發(fā)現(xiàn)380萬年前湖畔南方古猿頭骨

編譯 蔡立英

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一塊距今380萬年的古人類頭骨化石，屬于目前已知最古老的南方古猿物種，這一新發(fā)現(xiàn)使過去關(guān)于南方古猿的進(jìn)化假設(shè)蒙上一層疑云。

湖畔南方古猿的頭骨（左）及化石面部重建圖

對人類進(jìn)化的研究經(jīng)常考驗(yàn)現(xiàn)代人的想象力，不只是因?yàn)槲覀儚谋４嫱旰玫幕线€原了一些已滅絕的古人類親屬，并賦予這些化石迷人的愛稱。例如，阿法南方古猿（Australopithecus afarensis）的部分骸骨被命名為“露西”（Lucy），非洲南方古猿（Australopithecus africanus）的頭骨（沒有下頜的顱骨）被稱為“普萊斯夫人”（Mrs Ples）。目前已知最古老的人種——湖畔南方古猿（Australopithecus anamensis）毫無疑問是人類進(jìn)化樹的一個分支，但由于其罕見且不是特別顯耀的化石發(fā)掘記錄而不被世人關(guān)注。迄今為止，已發(fā)現(xiàn)的湖畔南方古猿化石僅限于部分上下頜骨，零散的牙齒，腦殼碎片和一些肢骨。這些標(biāo)本在肯尼亞和埃塞俄比亞發(fā)現(xiàn)，距今390萬～420萬年。

近日，約翰內(nèi)斯·海爾-賽拉西（Yohannes Haile-Selassie）等人和塞勒（Saylor）等人在《自然》雜志發(fā)文，報告了在埃塞俄比亞沃拉索-米勒地區(qū)發(fā)現(xiàn)一塊近乎完整的380萬年前的頭骨。該化石很可能屬于一名成年男性，并且主要根據(jù)其下頜和犬齒的特征被鑒定為湖畔南方古猿。這塊頭骨看起來一定會成為人類進(jìn)化史上的又一著名標(biāo)志。

要想很好地理解已滅絕物種的形態(tài)，完整的顱骨并不是必需的。例如，當(dāng)阿法南方古猿的第一塊成人顱骨被發(fā)現(xiàn)時，科學(xué)家已經(jīng)從大量殘骸碎片中充分了解了阿法南方古猿。然而，此次新發(fā)現(xiàn)的湖畔南方古猿頭骨（按其收集編號MRD-VP-1/1暫且被命名為MRD）通過首次顯露其全臉和腦殼的模樣，為我們了解湖畔南方古猿提供了豐富信息。

科學(xué)家對大約420萬年前至今的人類進(jìn)化史已經(jīng)有了較好的了解，而MRD為理解這段進(jìn)化史早期階段的古人類顱骨的形成帶來了新見解。新信息將幫助科學(xué)家確定哪些顱骨特征是原始的（祖先的），哪些是衍生的（進(jìn)化的，即與祖先的相應(yīng)特征不同）；反過來，這將影響物種之間進(jìn)化關(guān)系的推論。這一發(fā)現(xiàn)還將促使科學(xué)家對稀少的420萬年前古人類化石記錄進(jìn)行重新評估。以前發(fā)現(xiàn)的歸為地猿（Ardipithecus）、原人（Orrorin）和乍得沙赫人（Sahelanthropus）的化石，是否確實(shí)都是人類進(jìn)化樹的一部分，還是屬于滅絕的猿類，是有爭議的。MRD提供的信息將推動這一爭論越辯越明。

《自然》兩篇論文的作者們通過比較湖畔南方古猿與其他人種及其新證據(jù)，勾勒出了人類進(jìn)化樹，一致把湖畔南方古猿作為所有南方古猿和后來的古人類的最早祖先。這一研究結(jié)果證實(shí)了先前的研究結(jié)果，并反映了頭骨主要表現(xiàn)出原始特征的事實(shí)——包括以前從未在湖畔南方古猿化石中記錄的部分。MRD具有明顯突出的臉部和明顯長而窄的腦殼。長而窄的腦殼這一特征在這方面與700萬年前的乍得沙赫人的頭骨非常相似，這兩個人種的腦容量都很小。新化石具有作者假定是衍生的而不是原始的幾個特征，其中最引人注目的特征是顴骨的前突，所形成的面部外觀讓人想起距今更近的人種——傍人（Paranthropus），特別是250萬年前的埃塞俄比亞傍人（Paranthropus aethiopicus）。作者得出結(jié)論，這種面部特征在湖畔南方古猿和后來的人種中是獨(dú)立進(jìn)化的，但這種相似性可能會激發(fā)其他解釋。

海爾-賽拉西博士手持頭骨化石

根據(jù)先前僅有的關(guān)于湖畔南方古猿的頜骨和牙齒信息的比較，科學(xué)家普遍認(rèn)為，湖畔南方古猿和阿法南方古猿是在同一條進(jìn)化譜系上隨著時間推移相繼進(jìn)化的，并且代表他們的化石記錄分別是420萬年前～390萬年前和380萬年前～300萬年前的化石。因此，有人認(rèn)為湖畔南方古猿和阿法南方古猿應(yīng)被視為單個進(jìn)化物種。

現(xiàn)在，MRD頭骨增加了湖畔南方古猿的特征數(shù)，使其可以與其他物種進(jìn)行比較，從而進(jìn)一步探索上述問題，并且作者們提出的證據(jù)與兩個物種屬于單一進(jìn)化譜系的推論不一致。首先，他們確定了許多在湖畔南方古猿中是衍生的但在阿法南方古猿中是原始的特征。其次，以MRD的形狀為基礎(chǔ)，作者們得出結(jié)論，來自埃塞俄比亞的一塊390萬年前的額骨（前額的一部分）屬于阿法南方古猿而不是湖畔南方古猿。這一鑒定結(jié)果以及此次發(fā)現(xiàn)的380萬年前湖畔南方古猿MRD頭骨（定年證據(jù)來自塞勒等）修訂了人類進(jìn)化的時間表，表明湖畔南方古猿生活在距今至少420萬年前～380萬年前，而阿法南方古猿生活在至少390萬年前～300萬年前。因此，兩個物種之間的時間重疊至少是10萬年。

單一的進(jìn)化譜系模型肯定受到這一新證據(jù)的挑戰(zhàn)，但還需要考慮更多的方面。先前歸為阿法南方古猿的單塊額骨可能屬于肯尼亞平臉人（Kenyanthropus platyops）或近親南方古猿（Australopithecus deyiremeda），其他廣泛的同時代人種來自東非。此外，關(guān)于早期阿法南方古猿的面部知之甚少，尤其是它與MRD頭骨的面部是否顯示出比后來的阿法南方古猿面部更多的相似性。

海爾-賽拉西及其同事對化石標(biāo)本的分析之所以脫穎而出，重要的一條秘訣是他們大范圍使用數(shù)字重建技術(shù)來糾正化石形狀的扭曲，并估計缺失的部分。這些數(shù)字方法隨時可用，為研究提供了獨(dú)特的機(jī)會。然而，與傳統(tǒng)方法相比，數(shù)字方法可以變形和匹配更多的形狀，并且需要注意僅生成最現(xiàn)實(shí)的形狀。因此，任何數(shù)字重建都必須依靠對原始化石的詳細(xì)的第一手資料進(jìn)行，包括化石是如何保存和變形的。

這一點(diǎn)與新發(fā)現(xiàn)的化石的顴骨前突特別相關(guān)。經(jīng)過數(shù)字重建后，該區(qū)域看起來很平滑，幾乎沒有任何原始骨骼表面的跡象。重建的MRD可以改善的一個突出方面是上頜的前部。在這里，數(shù)字處理不準(zhǔn)確地再現(xiàn)了在化石被破壞之前特征性的強(qiáng)烈突出的鼻下區(qū)域本來應(yīng)該是什么樣子。

MRD是人類進(jìn)化的化石記錄的一個重要補(bǔ)充。它的發(fā)現(xiàn)將在很大程度上影響我們對南方古猿屬的起源以及對早期古人類的進(jìn)化樹的思考。這項(xiàng)工作體現(xiàn)了單塊化石在古生物學(xué)中的重要性，當(dāng)我們做古人類學(xué)研究的人對n = 1的樣本量激動不已，而從事實(shí)驗(yàn)生物學(xué)研究的同事見此大惑不解和嘆息時，我們應(yīng)該牢記這一點(diǎn)。