图片来源: PATRICIA J. WYNNE
很长时间以来,埃塞俄比亚边缘的那块贫瘠的土地都是人类学家乐于搜寻的地点。那里最出名的事件大概就是曾发现了“露西”,人类祖先南方古猿阿法种的一具320万岁的骨架。目前研究者们在一个叫做Dikika的地区做出了另一项难以置信的发现,该地距露西的发现地仅4公里。这是一具生活在距今330万年前的南方古猿阿法种儿童的骨架。包括露西在内,如此古老的人类遗骸中还不曾有过像这具骨架般完整的。作为目前发现的年代最久远的儿童残骸,这具Dikika化石提供了研究我们远古亲戚生长过程的一个珍贵机会。
德国莱比锡马克斯-普朗克进化研究协会的人类学家Zeresenay Alemseged所带领的化石探寻队伍在1999年发现了这具属于一个3岁女孩的遗骸。被发现时,这具骨架的上半身大部分埋于砂岩中。Alemseged花了五年时间移开了足够的水泥状物以露出骨架的主要部分,还有更多的骨头依然被沉积物覆盖。尽管如此,这具样本已经让我们拥有了探视这个物种的难得机会,大部分研究者认为人类所在的属-人属-即起源于该种。Alemseged及同事将在明天(9月21日)发表于Nature的两篇文章中描述这具骨架和它的地质学及古生物学背景。
这具骨架由几近完整的头骨、全副躯干以及部分手臂和腿组成。许多骨头依然连接在一起。和其他在此区域发现的动物一样,这个孩子保存的异常完好,南弗洛里达大学的地质学者Jonathan G.Wynn由此判断,她的身体是在一次水灾后马上被埋葬的。至于她是死在洪水中还是洪水之前还不得而知。尽管死时只有三岁,这个Dikika儿童已经具有了她的种的特征。其中最让人感兴趣的是其运动相关的特征。
专家认为南方古猿阿法种是一种可以用双腿行走的动物。不过自20世纪八十年代开始,出现了关于这个种是否适应树上生活的论战。争论集中在这个事实上:尽管南方古猿阿法种下肢明显适应双腿着地的行走,但其上肢还依然显示了为数不少的更适于树上生存的原始特征,例如用于抓握树枝的长且弯曲的手指。论战的一个阵营认为他们已经完全转变为陆地生活,其上肢对于树的适应特征只是来自树栖远祖的进化残留。另一阵营则争辩说,如果这些特征在他们身上保留了上万年,那就说明爬树对于他们的运动技能来说依然是很重要的一部分。
像成年南方古猿阿法种一样,这个Dikika儿童有着长而弯曲的手指。不过这具化石也为争论提供了新的事实,那就是肩胛骨的构成--之前该物种的这些骨头是未知的。据Alemseged讲,这个孩子的肩胛骨看起来大部分像大猩猩,但是朝上的肩窝则很类猿,跟现代人类向侧的肩窝形成鲜明对比。Alemseged说,这显示个体在将双臂举过头顶--我们祖先在攀爬时用的一个动作。
树上生活的更多线索来自这个孩子的内耳。使用计算机断层X成像技术可以看到她的半规管系统,该系统对保持平衡很重要。研究者测定,这个孩子的半规管类似于非洲猿以及另一种更新纪灵长动物,南方古猿非洲种。他们认为,这个事实暗示南方古猿阿法种并不像我们现代人类这样可以快速灵活的使用双腿。这也可能意味着南方古猿在分离脑和躯干上能力有限,而这种能力是我们的种可以持久奔跑的一项重要因素。
石溪大学的Jack T. Stern Jr.说“这是一个有着某些适应树栖生活特征上肢的两足动物,而我们在多年前发表关于露西和与露西同时期发现的文章中就下过这个结论了。现在我很高兴看到,这篇文章显示我可能是对的。” 露西的发现者,亚利桑那州立大学的Donald C. Johanson认为这是一个比以往更明确的部分树栖的南方古猿阿法种。他评论道“早先,我坚定的支持南方古猿是严格的陆上两足动物”。不过,考虑了许多近来的发现之后,他说“为了夜晚离开陆地在树上睡觉,或者回去寻找熟悉的食物来源,他们也有可能还继续保留着一些树栖的习惯,”
不过也有人不同意树栖的论点,肯特大学的C. Owen Lovejoy对这个孩子的肩胛骨像大猩猩这一论断表示怀疑。“它很原始,不过还是更像人类而不是大猩猩”。Lovejoy是支持南方古猿是纯粹两足动物的代表人物,他主张,那些被认为典型的指示了南方古猿阿法种在树上生活的前肢特征只证明“这种动物有一个树栖的历史”。他说,发现于1978年的著名Laetoli脚印已经结束了这场论战。脚印显示,南方古猿阿法种没有抓地的大脚趾。Lovejoy说,缺少了这个适于抓握的脚趾,南方古猿就无法在树上自如的移动。
专家们对四肢解剖结构可能给出不同的解释,不过他们都认为这显示了远古和新式特点的拼接。Johanson 说,南方古猿阿法种是“镶嵌进化的一个好例子。不可能像变魔术一样点击某个地方的什么进化开关,就把一个四足动物变成了一个直立行走的两足人类”。他说,也许是自然选择先在下肢和盆骨开始选择两足动物,那些在双足移动中不会真正用到的东西,比如手臂和肩膀,就晚些时候再改变。“关于这些(从树栖类猿生物到陆生两足动物)改变的顺序,我们的了解正慢慢变多” 。
有两个特征显示,这个Dikika儿童的头骨也是新旧特征的混合。一个是舌骨,一种用于固定舌部肌肉的精致而非保守的骨。它的解剖结构显示,南方古猿阿法种有着和非洲黑猩猩类似的喉部。另一个是该化石的天然颅腔形状,脑壳的一个模型。这个孩子三岁时大脑只有成年大脑尺寸的63%-88%。相反,黑猩猩在等同年纪的时候已经拥有大于成年大脑尺寸90%的大脑。这就使得南方古猿阿法种经历一个更类似人类大脑生长模式的可能性得以增加。
这幅新的骨架是否是南方古猿阿法种孩童的典型代表还需要更多的化石来确认,科学家们无疑很渴望复原其他不同年龄南方古猿阿法种儿童的残迹来作出对比。不过这个来自Dikika的小女孩还可以告诉我们更多信息。密苏里大学的Carol V. Ward评论道“我认为这个样本的影响将在于它所提供的关于南方古猿生长发育的信息,不只是个体的各部分,而是个体内结构间的发育速度” 。Alemseged估计,他还需要花费几年的时间来完成从这个儿童骸骨上完全移去砂岩的工作。一旦完成了,他就可以重建一个南方古猿阿法种三岁儿童的几乎整个身体结构,并且开始了解成长中的更新纪灵长动物的一切状况。(odette)
环球科学编译