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迷惑的骨架解开远古人类亲近生长的奥秘

历史考古|2020-4-9 09:50

来源:国家地理|1837人参与|0评论

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迷惑的骨架解开远古人类亲近生长的奥秘

  上图是一名罕见古人类纳勒迪人青少年的右下颚骨碎片。

  图源:MARINA ELLIOTT AND EVOLUTIONARY STUDIES INSTITUTE, UNIVERSITY OF THE WITWATERSRAND

  撰文:MICHAEL GRESHKO 

  20多万年前,在如今的南非,一个约90厘米高的孩子不知因何夭折。这位年轻人类近亲的遗体停放在一个黑暗幽深的洞穴里,旁边是起码14位同类的遗骸。

  直至2013年,这些遗骸一直无人发现,无人扰动。当年,洞穴探险者们在南非的“明日之星(Rising Star)”洞穴系统里发现了数百片现代人类近亲的骨骼碎片和牙齿。这个人种被科学家命名为“纳勒迪人(Homo naledi)”。如今,研究这些骨骼化石的人员拼接出了这名儿童的一部分骨架。这是人们拼接出的第一具如此年幼的纳勒迪人的骨架。

  这具骨架发掘自洞穴系统的迪纳勒迪(Dinaledi)洞室,因而被命名为DH7(迪纳勒迪古人类7 Dinaledi Hominin 7)。据估计,他死亡时的年龄在8岁到15岁之间。近日发表在PLOS ONE期刊上的最新研究称,这具拼接出的骨架包括一块右下颚骨和16块身体其他部位的骨片。除现代人类和尼安德特人之外,年幼古人类如此完整的骨架十分罕见,原因在于较小、较软的骨骼不太可能变成化石。

迷惑的骨架解开远古人类亲近生长的奥秘

  这具骨架有助于研究人员弄清纳勒迪人是如何长大的,并弄清他们发育成熟的方式究竟更像现代人类还是我们更早的祖先。

  该研究论文的合著者、国家地理学会探险家、南非威特沃特斯兰德大学的古人类学者Lee Berger说:“这件事让人超级兴奋的地方在于,我们能够证明与单个个体相关的确切关联。我们能对比研究牙齿发育与身体发育,并推断出纳勒迪人的发育方式。”

  德国图宾根大学的古人类学者Katerina Harvati-Papatheodorou(并未参与该研究)认为,能发现青少年的骨骼尤为重要,“因为远古人类的成长模式并不一定与现代人一样。这类信息还能让我们了解他们的成长模式与我们或其他灭绝的物种相比,有多少相似度或差异度。”

  一个满是纳勒迪人的洞穴

  大多数早期人类的化石都是分散的、单块的骨骼,而非明显属于同一个个体的成套的骨骼。迄今为止,研究人员只发现了屈指可数的几具南方古猿阿法种、南方古猿源泉种和直立人青少年骨架。

  不过,新发现的纳勒迪人骨架很突出。其他早期古人类物种都生活在一百万年前,而纳勒迪人在时间上与我们更近。DH7和与之一同被发现的其他化石掩埋于22.6万年前至33.5万年前之间,与现代人类出现在非洲大陆的迹象一致。但是,尽管这两个人种可能共存过,纳勒迪人的几个身体特征却与古人类更像,比如其臀部和肩部。

  自2013年起,国家地理学会就开始资助Lee Berger的“明日之星科考”项目,此次成果是来自迪纳勒迪洞室里的最新发现。不过,单是进入这个洞室就不简单。团队成员必须得让装备和他们自己挤过一个不到20厘米宽的通道。

  事实证明,忍受这段狭窄的空间是值得的。当该研究论文的合著者Marina Elliott在2013年和2014年领衔在此洞室发掘时,她与同事们发掘出了一个骨骼宝库。科考队在洞穴地面上和一小堆土里发现了大约1550块骨骼和牙齿。它们属于至少15名纳勒迪人,从婴儿到成年不等。截至目前,在该洞室里共产生了1800多块化石。

  Elliott仔细地登记着每一块骨片发现的位置,以便将骨片移出洞穴后还能确定哪些骨片可能属于哪个人。这相当于同时拼出15张拼图,而每张拼图又有部分丢失,加之剩余拼图碎片还乱七八糟地堆在一起,难度可想而知。

  研究人员通过观察骨骼的成熟度和在洞穴中的位置,开始拼出DH7。很快,他们就发现这具化石很特别。DH7的一些骨骼就像活人一样铰接在一起,表明这些骨骼被掩埋时是被当初的软组织包裹着的。DH7的遗骨保存得非常好,其左胫骨的两端甚至都还存在,极为罕见。

  年轻的古人类以及现代人类,四肢骨鼓起的两端不会与骨骼的主轴融合,直至他/她停止生长。因此,青少年四肢骨的两端常常是散乱或完全丢失的。

  该论文的第一作者、美国莫德斯托初级学院的古人类学者Debra Bolter说:“这是一个不可思议的发现。大多数时候,我们发现的东西并不在洞穴里,无法免受其他因素,如风雨和野生动物奔袭的侵扰。”

  年轻的古人类

  DH7多大了?截至目前,研究者还不确定。如果纳勒迪人像直立人、南方古猿源泉种那样成熟得较快,那么,DH7死亡时可能介于8岁到11岁之间。如果纳勒迪人像现代人、尼安德特人一样成熟较慢,那么,DH7死亡时的年龄在11岁到15岁之间。

  研究者目前的掌握的情况,还不足以区分上述两种情况。纳勒迪人的解剖学特征混杂了早期和晚期古人类的特征。他们弯曲的手骨与更古老、发育更快的物种非常相像,但他们的脚、脚踝等特征,却与成长缓慢的现代人类十分类似。

  此外,纳勒迪人身体的不同部位成熟的步调也不一致。《科学》杂志2017年的一篇论文显示,尼安德特人儿童成熟的方式与现代人类几乎一样,但他们的脊柱的生长模式却不相同。2017年这篇论文的第一作者、西班牙国家自然科学博物馆的古人类学者 Antonio Rosas González说:“那是个惊喜,我们之前不知道这一点!我们也不清楚纳勒迪人的事情,这可能是我们下一步的研究方向。”

  纳勒迪人的解剖学特征本已算是“大杂烩”,但他们的大脑愈加令人费解。尽管纳勒迪人与人类有许多相似的特征,但其大脑大小仅相当于我们大脑的五分之二,与更古老、更原始的人类祖先一致。

迷惑的骨架解开远古人类亲近生长的奥秘

  科考人员发现,DH7的左胫骨拥有未融合的两端,表明该骨骼被埋葬时还带着周围的软组织。

  图源:MARINA ELLIOTT AND EVOLUTIONARY STUDIES INSTITUTE, UNIVERSITY OF THE WITWATERSRAND

迷惑的骨架解开远古人类亲近生长的奥秘

  DH7的遗骸还包括其左跟骨。

  图源:MARINA ELLIOTT AND EVOLUTIONARY STUDIES INSTITUTE, UNIVERSITY OF THE WITWATERSRAND

迷惑的骨架解开远古人类亲近生长的奥秘

  研究者还找到了DH7的左踝骨(底部)、左舟骨(连接踝骨与其它足部骨骼的骨骼)。

  图源:MARINA ELLIOTT AND EVOLUTIONARY STUDIES INSTITUTE, UNIVERSITY OF THE WITWATERSRAND

迷惑的骨架解开远古人类亲近生长的奥秘

  迪纳勒迪洞室已经产生了1800多片纳勒迪人的骨骼碎片和牙齿,使科学家能够史无前例地洞察这一远古人类近亲的解剖结构。

  图源:ROBERT CLARK, NAT GEO IMAGE COLLECTION

  德国图宾根大学的古人类学者Harvati-Papatheodorou说:“我的第一反应是,由于纳勒迪人大脑比现代人类小得多,与直立人和南方古猿源泉种相近,且体型相对较小,因此,尽管纳勒迪人与现代人有一些相似之处,但他们成熟的模式可能与直立人和南方古猿源泉种更相近。”

  然而,纳勒迪人的大脑组织似乎比早期人种更复杂,似乎与工具生产相关的区域更为发达。此外,迪纳勒迪洞室里还有其他迹象证明纳勒迪人的智慧。Berger的团队认为,洞穴中的化石遗存,可以看作是纳勒迪人有意处置死者遗体的一个标志,而这一观点却在2015年该团队发现纳勒迪人时引发了激烈的讨论。

  一般而言,较小的大脑与更快的发育时间相对应。但纳勒迪人有与现代人类似的特征和复杂的大脑,他们可能是这个惯例中的例外。Berger说:“你突然发现,纳勒迪人可能打破了所有规则。”

  测算纳勒迪人的发育速度,需要弄清DH7死亡时的确切年龄。幸运的是,研究团队得到了至关重要的物品:他的一些牙齿。

  随着牙齿生长,它们会按日增加牙釉质,并在牙齿结构上留下浅淡的线条,像树木的年轮一样。通过计算DH臼齿上的这些线条,研究人员或许可以明确DH7的年龄。不过,这样做也需要付出代价。无论研究者是把DH7的牙齿切开破坏掉,还是用强大的X射线照射,都可能毁掉牙齿内部保存的蛋白质,而这些蛋白质或能揭示纳勒迪人与其他古人类,包括我们之间的关系。

  Bolter说:“我们得小心点儿,确保我们做一件事的时候,不会毁掉我们获得其他数据的机会。”

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