，而是表明我们的物种在其诞生之初就具有这种能力。
我怀疑这种复杂认知进化的驱动力是强大的长期选择，旨在增强我们祖先在干旱环境中从精神上绘制多种植物物种的位置和季节性变化的能力，并将这种积累的知识传达给后代和其他群体成员。这种能力为许多其他进步奠定了基础，例如掌握月相与潮汐之间的联系，并学会相应地安排他们的贝类狩猎之旅。唾手可得的贝类和块茎状根共同提供了一种高质量的饮食，使人们变得不那么游牧，提高了生育率，降低了儿童死亡率。这些变化导致更大的群体规模，这将促进象征性行为和技术复杂性，因为人们努力表达自己的社会身份并相互借鉴技术，这解释了为什么我们在PP13B中看到了如此复杂的实践。
追随海洋
PP13B保留了长期变化的职业记录，结合我的团队获得的当地气候和环境变化的详细记录，揭示了我们的祖先在数千年中如何利用洞穴和海岸。佛罗里达大学的埃里希·C·费舍尔（Erich C. Fisher）对古代海岸线随时间推移进行建模，表明由于南非海岸外一块长而宽、坡度平缓的大陆架——阿古拉斯浅滩，条件变化迅速而剧烈。在冰期，当海平面下降时，这片大陆架的大部分区域将暴露出来，使尖峰角与海洋之间产生相当大的距离——高达95公里。当气候变暖，海平面上升时，海水再次涌上阿古拉斯浅滩，洞穴再次靠近海边。
从跨越35万年至5万年前的石笋记录中明显的降雨和植被模式来看，我们看到弗恩博斯可能跟随退去的海岸线向现已淹没的大陆架延伸，然后再返回，使块茎状根和贝类保持近距离。至于人类，在这些人口密度低的时期，他们可以自由地瞄准景观的最佳部分，那就是块茎状根和贝类的交汇处——所以我怀疑他们追随了海洋。资源的追踪将解释为什么PP13B似乎是间歇性地被占用的。
我们在PP13B的挖掘拦截了很可能是在地球上每个人的祖先，当他们追随不断变化的海岸线时。然而，如果我对这些人及其与海岸的联系的看法是正确的，那么祖先种群最丰富的记录就在阿古拉斯浅滩的水下。在不久的将来，它将继续留在那里，受到大白鲨和危险洋流的守护。我们仍然可以通过检查当前海岸上的遗址（如PP13B和我们正在挖掘的另一个遗址PP5-6）来检验人类追随海洋的假设。但我们也可以研究大陆架陡峭下降且海岸始终靠近的地点——我的同事和我目前正在启动的调查。
遗传、化石和考古记录在表明大约在5万年前发生了现代人类首次大规模和长期的迁出非洲浪潮方面，相当一致。但是，关于导致这次大迁徙的事件的问题仍然存在。例如，我们仍然不知道，在冰期阶段6结束时，非洲是否只剩下一个智人种群，还是有几个种群，只有一个种群最终产生了今天活着的每个人。这些未知数为我的团队和其他人提供了非常明确和令人兴奋的未来研究方向：我们的实地考察需要针对冰期期间非洲的其他潜在祖先区域，并扩展我们对该阶段之前气候条件的了解。我们需要充实这些最终走出避难所、遍布非洲大陆并继续征服世界的人们的故事。