肯尼亚化石重燃关于早期人类多样性的辩论

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


如果要我选出古人类学中最热门的话题,我会说是我们人属Homo的起源和早期演化。研究人员对我们的南方古猿祖先(露西和她的同类)以及Homo后期演化阶段了解颇多。但是,我们谱系的黎明期却笼罩在神秘之中。专家们长期以来一直困惑的一个问题是,Homo是否在早期就分裂成多个谱系,还是已知的早期Homo化石都属于单一谱系。为此,在肯尼亚北部库比福勒 (Koobi Fora) 遗址(利基家族长期以来的化石狩猎场之一)的新发现据说解决了这个问题,倾向于支持多个谱系的观点。但一些批评者对此持不同意见。

新发现——包括几乎所有上颌臼齿的部分面部、近乎完整的下颌骨和部分下颌骨,其年代介于178万年前至195万年前之间——与库比福勒一个著名的谜样头骨KNM-ER 1470的身份有关。自从1972年发现1470头骨以来,研究人员一直在努力将其置于人类家谱中。一方面,它与来自库比福勒和东非其他地区的H. habilis(能人)化石年龄相仿,距今近两百万年。该头骨还与该物种有一些共同特征,大多数研究人员认为该物种是Homo的创始成员。另一方面,1470头骨比已确立的H. habilis化石大得多,并且与其他特征相比,它的面部扁平而长,这方面也与它们不同。因此,一些专家将1470头骨和库比福勒的一些其他化石归为单独的物种,H. rudolfensis(鲁道夫人)。

但是,要确定1470头骨是异常的H. habilis还是一个单独的物种一直很棘手,因为没有其他头骨具有如此长而扁平的面部,并且该标本缺乏牙齿和下颌骨,无法与其他化石进行比较。这就是库比福勒新化石的用武之地。在8月9日《自然》杂志上发表的一篇论文中,内罗毕图尔卡纳盆地研究所的梅芙·利基 (Meave Leakey)、莱比锡马克斯·普朗克进化人类学研究所的弗雷德·斯普尔 (Fred Spoor) 及其同事报告说,新面部反映了1470头骨的面部形状,尽管整体上较小。作者从新面部推断出1470头骨的上颌骨解剖结构,他们说他们发现的下颌骨化石与1470头骨和新面部的上颌骨非常匹配。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)


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利基在一份准备好的声明中评论道:“在过去的40年里,我们在图尔卡纳湖周围广阔的沉积物中长期而努力地寻找化石,以证实1470头骨面部的独特特征,并向我们展示它的牙齿和下颌骨可能是什么样子。”“我们终于有了一些答案。” 在他们看来,这些答案表明,1470头骨和新化石代表了与早期Homo其他化石不同的独立人类谱系。这将意味着两个人属Homo谱系与我们的祖先H. erectus(直立人)并存。H. erectus本身可能从这两个群体之一或另一个尚未知的群体演化而来。研究人员没有正式命名来自库比福勒的新化石,因为围绕着定义H. habilis的化石存在混淆,但他们认为将它们归为H. rudolfensis可能是合适的。最重要的是,他们说这些化石证实,东非非直立人的早期Homo化石构成了两个谱系,而不是一个。

虽然今天可能难以想象与另一个人类物种共享地盘,但这些古代同时代谱系的成员不必互相踩脚。在分发给媒体的背景材料中,发现团队指出,黑猩猩和大猩猩生活在一些相同的栖息地。两者都吃成熟的水果,但大猩猩比黑猩猩更侧重于坚韧的植被。“早期人科动物[人类家谱分支的成员]可能以同样的方式划分了他们的邻域,”研究人员解释说。“他们可能只是专注于不同的主要食物项目。” 这些人科动物究竟吃什么尚不确定,“但从面部和颌骨的排列方式可以看出,新描述的化石和先前已知的[1470头骨],它们的面部高而前牙排缩短,可能专注于需要用后牙咀嚼的食物。” 对牙齿化学成分以及磨损痕迹的分析可能会进一步深入了解这些人科动物的饮食。

在随附的评论中,乔治·华盛顿大学的伯纳德·伍德 (Bernard Wood) 称新证据“令人信服”,它证明了Homo早期演化中至少存在两个平行的谱系。事实上,他认为我们进化史的这一章甚至比这更复杂。“我的预测是,到2064年,即[路易斯·]利基 (Louis Leakey) 和同事描述H. habilis 100年后,研究人员将认为我们目前关于人类进化这一阶段的假设非常简单化,”他写道。

其他研究人员不相信库比福勒的新化石表明早期Homo的多个谱系共存。韦尔斯利学院的亚当·范·阿斯代尔 (Adam Van Arsdale) 研究了来自格鲁吉亚共和国德马尼西遗址的176万年前的H. erectus化石,他指出,鉴于年代明确的德马尼西样本中明显的相当大的变异,非洲早期Homo化石的变异可以通过一个物种来容纳。事实上,肯尼亚的新化石与德马尼西的化石有共同特征,因此有助于将非洲的早期Homo与格鲁吉亚的H. erectus联系起来,他说。他认为,所有这些化石——habilis/rufolfensis化石和H. erectus——都属于一个谱系。

“非洲组合缺乏的是来自单个地点的良好样本,这些样本显示了变异。相反,您有很多零碎的、孤立的标本,都具有时间上的不确定性,这些标本显示出巨大的变异,”范·阿斯代尔解释说。虽然利基和斯普尔将这种变异视为多个同时存在的谱系的证据,“但我倾向于认为这种新证据使得更难以拒绝单一演化谱系的观点,”他说。

对这项新研究更尖锐的批评来自约翰内斯堡金山大学的李·伯杰 (Lee Berger)。伯杰指出,利基、斯普尔及其同事在他们的论文中忽略了将库比福勒的新化石与来自南非的南方古猿Australopithecus africanus和南方古猿A. sediba化石进行比较,后者与来自东非的早期Homo是同时代。 (伯杰领导的团队发现了南方古猿A. sediba,该发现于2010年宣布,并被认为是人属Homo可能祖先。)伯杰认为,通过忽略这些南非化石,该团队无法排除对其解释的替代方案。

伯杰还对该团队使用零碎的材料来论证其立场提出异议。“不幸的是,这篇论文所做的只是突出了在这一时期孤立和零碎的东非记录给围绕人属Homo起源的辩论造成的混乱,并且对阐明这个问题几乎没有帮助,”他认为。伯杰先前曾指出,南方古猿A. sediba,最出名的是两个在很大程度上完整的骨骼,它们表现出南方古猿样和人属Homo样特征的混合,表明进化以有时令人惊讶的方式混合和匹配了人类化石特征,因此零碎的遗骸无法可靠地分配给物种。“我们和其他人已经表明,你不能将孤立的碎片强行组合成解剖学关联。 [库比福勒]下颌骨与上颌骨相配? 这方面的证据在哪里?”他质问道。“虽然我们需要更多这样的化石,但将它们硬塞进它们不够完整以用作证据的辩论中并没有帮助。”

斯普尔反驳说,他和他的同事确实将南非化石纳入了他们的分析,但他们将这些比较从他们的报告中排除在外,因为他们的《自然》杂志论文侧重于新化石揭示的关于东非早期Homo类群的问题。“南方古猿A. africanus和南方古猿sediba对此无话可说,”他断言,并指出南方古猿africanus和南方古猿sediba具有原始的面部,并且“头骨中没有特别像Homo的特征”。他补充说,“南方古猿A. sediba的有趣部分在颅后骨骼中。”

可以说,我非常怀疑我们是否听到了这场辩论的最后结论。敬请关注。

更新(8/9/12 上午 9:53):哈佛大学古人类学家菲利普·G·赖特迈尔 (Philip G. Rightmire) 发送了以下关于新化石的观察。与范·阿斯代尔一样,赖特迈尔长期以来一直研究德马尼西化石,但他对库比福勒遗骸得出了不同的结论。

“我的印象是,作者们将他们的材料归因于包括 KNM-ER 1470 在内的典范是正确的。长期以来,这个群体的文件记录非常少,因此令人费解。新的面部部分复制了原始(非常独特的)面部的一些关键特征,但规模要小得多。单一谱系内的性别二态性和个体变异似乎是最好的解释。此外,很明显,该谱系不同于诸如 OH 13、OH 24 和 KNM-ER 1813(归因于Homo habilis)之类的标本。我想说,有充分的理由证明存在两个不同的Homo谱系与Homo erectus并存。对我来说,一个重要的问题是,这些人科动物中的哪一个(如果有的话)迈出了走出非洲的第一步,在德马尼西等地区建立定居点。我们的材料最好被描述为早期Homo erectus,但我认为德马尼西人口的直接祖先是更古老的Homo形式。最早走出非洲的人科动物可能是Homo habilis(不是新论文中记录的群体)。或者我们可能必须继续寻找Homo erectus的合适祖先。无论如何,在亚洲进化的Homo erectus可能只是在稍后(返回)非洲,当然还有远东地区才传播开来。”

 

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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