人類演化的故事——還原化石背後的真相|宇宙自然生命簡史 67

關於人類的起源,很多人有一個誤解,以為我們是從猴子或者黑猩猩演化來的。實際上,我們與非洲的黑猩猩擁有共同的祖先,而不是我們是從黑猩猩演化來的。粗略地來說,人類演化的故事是這樣:大約700萬年前,發生了一件具有決定性意義的大事,一群新的人科動物走出非洲的熱帶叢林,開始在廣闊的大草原上四處走動。這就是南方古猿。在此後的500萬年中,它們是最主要的人科動物。南方古猿有幾個分支,有的較為瘦弱、矮小,像達特發現的塔翁小孩;有的則較為強壯、高大;但他們的共同點就是能直立行走。這些分支有的生存了100多萬年,有的只生存了幾十萬年。但你得知道,即便是生存時間最短的種類,它們的歷史也是我們現代人的很多倍。每次我閉上眼睛去細細品味這些演化歷史的漫長和人類歷史的短暫,我都會細思極恐。那些不相信進化論的人,很大一部分是沒有體會出演化史的這種漫長,對數字無感導致的。

1974年,約翰森(Donald Johanson)帶領的一支考察隊在埃塞俄比亞發現了一組人科動物化石,距今318萬年,編號A. L. 288-1,A.L. 表示出土地點為阿法地區,這就是著名的露西,也被稱為南方古猿阿法屬,這是全世界最出名的人類祖先。露西這個名字取自披頭士的一首歌曲《鑽石天空下的露西》(Lucy in the Sky with Diamonds)。約翰森認為她是人類最早的祖先,是人與猿之間缺失的那一環。

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圖:根據化石還原出的露西

露西的個頭很小,只有1米多一點點高。但她能直立行走,儘管能走得有多好即使到了現在也存在著爭議。同時,她還是一個攀爬高手。她的頭蓋骨幾乎完全不見了,所以我們對她的腦容量大小沒有把握,從僅有的一點兒頭骨碎片中推斷,應該是很小的。大多數的書裡說露西的骨骼化石找到了40%,也有說找到了一半的,有一本美國自然博物館出的書中說有三分之二是完整的。BBC播出的紀錄片《猿人》(Ape Man)甚至說是“一副完整的骨骼”,但在電視畫面上顯示的卻根本不是。

人體一共有206塊骨頭,但很多都是重複的。如果你有一塊左股骨,那麼不用看也知道右股骨長啥樣。去掉所有重複的,剩下的骨頭數量是120塊,這被稱為半骨骼。實際上,從公開的資料來看,即便把露西最小的一塊骨頭碎片也當作一塊完整的骨頭來算,也只有半骨骼的28%。

總之,對於露西,我們的猜測遠遠多於瞭解。事實上,我們也無法確定她是女性,我們只是根據她的身材矮小這一點假定的。

在2001到2002年間,又有4塊新化石被發現,事情變得越發複雜。第一塊是在肯尼亞發現的,後來被稱為扁臉肯尼亞人。他們生活的時期與露西大體相同,這就產生了一種可能,即他們才是我們的祖先,而露西僅僅屬於一個已經滅絕的分支。第二塊發現的化石被稱為“地猿始祖種家族祖先亞種”,距今580萬到520萬年。第三塊被稱為“原始人土根種”,距今可能是600萬年左右,這是當時發現的最早的人科動物,但這一紀錄保持的時間很短。2002年夏天,一支法國考古隊發現了第四塊化石,距今700萬年,被稱為“撒海爾乍得種”。(有些人認為他們並不是人,而是早期的類人猿,因此應該被稱為荒漠草原猿)。所有這些早期的動物儘管都很原始,但他們都能直立行走,這比我們過去以為的要早得多。不過,就像我上期節目中說過的,關於古人類學,幾乎所有的一切都在爭議之中,目前最受到廣泛認可的最古老類人猿 還是露西。

但有一點幾乎沒有爭議,這些會直立行走的古猿多次走出非洲。率先在歐亞大陸形成的種群是直立人,相對較晚在歐洲形成的是尼安德特人,再加上生活於非洲的智人種的先驅,這三個譜系都獨立地發展出了較大的大腦。可以說,這是直立人、尼安德特人、智人先驅“三分天下”的時代。

生活在史前亞洲的北京人、元謀人、以及爪哇人化石屬於一類,他們都叫直立人,會使用石器,據說還會用火。值得一提的是,這些直立人是一個已經滅絕的人種,和今天在中國、東亞的現代人沒有一丁點兒血緣關係。更晚的尼安德特人同樣起源於非洲,比直立人晚一點進入北方。在歐亞寒冷多變的環境中,尼安德特人發展出身材矮小、四肢粗壯、額頭寬廣、一頭紅髮的特點,電影《瘋狂原始人》基本就是按照尼安德特人的外形設計的。

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圖:《瘋狂原始人》劇照

但是,請大家記住,前面講的這些,不論是直立人還是尼安德特人,他們都不是我們的祖先,我們的祖先叫做“智人”,智慧的智。他們大概是在20 - 30萬年前在非洲崛起的,大約在6萬年前他們循著祖先的足跡,再次走出了非洲,走遍了全世界。他們來到哪裡,就滅掉了哪裡的人種,我們目前仍然不知道智人為啥會這麼強大,同樣是拿著石頭和木棍,為啥所到之處就能滅人九族、一個不留呢?這依然是一個未解之迷。所以,今天世界上所有的人類,無論膚色是棕、黃、黑、白,說著什麼語言,信仰著什麼不同宗教,其實都是同一人種——6 萬年前離開非洲的最近一批智人的後代。

這些知識科學家們是怎麼得出的呢?當然是考古——研究古人類的化石。而我們對於古人類學的知識也在被最新的考古證據不斷地刷新著。

2013 年 10 月6日,在Facebook上突然出現了一條奇怪的招聘信息:全世界急尋苗條人士,有良好的考古學或古生物學背景,兼具探洞經驗,願意在極其狹窄的區域工作。發佈這條信息的人,是一位長得人高馬大的古人類學家,在圈內還是相當有名氣的,他的名字叫伯格。這又是怎麼一回事呢?聽我給你從頭講起。

伯格是個美國人,但是他1990年就來到南非的金山大學工作,20多年來,一直在南非尋找古人類化石。2008年,他終於有了第一個重大發現,兩具幾乎完整的古人類化石,距今200多萬年,伯格給他們命名為“南方古猿源泉種”,這是南非數十年來首次發表的重大發現。這次發現也讓伯格獲得了名望。很多這個領域的愛好者或者科學工作者都經常拿著照片去請教他。

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圖:伯格

2013年9月的一天,一位探洞愛好者塔克拿了一套照片給伯格看,一下子就勾起了伯格極大的興趣。這些照片拍攝於南非約翰內斯堡西北邊約 50 公里、名為“冉星(Rising Star)”的白雲岩洞穴。這是南非的一個著名的洞穴,曾經出土過相當多的古人類化石,以至於後來這裡被稱作“人類的搖籃”。在這裡搜尋化石的鼎盛時期早已過去,但是塔克,還有他的另一位好友亨特,還是通過一條狹窄的通道進入了一個前人從未進入過的洞穴,在這裡他們發現了遍地的骨頭。他們認為這些骨頭應該是一些近代人的屍骨,於是他們拍了一組照片就出來了。

伯格一看到那組照片,大吃一驚,這些遍地的骨頭肯定是某種古人類的化石啊,而且還很可能是以前從未發現過的。圖片顯示洞穴裡還有很多骨頭尚待發掘。伯格當時的緊要任務就是在其他業餘探洞者進入前,挖出更多的骨頭。這種考古挖掘不是隨便誰都可以做的,因為如果沒有受過專業訓練,是很容易破壞化石的。但是,伯格太胖了,擠不進去,他認識的所有其他科學家也都擠不進去。情急之下,他只好在Facebook上發佈求助信息。10天裡,他收到了 60 份簡歷。伯格從中選擇了 6 名最優秀的,全都是年輕女性。伯格把她們稱為“地下宇航員”。

《國家地理雜誌》贊助了伯格的考古行動,他召集了大約 60 名科學家,並設置了一個地上指揮中心。在當地探洞者的協助下,一根 3 千米長的通訊與電力纜線通入了洞穴。這樣一來,伯格和他的團隊就可以在指揮中心裡,透過攝影機觀察洞中發生的一切。

馬瑞娜•艾略特當時還是英國哥倫比亞省西門菲莎大學的研究生,她是第一個進入滑道的科學家。艾略特回憶說:“往下看進去的時候,我不太確定自己是否能安全通過,就像往鯊魚的嘴巴里面看一樣,裡面有指狀、舌狀和齒狀的岩石。我覺得可以把我的體驗和霍華德•卡特發掘圖坦卡蒙王木乃伊時的心情相提並論,太震撼了。”

2015 年,伯格團隊公佈了他們在“冉星”洞穴中發現的 1550 塊古人類化石。這些化石分屬 15 個人類個體,既有男性也有女性,既有長者也有孩子。研究人員根據塞索托語中的“星星”一詞將其命名為“納萊迪人(Homo Naledi)”,以此向出土這些骨頭的洞穴致敬。

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圖:根據化石還原出的納萊迪人

這批古人類殘骸是迄今為止在非洲發現的古人類化石中最多的一個。最重要的是,納萊迪人有著一些令人震驚的特徵:除了頭部,其他部位竟然原始與現代特徵並存。一隻完全現代的手卻有著古怪的彎曲手指,這很像是那些爬樹的生物特徵;肩膀也像是猿類的;而骨盆以很寬的角度外擴,和露西的一樣原始,但同一塊骨盆的底部看起來卻又像是現代人的;腿骨上端的形狀像南方古猿,但越往下越接近地面的部分,就越現代化,腿部則幾乎跟我們的腳沒有差別。

杜克大學的古生物學家史蒂夫•丘吉爾說:“你簡直可以在髖部畫一條線,上方原始,下方現代。如果你只是找到一隻腳,會以為有個非洲原住民死了。”

另外還發現了四個不完整的顱骨,兩個可能來自男性。從大致的形態來看,它們顯然夠先進,足以稱為人屬。但是顱腔卻很小:男性只有 560 立方厘米,女性則是 465 立方厘米,遠比直立人平均 900 立方厘米的顱腔小,而只有我們現代人顱腔的 1/3。

足夠體積的大腦是身為人類的必要條件,也是一個演化為靠智力生存的物種的代表性特徵。會不會這些化石不是人類,只是擁有著與人的身體相似的部位呢?

與納萊迪人的身份一樣難解的謎還有:這些遺骨是如何進入這個極其偏僻的洞穴的?這些個體顯然不住在這個洞穴裡,洞穴中沒有挖掘出他們可能是在這裡定居的石器或食物殘渣。排除了各種可能性後,伯格和他的團隊只能認為這些屍體是被其他納萊迪人刻意放在那裡的。這種行為,在以前都被認為是智人獨有的。如果說,這種行為是對死者的儀式化處理,那麼,還需要納萊迪人會使用火把照明。但問題是,腦部這麼小的生物能夠做出這麼複雜的行為嗎?很多科學家都不信。

在這批化石剛剛公佈的時候,大多數科學家都推測納萊迪人可能出現在 150 - 280 萬年前,這是早期人種從原始轉型為現代形態的年代。160 萬年前的非洲直立人,體型與身體各部位的比例都已經接近現代人,也與納萊迪人類似。但這些畢竟只是猜測,科學是務實的,不管多麼符合邏輯的推測也都需要有證據的支撐。納萊迪人生存的年代是破解所有納萊迪人之謎的關鍵問題。

2017年5月,這個謎題終於被解開了,伯格發表了他的研究成果:綜合對納萊迪人骨骼化石所在沉積岩的年代測定,以及對納萊迪人牙齒化石樣品中放射性物質的分析結果認為:納萊迪人在非洲大陸生活的時期為距今 23.6 萬至 33.5 萬年。這個結論讓所有人都大跌眼鏡,伯格說:“沒人想到腦容量這麼小的一種很原始的古人類生活的時代能延續到這麼晚,而這個時期正好是智人在非洲興起的時期。”

這個數字的出爐對我們現有的古人類學有怎樣的影響呢?事實就是,它衝擊了“腦量決定複雜行為”的這一固有觀念。

首先,在生理上,納萊迪人兼有原始特徵和現代特徵,腦很小,但腿很長;它們既擅長攀緣,也能長途行走。其次,從思維上說,它們具有一定的文化內涵,這次的發現就緣於它們把死者安葬在一個難以抵達的漆黑洞穴(雖然只是推測)。

這些證據表明生活在 23-33 萬年前的納萊迪人可能是人類家族中的古老成員,甚至有可能是智人的直系祖先。而過去科學家認為,30 萬年前腦容量那麼小的古人類早已被淘汰。

在納萊迪人生活的時代,人類祖先已經在製造屬於非洲中石器時代的精細石器了。專家通常認為,是腦量較大的人類物種製造了這些工具。但是,如果納萊迪人也生活在那個年代,那麼它們也有可能是這些工具的作者。這樣的話,科學家就需要重新考慮它們過去持有的一個觀念,也就是腦量決定了複雜的行為。正如古人類學家馬克•科勒德所言:“在古人類學的歷史上,曾有許多根深蒂固的假設被新發現推翻。”

伯格說過:“我們身上有些特徵來自東非,有些來自南非,還有很多來自我們根本一無所知的過去。但有一件事情是確定的:如果我們只因兩名探洞者足夠瘦,能鑽進早被探索過的南非洞穴中的裂縫,就得知了一個全新的人種,那麼我們實在無從得知,還有多少東西等待被發現。”

伯格對納萊迪人的研究還在繼續,他想知道納萊迪人滅絕的時間和原因。如果能獲取到納萊迪人的 DNA 信息,那麼將會為我們解開更多的謎團。前幾年,當我們獲取到尼安德特人的 DNA信息後,我們驚訝地發現:智人的基因中還有1% - 4% 的尼安德特人基因,儘管比例很低,但這足以說明智人曾經跟尼安德特人交配過,而且還能繁衍下一代。那麼,納萊迪人與早期智人之間是否發生過基因交換呢,它們又有沒有後代繁衍呢?我也期待著科學界能繼續為我們跟蹤報道納萊迪人的最新研究成果。

在紐約的美國自然博物館,有一具很吸引人的仿真模型,展示了兩個人行走的情景。這兩個人科動物留下的一串腳印是在發現露西的兩年後,科學家於坦桑尼亞找到的。據認為,他們是兩口子。這是兩個南方古猿在火山噴發後的泥濘火山灰中行走,火山灰後來硬化,保存了他們行走超過23米的足跡。模型是按照他們活著時的大小製作的,表現的是一個男性和一個女性肩並肩地走在古非洲的平原上。他們渾身都是毛,高矮和黑猩猩差不多。但是他們的面部表情以及走路的姿勢,都表現出人的特徵。最打動人的設計是,那個男的用左臂摟著女人的肩膀,保護著她。這樣一個溫柔而感人的動作表明了他們之間的親密關係。

人類演化的故事——還原化石背後的真相|宇宙自然生命簡史 67

圖:很遺憾,只找到背面小圖

這個場景太逼真了,讓人都忘了這一切全是出自想象。他們所有的外部特徵,比如頭髮的長短、五官、表情、膚色、女人乳房的大小和形狀等,純屬想象。我們甚至無法確定他們是夫妻。那個女人也許實際上是個孩子。我們也無法確定他們就是南方古猿,之所以這麼假定,是因為沒有別的候選而已。

有人告訴我,他們之所以被設計成那個動作,是因為在製作過程中,那個女的模型老是會翻倒。但是,塔特薩爾博士笑著堅持說,不是這個原因。他說:“我們確實不知道男人是否摟著女人,但通過步伐的測量,我們可以斷定他們是肩並肩地行走的。他們離得很近,足以相互觸摸,那個地方十分開闊,因此他們很可能覺得不安全,所以我們把他們的表情塑造得略帶一絲擔憂。”

塔特薩爾博士還被問及,在他製作模型的過程中,是否遇到過質疑聲。他不假思索地回答說:“那可太多了。比如,尼安德特人是否有眉毛這個問題,我們就不知道討論了多少次。我們根本不知道他們究竟長得什麼樣子,但我們可以揣摩他們的高矮、姿勢,對他們的面容做出一些合理的假設。如果再讓我做一次的話,我想我會把他們設計得更像猿一些。這種生物其實不是人類,他們是兩足猿人。”

關於人類演化的故事,今天先聊到這裡。科學有故事,咱們下期接著聊。

說明:

《宇宙自然生命簡史》是我重譯、改編的《萬物簡史》。

1、修正了原書中不準確的知識點。

2、更新了最近這 10 年來的科學進展。

3、補充新增大量相關知識點。

4、直接翻譯自英文原著,沒有使用原譯。


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