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第24章 从猿到人:人类的进化之路(2)

类型:迩人和远人1924年在非洲南部阿扎尼亚的贝专纳兰的汤恩地方的采石场的工人,爆破出来一个小的化石头骨,被送到达特那里。达特当时是南非约翰内斯堡的威特沃特斯兰德(Witwatersrand)大学医学院的年轻解剖学教授。他是澳大利亚人,刚从英国伦敦学习医学、解剖学和体质人类学结束。在此之前,非洲只有在赞比亚(当时称北罗得西亚)布罗肯山(BrokenHill)卡布韦(Kabwe)的矿井中发现的一个似尼人的头骨。采石场工人送给达特的那个头骨化石,保存的部分有面骨的大部分完整的颅内模,颌骨上保留着全套的乳齿和正在萌出的第一恒臼齿,属于幼年个体,大约相当于现代6岁的小孩。1925年他发表研究报告,说这个幼年个体的脑子大小像一个大的成年的大猩猩,大约为500毫升,由此估计在成长时也不过600毫升左右;但其头部已能平衡地维持在脊柱上方而不向前倾;硬腭的形状像人而不像猿;牙齿虽然巨大,但大齿并不超出齿列的水平。他的结论是:这个南非化石既具有某些猿的性状,又具有某些人的性状,是似猿的和似人的性状的奇特的混合体。他认为这是已发现的与人的系统最相近的一种绝灭的猿,但毕竟是猿。由于它发现于非洲的最南部,因而命名为南方古猿非洲种或非洲南方古猿(Australopithecusafricanus)。文章发表后,受到英国解剖学界和人类学界许多权威学者的嘲笑,其中有些是他以前的老师,认为这个南非化石不过是另一个猿类化石。随后的十多年中,这个头骨由于我国周口店北京猿人化石的发现而被掩盖了,很少有人再提起它。

1936年在南非特兰斯瓦尔地区的约翰内斯堡以北几公里的斯特克方丹采石场又爆破出来一批化石,送到了布鲁姆(RobertBroom)手里。他原先是一位苏格兰的生物学家,后来转学古脊椎动物。化石中有一个完整的成年人头骨,他立即认出它与南方古猿相似。但认为其差别足以建立一个新属新种,于是定名为迩人,并提出把南方古猿类提升为南方古猿亚科(Australopithecinae)。但以后一般认为它只是南方古猿属的一种(非洲种),只是时间较早而已。

从南方古猿头骨的颅底部分可以判断其头部位于脊柱上方,一段股骨的远端也非常像人的,从而认为南方古猿已能两足直立行走,似应属于人的系统。两年以后,即1938年,在离斯特克方丹3公里多的一个叫做克罗姆德莱(Kromdraai)农场的地方,又发现了更多的南方古猿类化石,引起了布鲁姆的注意。头骨片、颌骨、牙齿、臂骨、手骨和足骨都表明是一种相似于最早的南方古猿的种类,但又更为粗壮。于是布鲁姆叫它为傍人粗壮种(Paranthropusrobustus),以后一般称为晚期的或粗壮的南方古猿或南方古猿粗壮种(A.robustus)。很多人类学家认为它只是人类进化系统上的一个旁枝,而不是主干。

1947年,第二次世界大战结束已有一段时间,布鲁姆已80多岁,又回到了南非,对斯特克方丹进行发掘,在短时间内便发现了大量的南方古猿化石材料,其中有近乎完整的半边盆骨,与现代人非常相象。所有至此时已发现的南方古猿骨骼破片,大多数明显表明其能两足直立行走。

1947年,达特也继续进行对南方古猿的研究,他的工作集中在距斯特克方丹东北约360公里的马卡潘斯盖特采石场废料堆。在那里找到了不少南方古猿化石,显然是与汤恩和斯特克方丹为同一种类,即非洲种,但达特给了新的种名--“火神种”.在两年内达特还找到了一大块盆骨,甚至比斯特克方丹的盆骨更为与人的相似。

1948年布鲁姆及其助手罗宾逊开始在离斯特克方丹不远另一地点的斯瓦特克朗工作,随即发现了与10年前布鲁姆在克罗姆德莱发现的同恢掷嗟哪戏焦旁场949年在斯瓦特克朗的一个口袋状洞内,首先发现了一个近乎完整的人类下颌骨,起初被命名为“远人”.后经比较研究,罗宾逊及其他人相信它与亚洲的猿人没有区别。在其后的10年内,达特及其助手在马卡潘斯盖特,罗宾逊在斯瓦特克朗和斯特克方丹,都继续发现各种类型的化石。

在南非的5个地点总共发现70多个南方古猿的化石,标本编号达到几百号。他们把已发现的南方古猿化石定了4个署名,6个种名。随着科学的发展,这些新属新种名称大都被废弃了,现在比较一致的意见是将所有的南非的南方古猿化石归为一个属两个种,即南方古猿非洲种和粗壮种,或称纤细型和粗壮型。

罗宾逊从50年代起,开始对这两种类型作出解释。是否粗壮的是雄性,纤细的是雌性呢不大可能,因为它们从未在同一地点发现过。经过长期的研究,最后他提出这两种类型是适应不同食物的反映。粗壮型具有粗大的脸、大的臼齿、小的前部牙齿、强大的肌肉附着痕迹以及其他的许多性状,可能是吃植物性食物的;因为磨研植物食料需要大的臼齿和强大的颌肌。纤细型是杂食的类型,除吃植物外,还吃一些肉食。但两者都是人科成员,他们都是直立行走和有着与猿类不同的生活方式。粗壮型最后绝灭了,而纤细型则经过一系列演化过程,发展成现代人。

南非出产纤细型的各地点的年代都早于粗壮型的地点,但不能用放射性同位素来测定它们的绝对年代,估计约在距今350万~150万年之间。

东非人和能人在将近30年的时间里,路易斯·利基及其妻玛丽在东非各地寻找人类化石。早在1931年,利基就在坦桑尼亚的奥杜韦峡谷发现了粗制的石器。1959年7月17日,玛丽·利基在峡谷的层位Ⅰ(地质时代为更新世早期)发现了一个粗壮南方古猿的近乎完整的头骨(缺少下颌骨)和一根小腿骨(胫骨的大部分)。头骨特别粗壮,牙床上带有硕大的臼齿,被命名为鲍氏东非人,后来被认为不过是粗壮型南方古猿之一(A.boisei),俗名叫“核桃钳人”,因为它的颌骨极为粗壮,像压碎核桃的钳子那样。用钾-氩法测定其年代为180万年。

在发掘中还发现了石器和绝灭动物的破裂的和被打碎的骨骸,似因取食营养高的骨髓而造成的。“东非人”是否已能制造工具,甚至狩猎动物呢从头骨来判断,它的脑子还是相当小的;要具有这样复杂的技术和进行这样复杂的活动,脑子显得太小了。

1960年,在发现“东非人”头骨地点的附近,层位Ⅰ最上界以下6米多的地层里,发现了大约10到11岁小孩的部分头盖骨(顶骨)和下颌骨,小孩和成人的手骨以及一根成年人的锁骨和近乎完整的足骨。1963年,在层位Ⅱ的中部也发现一件头骨(包括部分额骨、顶骨、颞骨的大部和枕骨)和附连有大部分牙齿的下颌骨。这些化石在1964年被定名为“能人”,意思是有技能的人。从脑量的计算和对牙齿的观察,表示“能人”是另一种比“东非人”更为进步的人,其脑子要大得多,其头骨的形状更为进步,其牙齿比极度粗壮的“东非人”为小。路·利基相信那些石器是“能人”制造的,破骨片也是“能人”打碎的。这些发现是两种类型的人科成员同时生活于同一个广大地区的最早证据。

玛丽·利基小组在坦桑尼亚莱托里地点也有了新的发现。1974年,他们发现12个人的牙齿和颌骨,其年代测定为350万~375万年之间。初步鉴定,把这些化石归入人属。

1976年玛丽·利基小组又在莱托里有了重要发现。在大约400万年前沉积下来的火山灰中,他们发现了人科成员的足迹,有成人和小孩的短而宽的足印;另外还发现有三趾马、羚羊、象、长颈鹿、犀牛和剑齿虎、野兔等的足印。

从1968年起,在肯尼亚的特卡纳湖以东地区开始了大规模的发掘。利基夫妇的儿子理查德·利基及工作组在古湖相沉积中获得了许多保存得很好的、完整的人科化石,其中有的与在坦桑尼亚奥杜韦发现的“东非人”(后改称鲍氏南方古猿)相象。特别重要的是,其中有12个雌性粗壮南方古猿的标本,它提供了早期人科成员两性分异的知识,并最后证明了纤细型和粗壮型南方古猿确实是不同的类型,而不是两性的差别。以后不断有所发现。1972年理查德·利基宣布了编号为KNM-ER1470号头骨的发现。他认为这个大脑袋的头骨是“能人”一类的,其年代测定为200万年,在大约180万年前的沉积中发现的石器,可能是这种人制造的。

从1967年开始,由美国伯克利加利福尼亚大学的人类学家豪厄尔领导的奥莫研究发掘队到埃塞俄比亚的奥莫河谷进行调查发掘,获得了大量化石,包括从大约300万年到100万年前的人科化石,大约300万年前的与南方古猿非洲种相似的牙齿化石,其他大约200万年前的与鲍氏南方古猿相似的牙齿化石。一些较晚的化石鉴定为“能人”,更晚的化石有的甚至被认为是“直立人”的。

根据上述东非各地点的资料,表明纤细型的南方古猿非洲种发现于比其他类型为早的沉积中,因此一般相信它是“能人”的祖先。南方古猿非洲种只需要脑量增大,牙齿有一些改变,发展成能够制造工具,就能转化成“能人”了。南方古猿非洲种也被认为是南方古猿粗壮种和南方古猿鲍氏种的祖先。粗壮种是直到大约200万年前才出现的一种素食者,在“能人”

继续演化成“直立人”时,它们绝灭了。直到本世纪70年代,已有的证据都支持这种看法。

1973年10月,美国俄亥俄州克利夫兰自然博物馆的约翰森在埃塞俄比亚阿法地区干燥沟壑中的哈达(Hadar)地点,发现了形成一个膝关节的股骨下端和胫骨上端的两段骨头,它们比已知的所有的人类骨骼都要小,但其形状和形成关节的方式,表明它们是人科的骨骼。他们研究的结论说,这是人类祖先的膝部骨骼,表明已能像我们那样地直立行走,而与猿的膝部明显不同。特别是这些骨骼的年代,从地质方面的资料,表明接近350万年,这是人类两足直立行走年代最早的证据。

许多人类学家都相信两足直立行走这种特殊的行动方式是人类进化中的一个关键性的发展。

双手从支持作用中解放出来,可用来制造和使用工具、搬运食物和携带小孩。直立的身躯也使我们的祖先可从空旷的疏林干草原或平原的草丛上方看到食物或注视掠夺兽,有利于获取食物和防备敌害。

1974年,约翰森和法国地质学家泰伊伯,又到这个地点进行发掘,获得了多种动物化石,以及一些与“能人”很相似的颌骨和牙齿。特别重要的是发现了一具人的骨架,约有40%的骨骼保存着。髋骨的形态显示其为女性,他们叫她为“露西”.

露西大约20岁,死因不明,身高只有107~122厘米。由于缺少头盖骨,头部的性状不明,估计其脑子可能是小的。从她的脊椎骨表明生过关节炎。与现代人相比,她的臂长与腿长之比稍大一些。也就是她的臂相对地较长一些。她大概生活在湖边附近。附近发现的龟和鳄鱼蛋化石,甚至螃蟹爪,可能是她当时食物的一部分。约翰森等最初认为她是属于南方古猿非洲种。

1975年在哈达地点又有了一个重要发现,即一个“古墓地”.某种自然灾害,可能是一阵突发的洪水,夺去了至少13个人的性命,把他们埋葬在一个自然的坟墓里。13个人中有男有女,至少4个是小孩,其中有1个四五岁小孩的近乎完整的头骨,其余是成人的,有些是年轻的成人。可能这些人是生活在一起的,因而是人类合作行为的最早的证据。他们称之为“第一个家庭”.

约翰森等在比较研究了哈达和莱托里的化石后,认为两个地点的标本非常相似,它们都能完全两足直立行走,但有小的脑子和大的犬齿,应同属于一类。它们虽与南方古猿非洲种相似,但更为原始得多,必须归入一个新种叫南方古猿阿法种。另一方面又认为它们与南方古猿非洲种和“能人”也有若干特点明显不同,例如牙齿更为原始,有着大的犬齿和形状不寻常的门齿;一些标本的下第一前臼齿只有一个很发达的齿尖而不是两个齿尖,上、下颌都有着直的齿列,齿弓几呈长方形。这些性状表明,它们更近于猿而不是更像人。可以推想它们面部宽阔,具有大的颧骨。从颅底的肌肉附着痕迹和其他性状来看,颅底是很原始的。雄性似稍大于雌性。其手和脚与猿的明显不同,但与较晚期的、更为进化的人科成员也有差别,例如,指骨有较大的弯曲。总的来说,他们的一些性状是介于猿与人之间的,但其似猿的性状在明显地向着人的方向转变。因而约翰森等认为南方古猿阿法种既是南方古猿非洲种的祖先,又是“能人”的祖先。一方面从阿法种经过南方古猿非洲种变成粗壮种和鲍氏种,另一方面发展成“能人”.

目前,人类学界对此有着三种不同的意见。有人同意约翰森的意见,可以建立一个新种,即阿法种;有人认为应归入南方古猿非洲种;更有人认为应归入人属。

阿法的化石,无论其在分类上的归属如何,总是非常重要的发现。

科学家们对南猿中阿法种、非洲种、粗壮种和能人型这四类代表的相互关系有种种推测,其中一个被较为广泛接受的理论是:大约距今400万年左右,最早类型阿法南猿出现了,他们虽然还不会制作工具,但已能频繁地利用天然物来取食和御敌,他们已会直立行走。在以后的演化过程中产生了非洲种南猿,后者进一步分化为几个支系,其中有粗壮型南猿,以后者的牙齿特点判断,这类南猿的食性为纯素食性,虽然他们也会制作和使用工具,但不知什么原因,最后他们绝灭了。

还有一支朝杂食方面发展,食性中包括肉食成分,以后肉食成分所占比例加大。他们已会熟练地制作工具,成为纤细型南猿群中的进步类型--“能人”.后期人类很可能是由能人类型的原始人发展而来的。

还有另一种说法,认为后期人类是从阿法种南猿中直接演化而来的;另一支则通过非洲南猿继续向南猿属演化,在南非发展为粗壮种南猿,在东非发展为鲍氏种南猿,他们都朝植物性食物需要方向发展,最后都绝灭了。

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