迷惑的骨架解開遠古人類親近生長的奧秘

迷惑的骨架解開遠古人類親近生長的奧秘
上圖是一名罕見古人類納勒迪人青少年的右下顎骨碎片。
圖源:MARINA ELLIOTT AND EVOLUTIONARY STUDIES INSTITUTE, UNIVERSITY OF THE WITWATERSRAND
 
撰文:MICHAEL GRESHKO 
 
  20多萬年前,在如今的南非,一個約90厘米高的孩子不知因何夭折。這位年輕人類近親的遺體停放在一個黑暗幽深的洞穴里,旁邊是起碼14位同類的遺骸。
 
  直至2013年,這些遺骸一直無人發現,無人擾動。當年,洞穴探險者們在南非的“明日之星(Rising Star)”洞穴系統里發現了數百片現代人類近親的骨骼碎片和牙齒。這個人種被科學家命名為“納勒迪人(Homo naledi)”。如今,研究這些骨骼化石的人員拼接出了這名兒童的一部分骨架。這是人們拼接出的第一具如此年幼的納勒迪人的骨架。
 
  這具骨架發掘自洞穴系統的迪納勒迪(Dinaledi)洞室,因而被命名為DH7(迪納勒迪古人類7 Dinaledi Hominin 7)。據估計,他死亡時的年齡在8歲到15歲之間。近日發表在PLOS ONE期刊上的最新研究稱,這具拼接出的骨架包括一塊右下顎骨和16塊身體其他部位的骨片。除現代人類和尼安德特人之外,年幼古人類如此完整的骨架十分罕見,原因在于較小、較軟的骨骼不太可能變成化石。
 
迷惑的骨架解開遠古人類親近生長的奧秘
 
  這具骨架有助于研究人員弄清納勒迪人是如何長大的,并弄清他們發育成熟的方式究竟更像現代人類還是我們更早的祖先。
 
  該研究論文的合著者、國家地理學會探險家、南非威特沃特斯蘭德大學的古人類學者Lee Berger說:“這件事讓人超級興奮的地方在于,我們能夠證明與單個個體相關的確切關聯。我們能對比研究牙齒發育與身體發育,并推斷出納勒迪人的發育方式。”
 
  德國圖賓根大學的古人類學者Katerina Harvati-Papatheodorou(并未參與該研究)認為,能發現青少年的骨骼尤為重要,“因為遠古人類的成長模式并不一定與現代人一樣。這類信息還能讓我們了解他們的成長模式與我們或其他滅絕的物種相比,有多少相似度或差異度。”
 
一個滿是納勒迪人的洞穴
 
  大多數早期人類的化石都是分散的、單塊的骨骼,而非明顯屬于同一個個體的成套的骨骼。迄今為止,研究人員只發現了屈指可數的幾具南方古猿阿法種、南方古猿源泉種和直立人青少年骨架。
 
  不過,新發現的納勒迪人骨架很突出。其他早期古人類物種都生活在一百萬年前,而納勒迪人在時間上與我們更近。DH7和與之一同被發現的其他化石掩埋于22.6萬年前至33.5萬年前之間,與現代人類出現在非洲大陸的跡象一致。但是,盡管這兩個人種可能共存過,納勒迪人的幾個身體特征卻與古人類更像,比如其臀部和肩部。
 
  自2013年起,國家地理學會就開始資助Lee Berger的“明日之星科考”項目,此次成果是來自迪納勒迪洞室里的最新發現。不過,單是進入這個洞室就不簡單。團隊成員必須得讓裝備和他們自己擠過一個不到20厘米寬的通道。
 
  事實證明,忍受這段狹窄的空間是值得的。當該研究論文的合著者Marina Elliott在2013年和2014年領銜在此洞室發掘時,她與同事們發掘出了一個骨骼寶庫。科考隊在洞穴地面上和一小堆土里發現了大約1550塊骨骼和牙齒。它們屬于至少15名納勒迪人,從嬰兒到成年不等。截至目前,在該洞室里共產生了1800多塊化石。
 
  Elliott仔細地登記著每一塊骨片發現的位置,以便將骨片移出洞穴后還能確定哪些骨片可能屬于哪個人。這相當于同時拼出15張拼圖,而每張拼圖又有部分丟失,加之剩余拼圖碎片還亂七八糟地堆在一起,難度可想而知。
 
  研究人員通過觀察骨骼的成熟度和在洞穴中的位置,開始拼出DH7。很快,他們就發現這具化石很特別。DH7的一些骨骼就像活人一樣鉸接在一起,表明這些骨骼被掩埋時是被當初的軟組織包裹著的。DH7的遺骨保存得非常好,其左脛骨的兩端甚至都還存在,極為罕見。
 
  年輕的古人類以及現代人類,四肢骨鼓起的兩端不會與骨骼的主軸融合,直至他/她停止生長。因此,青少年四肢骨的兩端常常是散亂或完全丟失的。
 
  該論文的第一作者、美國莫德斯托初級學院的古人類學者Debra Bolter說:“這是一個不可思議的發現。大多數時候,我們發現的東西并不在洞穴里,無法免受其他因素,如風雨和野生動物奔襲的侵擾。”
 
年輕的古人類
 
  DH7多大了?截至目前,研究者還不確定。如果納勒迪人像直立人、南方古猿源泉種那樣成熟得較快,那么,DH7死亡時可能介于8歲到11歲之間。如果納勒迪人像現代人、尼安德特人一樣成熟較慢,那么,DH7死亡時的年齡在11歲到15歲之間。
 
  研究者目前的掌握的情況,還不足以區分上述兩種情況。納勒迪人的解剖學特征混雜了早期和晚期古人類的特征。他們彎曲的手骨與更古老、發育更快的物種非常相像,但他們的腳、腳踝等特征,卻與成長緩慢的現代人類十分類似。
 
  此外,納勒迪人身體的不同部位成熟的步調也不一致。《科學》雜志2017年的一篇論文顯示,尼安德特人兒童成熟的方式與現代人類幾乎一樣,但他們的脊柱的生長模式卻不相同。2017年這篇論文的第一作者、西班牙國家自然科學博物館的古人類學者 Antonio Rosas González說:“那是個驚喜,我們之前不知道這一點!我們也不清楚納勒迪人的事情,這可能是我們下一步的研究方向。”
 
  納勒迪人的解剖學特征本已算是“大雜燴”,但他們的大腦愈加令人費解。盡管納勒迪人與人類有許多相似的特征,但其大腦大小僅相當于我們大腦的五分之二,與更古老、更原始的人類祖先一致。
 
迷惑的骨架解開遠古人類親近生長的奧秘
科考人員發現,DH7的左脛骨擁有未融合的兩端,表明該骨骼被埋葬時還帶著周圍的軟組織。
圖源:MARINA ELLIOTT AND EVOLUTIONARY STUDIES INSTITUTE, UNIVERSITY OF THE WITWATERSRAND

迷惑的骨架解開遠古人類親近生長的奧秘
DH7的遺骸還包括其左跟骨。
圖源:MARINA ELLIOTT AND EVOLUTIONARY STUDIES INSTITUTE, UNIVERSITY OF THE WITWATERSRAND

迷惑的骨架解開遠古人類親近生長的奧秘
研究者還找到了DH7的左踝骨(底部)、左舟骨(連接踝骨與其它足部骨骼的骨骼)。
圖源:MARINA ELLIOTT AND EVOLUTIONARY STUDIES INSTITUTE, UNIVERSITY OF THE WITWATERSRAND

迷惑的骨架解開遠古人類親近生長的奧秘
迪納勒迪洞室已經產生了1800多片納勒迪人的骨骼碎片和牙齒,使科學家能夠史無前例地洞察這一遠古人類近親的解剖結構。
圖源:ROBERT CLARK, NAT GEO IMAGE COLLECTION
 
  德國圖賓根大學的古人類學者Harvati-Papatheodorou說:“我的第一反應是,由于納勒迪人大腦比現代人類小得多,與直立人和南方古猿源泉種相近,且體型相對較小,因此,盡管納勒迪人與現代人有一些相似之處,但他們成熟的模式可能與直立人和南方古猿源泉種更相近。”
 
  然而,納勒迪人的大腦組織似乎比早期人種更復雜,似乎與工具生產相關的區域更為發達。此外,迪納勒迪洞室里還有其他跡象證明納勒迪人的智慧。Berger的團隊認為,洞穴中的化石遺存,可以看作是納勒迪人有意處置死者遺體的一個標志,而這一觀點卻在2015年該團隊發現納勒迪人時引發了激烈的討論。
 
  一般而言,較小的大腦與更快的發育時間相對應。但納勒迪人有與現代人類似的特征和復雜的大腦,他們可能是這個慣例中的例外。Berger說:“你突然發現,納勒迪人可能打破了所有規則。”
 
  測算納勒迪人的發育速度,需要弄清DH7死亡時的確切年齡。幸運的是,研究團隊得到了至關重要的物品:他的一些牙齒。
 
  隨著牙齒生長,它們會按日增加牙釉質,并在牙齒結構上留下淺淡的線條,像樹木的年輪一樣。通過計算DH臼齒上的這些線條,研究人員或許可以明確DH7的年齡。不過,這樣做也需要付出代價。無論研究者是把DH7的牙齒切開破壞掉,還是用強大的X射線照射,都可能毀掉牙齒內部保存的蛋白質,而這些蛋白質或能揭示納勒迪人與其他古人類,包括我們之間的關系。
 
  Bolter說:“我們得小心點兒,確保我們做一件事的時候,不會毀掉我們獲得其他數據的機會。”
 
(譯者:mikegao)
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