当海洋拯救人类

如今全球人口已超过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。尽管科学家们缺乏关于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，被称为海洋同位素阶段6（MIS6），一直持续到大约12.3万年前。

关于非洲在冰期阶段6的环境条件的详细记录并不存在，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，而且沙漠的范围可能相对于现代显著扩大。大部分陆地将变得不适宜居住。当地球被这种冰冷的环境所控制时，人口数量骤降，只有一部分人成为了幸存人口的贡献者。遗传学家们仍在争论这个种群有多小，但可能只有数百人。瓶颈期的时间估计倾向于大约15万年前。鉴于现代人类狭窄的遗传多样性，主要的祖先种群很可能是一个单一的群体，也许是一个民族语言群体，他们居住在一个地区，然后向外扩散，在移动过程中与其他种群混合。

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1990年代初期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的人口崩溃来解释。我想知道，在气候灾难期间，我们的祖先在哪里设法生存下来？只有少数几个地区可能拥有支持狩猎采集者的自然资源。古人类学家们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，在艰难时期将是一个特别好的避难所。因此，在1991年，我决定去那里寻找可以追溯到冰期阶段6的遗址。

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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16.4万至3.5万年前（即瓶颈期和人口开始恢复之后）所开展活动的非凡记录。这些洞穴中的沉积物，加上对那里古代环境的分析，使我们能够拼凑出一个合理的说法，说明品尼高角的史前居民如何在严峻的气候危机中勉强维持生计。这些遗骸还驳斥了关于认知现代性在解剖学现代性之后很久才进化的持久观念：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夺走了他们狩猎和采集的动物和植物而灭绝时，品尼高角的幸运居民却在享用海鲜、富含碳水化合物的植物以及大型哺乳动物，尽管气候恶劣，但这些生物在那里大量繁殖。随着冰期阶段6经历相对温暖和寒冷的阶段循环，海平面上升和下降，古代海岸线前进和后退。但只要人们追踪海岸线，他们就能获得令人羡慕的丰厚资源。

沿海聚宝盆

从生存的角度来看，非洲南部边缘地区之所以具有吸引力，在于其独特的动植物组合。那里有一条狭长的土地，拥有世界上单位面积最高的植物多样性，紧贴海岸线。这条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种植物物种，其中约64%仅在那里生存。事实上，在开普植物区中心，开普敦上空耸立着著名的桌山，其植物物种比整个英国还要多。在该地区出现的植被群落中，最广泛的两种是弗恩博斯和瑞诺斯特维尔德，它们主要由灌木组成。对于配备挖掘棍的人类觅食者来说，它们提供了一种有价值的商品：这些群落中的植物产生了世界上最多样化的地下能量储存器官——例如块茎、球茎和球茎状茎。

地下球茎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。主导开普植物区的球茎和球茎状茎也特别有吸引力，因为与许多高纤维的地下球茎相比，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。）而且由于地下球茎适应干燥条件，它们在干旱的冰期阶段很容易获得。南非最近的研究表明，这些物种中的许多物种都很容易获取，并且富含卡路里。

南部海岸还提供了极佳的蛋白质来源。在近海，来自本格拉上升流的富含营养的冷水与温暖的厄加勒斯洋流的碰撞，在南部海岸沿线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中孕育了多样而茂密的贝类床。贝类是蛋白质和omega-3脂肪酸的非常优质的来源。与地下球茎一样，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。我们团队最近的研究表明，在这些冰期阶段，还存在第三种食物资源：大型哺乳动物，如羚羊和斑马。当海平面下降时，洞穴前方的平原暴露出来，我们的研究表明，草原主导着这片平原，成群的大型哺乳动物在这片草原上迁徙。简而言之，该地区在冰期提供了前所未有的三种主要食物类型的集中地。

去捡贝壳

生存技能

即使没有羚羊，南部海岸凭借其来自贝类的富含卡路里、营养丰富的蛋白质和来自地下球茎的低纤维、富含能量的碳水化合物的组合，也为早期现代人类在冰期阶段6提供了一种理想的饮食。此外，妇女可以自行获取这两种资源，使她们不必依赖男人为她们和她们的孩子提供高质量的食物。我们尚未发掘出PP13B的居住者正在食用地下球茎的证据——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地下球茎的证据。但我们已经找到了他们食用贝类的明确证据。巴塞罗那大学当时的安东尼埃塔·杰拉尔迪诺对在该遗址发现的贝壳进行的研究表明，人们正在从海边采集棕色贻贝和当地称为鲍螺的海螺。他们偶尔也吃海洋哺乳动物，如海豹和鲸鱼。

以前已知的最早的人类系统地利用海洋资源的例子可以追溯到不到12万年前。但以色列地质调查局的米里亚姆·巴尔-马修斯和澳大利亚伍伦贡大学的泽诺比亚·雅各布斯进行的年代分析表明，PP13B的人们早在很久以前就靠海为生了：正如我们在2007年的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，涌入的海浪很容易将不幸的采集者击倒。沿着南部海岸，只有在低潮时，当太阳和月亮对齐，对水的涨落施加最大的引力时，才有可能进行安全且回报足够高的采集。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——像现代沿海居民一样，使用某种阴历来安排他们的海岸之旅。纳尔逊·曼德拉大学的扬·德·温克最近的一项研究发现，熟练的沿海觅食者可以获得的贝类采集回报率超过了以前的回报率之王——大型哺乳动物狩猎！

挖掘晚餐

早在16.4万年前，在品尼高角就发现了贝类采集，但这并不是唯一的先进行为。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，它们一定被附着在木制杆子上，用作投射武器。复合工具制造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由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、精细的工具。为了制造细石叶，人们使用了细粒岩石，称为硅质岩。然而，考古硅质岩有些奇怪之处，正如我的团队的石器工具剥片专家，现任开普敦大学的凯尔·S·布朗所观察到的那样。在多年从海岸各地收集硅质岩后，布朗确定，在其原始形态下，这种岩石永远不会呈现出在品尼高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？

对这个问题的一个可能答案来自我们正在挖掘的另一个遗址，品尼高角洞穴5-6（PP5-6），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。它具有与在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。鉴于石头与灰烬的联系，我们问自己，古代工具制造者是否可能将硅质岩暴露在火中，使其更易于加工——这种策略已在北美和澳大利亚原住民的民族志记载中得到证实。为了找出答案，布朗小心地“烹饪”了一些原始硅质岩，然后尝试将其剥片。它剥片效果极佳，剥片表面闪耀着与我们遗址中的人工制品相同的光泽。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，才能让我们的同事相信这一非凡的说法。考古学界的普遍观点是，法国的梭鲁特文化人在大约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。波尔多蒙田大学的尚塔尔·特里博洛进行了称为热释光分析的技术，以确定品尼高角的硅质岩工具是否经过有意加热。然后，当时在澳大利亚新南威尔士大学的安迪·赫里斯采用了磁化率，这寻找岩石磁化能力的改变——铁含量丰富的岩石中热暴露的另一个指标。最后，布朗使用光泽计来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。我们在2009年的科学杂志上发表的结果表明，有意热处理是品尼高角在7.2万年前的一种主要技术，那里的人们早在16.4万年前就断断续续地使用了它。2012年，在自然杂志上的一项研究中，我们表明，品尼高角居民采用了一种全新的石器工具制造技术，称为细石器技术，其时间远远早于世界其他任何地方。这项技术可以制造非常小、轻便的石制武器，代表了武器杀伤力的突破。

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属性，从而将劣质岩石变成优质原材料。其次，他们可以发明和执行一系列漫长的过程。制造硅质岩细石叶需要一系列精心设计的步骤：建造一个沙坑来隔离硅质岩，将温度缓慢升至350摄氏度，保持温度稳定，然后缓慢降温。创建和执行这一系列步骤，并将技术代代相传，可能需要语言。一旦确立，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人类物种。特别是，在品尼高角检测到的复杂的热处理技术将为早期现代人类在进入尼安德特人的寒冷土地时提供明显的优势，尼安德特人似乎缺乏这种技术。当与一种新的极端合作形式以及细石器技术使先进的投射武器成为可能相结合时，现代人类横扫非洲并征服了地球[参见柯蒂斯·W·马林撰写的“所有物种中最具侵略性的物种”；大众科学，2015年8月]。

从一开始就很聪明

除了技术精湛之外，品尼高角的史前居民还具有艺术天赋。在PP13B序列的最古老层中，我的团队发掘出了数十块赤铁矿（氧化铁），这些赤铁矿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颜料，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的例子，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。可以追溯到大约11万年前的沉积物包括红色赭石和贝壳，这些贝壳显然是出于美学吸引力而收集的，因为当它们从深水家园被冲上岸时，任何肉都已经消失了很久。我认为这些装饰性的贝壳，以及海洋觅食的证据，表明人们第一次开始将对海洋的明确承诺融入到他们的世界观和仪式中。

品尼高角早熟的象征主义和先进技术的表现，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，解剖学意义上的现代人类至少在19.5万年前就已进化，而很久以前在摩洛哥发现的最新年代测定的化石表明，该物种可能可以追溯到30万年前。然而，现代思维的出现更难确定。古人类学家使用考古记录中的各种替代指标来尝试识别认知现代性的存在和范围。使用需要看似无关现象的外部联系和漫长的生产链（如用于工具制造的岩石热处理）的技术制造的人工制品是一种替代指标。艺术或其他象征性活动的证据是另一种，通过诸如月相之类的替代指标跟踪时间也是如此。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4万年前以后。根据该记录，研究人员得出结论，我们的物种起源与我们无与伦比的创造力的出现之间存在很长的滞后时间。

尖端技术

但在过去的25年左右，在南非的许多遗址工作的考古学家发现了一些先进行为的例子，这些例子比欧洲的对应物早得多。例如，在南非工作的考古学家伊恩·瓦茨描述了可以追溯到12万年前的遗址中成百上千件加工过和未加工过的赭石。有趣的是，这种赭石，以及品尼高角的赭石，往往是红色的，尽管当地的矿物来源呈现出多种色调，这表明人类有选择地策展红色赭石——可能将这种颜色与月经和生育力联系起来。当时在亚利桑那州立大学的乔斯林·A·伯纳切兹认为，这些赭石碎片中的许多碎片最初可能是黄色的，然后经过热处理变成红色。而在品尼高角以西约100公里的布隆伯斯洞穴，挪威卑尔根大学和南非约翰内斯堡金山大学的克里斯托弗·S·亨希尔伍德发现了带有系统雕刻的赭石碎片、蜗牛壳制成的珠子和精致的骨器，所有这些都早于7万年前。这些遗址，连同品尼高角的遗址，都驳斥了现代认知在我们血统中进化较晚的说法，而是表明我们的物种从一开始就具备这种能力。

我怀疑，这种复杂认知进化的驱动力是强大的长期选择，这种选择作用于增强我们祖先在干旱环境中在精神上绘制许多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。唾手可得的贝类和其他丰富的食物一起提供了高质量的饮食，使人们变得不那么游牧，提高了他们的出生率并降低了他们的儿童死亡率。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，因为人们努力表达他们的社会身份并相互借鉴技术，这解释了为什么我们在PP13B看到如此复杂的习俗。

探测过去

追随海洋

PP13B保存了长期以来不断变化的居住记录，结合我的团队获得的当地气候和环境变化的详细记录，揭示了我们的祖先如何在数千年间使用洞穴和海岸。对古代海岸线进行建模，现任职于亚利桑那州立大学的埃里希·C·费舍尔表明，由于南非海岸外一个长而宽、缓坡的大陆架，即厄加勒斯浅滩，条件变化迅速而剧烈。在冰期，当海平面下降时，这个浅滩的很大一部分会暴露出来，使品尼高角与海洋之间的距离相当大——最多可达95公里。当气候变暖，海平面上升时，海水再次推进到厄加勒斯浅滩之上，洞穴再次变成海边。

我们小组最近的研究表明，当海水退去时，洞穴附近形成了一片草原，而弗恩博斯植物群仍然在洞穴以北持续存在。因此，当海岸适度遥远时，人们的食物资源异常丰富：来自弗恩博斯植物群的地下球茎，来自海洋的贝类，以及草原上的大型猎物动物。当海岸进一步退去时，人们追随海洋，以便他们始终可以获得沿海食物。我们最近在2018年3月自然杂志上发表的一篇文章中表明，这里的人们在托巴超级火山爆发中幸存下来——丰富的资源基础似乎使这成为可能。

我们在PP13B的挖掘中拦截了那些很可能是地球上每个人的祖先的人们，因为他们追随着不断变化的海岸线。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位于厄加勒斯浅滩的水下。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——费舍尔目前正在非洲东部庞多兰地区进行的调查。

遗传、化石和考古记录相当一致地表明，现代人类从非洲大规模和长期迁徙的第一次浪潮发生在约7万年前。但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，或者是否有几个种群，只有一个种群最终产生了今天活着的所有人。

这些未知数为我的团队和其他人提供了一个非常清晰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，填满非洲大陆并继续征服世界的人们的故事。