一个罕见的、440万年前的骨骼化石拉开了揭示我们最早祖先的令人惊讶的身体结构和生活环境的序幕
阿尔迪复原像
只有少数个别化石成为了人类进化史上的主要表型特征。包括迄今发现的第一具古人类骨骼,来自德国的尼安德谷的穴居人(也称尼安德特人);1924年在南非发现的汤恩幼儿,首次揭示了人类祖先生活在非洲;还有著名的露西,它的部分骨架进一步展示了人类进化历程的关键阶段。2009年,它们有了一个新成员:阿尔迪(Ardi),这是迄今为止已知的最古老的人类祖先骨骼――在埃塞俄比亚的阿法尔洼地发现了至少35个跟她同种的个体。
直立行走的先驱?
自从1974年发现了露西,研究人员很想知道她的祖先是什么模样以及如何生活的。露西是一个原始的人族,其大脑大致与黑猩猩一样,但在320万年前,她已经能够像我们这样直立行走了。露西种属的最早成员是阿法南方古猿(Australopithecus afarensis),也是我们与黑猩猩最后的共同祖先,生活在数百万年前,然而人类历史的第一幕仍是一个谜。
现在终于发现了阿尔迪――440万年前的女性――为人类定义人族的模糊时间提供了新的证据。阿尔迪的发现者将其命名为地猿始祖种属(Ardipithecus ramidus),在阿法尔语中意指“根”和“地上”,描述一种在地面上生活的类人猿。虽然有些古人类历史更久远,但阿尔迪是人类发现的久远古人类中的最完整的标本,其骨架的125个部分包括大部分的头骨和牙齿,以及骨盆、手、胳膊、腿和脚(470万年前的早期灵长类化石艾达也非常完整,阿尔迪也不是人类的直接祖先)。
当1994年首次发现阿尔迪的化石时,就立即被公认是自露西以来最重要的发现。但是兴奋很快被恶劣的条件所冲淡――她的部分骨头被压碎而且易损坏――一个多学科小组用了15年时间进行挖掘,同时用数字技术分析她扭曲的骨骼。
期待已久的对阿尔迪的研究在2009年10月发表于《科学》杂志上(共11篇论文)。发现者提出:阿尔迪是一种人族中的新种,人族包括人类和我们的祖先,但没有其他现存的类人猿的祖先。他们认为,阿尔迪不寻常的结构不同于现存的类人猿或更高级的古人类(如露西),为人类的直立行走奠定了基础。
并非所有的古人类学家都认为地猿始祖种是我们的祖先,甚至是人族,但是并没有人怀疑这个新证据的重要性。100万年前甚至更早的古人类部分骨骼,只发表过6个。一个骨架而非不同个体的不同部分,不仅有助于我们更好地观察整个动物,而且能够作为罗塞塔石板(1799年在埃及尼罗河口罗塞塔发现的一块石板,上面刻有希腊文及埃及象形文字等,为研究古埃及文字提供了条件――译者注)来破解更多的不完整化石。就像在对阿尔迪的结构以及她和其他灵长类动物之间的关系辩论时预料的那样:研究人员相信她和其种属的其他标本,为人类进化的最根本问题提供了一些新的和令人吃惊的史料。这些问题是:我们怎样识别人类大家庭中的最早成员?直立行走是如何演变而来的?人类与黑猩猩的最后一个共同祖先是什么模样?从现在开始,研究人员将从阿尔迪身上寻找这些问题的答案。
“兼性”的两足动物?
最令人惊讶的是,阿尔迪不是南方古猿和与人类共同祖先的黑猩猩、大猩猩之间的过渡体。她身高120厘米,有一个比黑猩猩略大的大脑,而比露西更原始。但是,她并不像一个非洲猿或者迄今已知的更古老的猿类。
研究人员在对阿尔迪的脸和牙齿研究时发现了一些特征,并将这些特征和猿以及后来的古人类联系起来,包括露西和我们。例如:她的鼻口伸出部分比黑猩猩小,甚至她的男性种属也没有黑猩猩一般大的尖锐的上部犬牙;包括颅底像直立行走者前后较平短,不像四足类人猿是伸长的。
阿尔迪的骨盆使其发现者确信她是直立行走的――直立行走长期被作为人族成员的定义特征。例如:她的骨盆上部叶片比现存的类人猿短而宽,以此可降低重心,行走时可以用单腿保持平衡。根据发现者所言,她的骨盆是用来登山和直立行走的,这让她成为了一个“兼性”的两足动物。
露西遇见了阿尔迪(左)?
在这张图片上(上图),我们能看见阿尔迪有非常完整的手骨和足骨。研究人员说:“就像那些非洲类人猿一样,她的腕关节僵硬难有作为,而手骨短则表明了她不像黑猩猩用膝关节走路或摇动树枝。然而她的脚却比黑猩猩更刚硬,表明了她在地上直立行走或在树枝上攀爬。事实上,她弯曲的手指和脚趾可以在攀爬中抓住树枝。
如果是这样的话,那么事实就不像我们曾经相信的那样,而是我们的祖先开始直立行走时主要生活在林地而不是草地。国际发现团队不厌其烦地通过在阿拉米斯附近收集到的15万件动植物化石标本,以重建阿尔迪直立行走的场景。研究人员使用了辐射测量法将化石沉积的时间定在440万年前,由此得出的结论是:阿尔迪生活在一个由森林覆盖的平原上,与猴子、羚羊和孔雀共存。
与人类的关系
表面上,如果人族的定义特征在脸、头骨和牙齿上,那么阿尔迪是一个人族。许多研究人员同意这一点。不过,由于发现露西时确定了一个人族的黄金标准,即能够直立行走。在灵长类动物中,只有人类和我们的近亲是两足动物。在这一点上,阿尔迪还不能平稳地站立在地面上。
由于判定直立行走关键证据之一的骨盆的不完整,少数几个看过阿尔迪骨盆模型的研究人员相信,尽管阿尔迪与古人类有一些共同的关键特征;然而她的手脚是如此的原始,以至于提出了质疑:她是否真的比猿类更频繁地直立行走,或是攀登树枝比较困难?接下来的工作是,将她的骨头和更古老的类人猿进行比较,以研究其结构特征是如何影响行动的。
研究人员同时还质疑论文中的一个论点,即阿尔迪揭示了人类和黑猩猩的共同祖先的躯干。他们指出,阿尔迪也许生活在祖先出现后的100万年——300万年之后,在这段时间,它们已经进化了很多。更有人质疑阿尔迪的发现者对其雄性种属犬牙减少的解释,即他们比雄性黑猩猩少有侵略性。
这场辩论在时间上揭示了对人族定义(直立行走)的难度,似乎阿尔迪必须像古猿一样才能被纳入人族。或是她的行走方式处于两者之间,抑或她的脸、头骨或犬牙与早期原始人一致就能被纳入人族?阿尔迪已经促使一些人在思考:是否习惯性直立行走是人族必不可少的特征?也许有些古人猿首先进化出人族的头部。
以前曾有过因新人族化石引发的重新定义什么是人族的争论。过去许多人认为,随着工具的使用和大脑的进化才会出现直立行走。直到发现露西后,她的脑袋跟黑猩猩一般大,证明了首先出现直立行走的现象。
研究人员正在仔细思考人族的定义,他们也想知道阿尔迪在人类家谱中的确切位置。为此,发现团队建议做一个假设:即地猿(Ardipithecus)产生了露西的南方古猿属(Australopithecus),现在普遍认为人族的基因是从露西那儿遗传来的。然而他们指出,阿尔迪可能是一个分支,与我们的直接祖先是姊妹种属,尽管它们的宗族已经灭绝。随着新的合作者加入阿尔迪研究团队,他们在查看完骨架模型后,将返回阿拉米斯去寻找更多的化石。
在达尔文诞辰200周年的这一年中,研究人员终于突破了400万年的障碍来了解人类的起源。相信,人类最早祖先的模型可以从大量新的数据和多个有力的证据中得到考证。
资料来源 Science
责任编辑 则 鸣