人类的起源:我们是猴子变得吗?(一)

摘要:在追求真理的过程中,人类演化和宇宙的起源并列。然而,除了在有趣的研究登上头版头条时,古人类学及其相关领域获得的经费要少得多。然而,正是在这种资金紧迫的情况下,那些从事古人类学的全球学者和机构,仍然做出了许多具有里程碑意义的工作。

在追求真理的过程中,人类演化和宇宙的起源并列。然而,除了在有趣的研究登上头版头条时,古人类学及其相关领域获得的经费要少得多。然而,正是在这种资金紧迫的情况下,那些从事古人类学的全球学者和机构,仍然做出了许多具有里程碑意义的工作。

最早的古人类发现之一是在一百年前的南非塔翁(Taung),矿工们偶然发现了一具280万年前的儿童颅骨化石,他的牙齿类似于人类。该化石的解剖学结构提供了早期人类直立行走的直接证据。50年后,随着露西在埃塞俄比亚北部的阿法尔(Afar)被发现,人们对古人类有了更进步的理解,让我们对人类演化的探究再次向前迈进了一大步。

露西那娇小的身体和脑捕获了你我的想象力,她将我们对双足行走、人形生物的重要化石证据的理解首次推至超过300万年,解释了人类如何成为我们现在的样子。

“人类”(Human)这一术语的使用也颇具争议。许多学者仅将其用于指代像我们这样的现代人类,尽管我们体内也含有尼安德特人的基因,而且从大约800万年前人类起源之初,我们与尼安德特人至少共享了90%的人类演化历程。自那以后,人类演化的本质就是逐渐的适应环境,偶尔伴随着快速的变化。我们人属(Homo)的化石记录已经足够充分,这些化石证据表明,我们无法用一条清晰的界线将自己与其他物种区分开来,我们是一体的,享有共同的食肉动物特征。

目前已经有足够的共识可以将人类演化的链条从早期猿类一直串联到现代人。当然,这个故事的大部分都集中在非洲,肯尼亚、南非和埃塞俄比亚等国家理所当然地为他们的“人类摇篮”自然遗产感到自豪,为那里的人们提供了比西方更多的答案:我们是如何发生的。

人类演化的故事通常从我们的远祖开始与猿类分离的时间点开始。猿类的祖先至少可以追溯到3500万年前,并从大量化石遗存中得到了证明。大约1000万年前,中新世纪的地球是温暖、湿润的,并且被森林景观覆盖。尽管学者们在非洲古老的火山沉积物中发现了它们的遗骸,但猿类从欧洲到我国仍然是广泛分布的。

然而,那个乐园很快就被降温和干旱所破坏。这种情况在地中海地区最为明显,那里的大陆运动关闭了直布罗陀海峡,导致整个海域被多次蒸发,形成了现代海底的巨大盐板层。从大约700~600万年前,干旱导致了地球大部分地区发生了极端的季节性变化,诱导了显著的植物和动物群落更替。

可能在800万年前的时候,便从猿分化出一支古人类。正是他们最终形成了我们今天的样子。但我们对这一年代的了解依仅仅赖于与其他动物的DNA分析,而不是看得见摸得到的化石。

DNA显示我们与黑猩猩和它们的姊妹群倭黑猩猩关系最为密切。通过与其他古人类事件相比较,可以估算出物种分化的时间点。例如,南美猴类与其他灵长类动物大约在3500万年前分离。

遗传科学中的一个惊喜是,大猩猩和其他非洲的大型猿与黑猩猩的关系不如黑猩猩与我们的关系密切。如果黑猩猩能说话,它可能会告诉我们:“这些大块头可能看起来像我的兄弟,但实际上我与你们的关系更近。”这些猿看起来如此相似的原因是因为它们都是生活在热带的森林猿,具有相似的适应性,这强调了最早的古人类为了在更干燥的环境中生存必须经历怎样的扭曲和适应性演化。

然而,关于黑猩猩是否是我们研究演化起点的最佳模型还存在一些争议。最好称之为“最佳现有模型”。虽然黑猩猩已经显示出许多自己的独特适应性,比如在四肢比例和运动方式上,以及在他们那些大型的剪切型前齿上。但它的社会行为、交流和工具制造都为我们称之为“人类化”的过程提供了宝贵的见解。

已知最早的古人类化石大约有700万年的历史,来自靠近乍得湖的中非。2001年,古人类学者发现了罕见的乍得沙赫人(Sahelanthropus tchadensis),这些化石由一个颅骨、一根股骨和一些牙齿组成(可能都来自同一物种)。

尽管这些发现有限,但足以显示一个双足行走的生物可能仍然习惯在树上生活。同时,它的牙齿已经有了早期人类的特征。许多相关的其他动物化石显示,乍得沙赫人生活在充满林地和草原组成的自然景观。

在古人类学的记录中可以发现,在此后超过一百万年的时间里,除了一些零碎的图根原人(Orrorin tugenensis)遗骸外,早期人类似乎消失了。图根原人是一种距今约600万年,在肯尼亚图根山发现的与乍得沙赫人不同属的早期人类。

此后,一个550万年前的新种再次出现在人们的视野中,它就是地猿始祖种(Ardipithecus kadabba)。1997年,在埃塞俄比亚北部的中阿瓦什地区发现了它的部分下颌骨和牙齿。这些化石为我们提供了更多关于所有后来早期人类的信息。人们对它做了深入的研究,揭示了这种生物的完整解剖学细节和时代背景,显示地猿属拥有猿和后来早期人类的共同特征。

地猿化石

地猿始祖种的发现者强调,它在四肢比例上与黑猩猩不同,也没有它们那样夸张的铲形前齿。它还推翻了早期人类从树上下来进入草原,因此被迫成为双足行走的旧理论。相反,地猿属生活在茂密的林地中,支持了最初的双足行走可能是为了适应它们习惯在树枝上行走的观点。

这种观点可能是正确的。更近期的发现表明,在地猿出现不久之后便有了多种早期人类。虽然地猿仅在埃塞俄比亚被发现,但非洲可能支持类似的姊妹群。但由于地质原因,这些地区并没有像大裂谷那样很好地保留下它们的化石。

值得指出的是,地猿属的足仍然是猿的特征,它们有着一个适合攀爬树木并向外发散的大脚趾。地猿属的另一个较晚的生活在坦桑尼亚拉托利的成员拉密达地猿(Ar. Ramidus)比1976年发现的具有完全人类特征的神秘脚印仅早了50万年。如果这两个生物是直接相关的,那么意味着这段演化过程是非常迅速的。

地猿化石具有极其宝贵的生物学价值,它们显示了这一时期早期人类的一般状态。它们的骨盆是最古老的,虽然像后来的早期人类一样呈现短盆状,但在下部仍然是猿的特征。它们牙齿的珐琅质要比植食性的非洲猿类的厚,但比肉食性的现代人的薄,表明了地猿的杂食特征。

在至少400万年前,一群古人类发生了,他们就是南方古猿(Australopithecus)。南方古猿以100年前在南非石灰石采石场的矿工们发现的“塔翁儿童”(Taung child)头骨化石命名。

塔翁儿童

虽然这个名字意味着“南方的猿”,但南方古猿绝对是人。他们完全双足行走,牙列呈现出现代人的模式,它们的犬齿退化,甚至有些个体的犬齿退化到惊人的状态。这意味着南方古猿存在巨大的基因多样性,是一个强大的过渡类群,更有利于后续的演化。

随着古人类学家锲而不舍的工作,现在已经发现了至少十个该属成员,揭示了他们的“适应性辐射”演化,这意味着古人类在适应环境方面已经非常成功,并且在不同的栖息地和气候带都有他们的活动。虽然南方古猿被限制在非洲,但它们可以从非洲的南部扩散到东部,甚至接近了西部的乍得湖,接近了乍得沙赫人的发现地。虽然古人类起源于非洲的观点一直存在争议,但这种分布强度强调了该观点的可能性。

最古老的南方古猿是发现于肯尼亚北部距今超过400万年的湖畔南方古猿(A. anamensis),紧随其后的是露西所在的埃塞俄比亚的阿法南方古猿(A. afarensis)和南非的普罗米修斯南猿(A. prometheus)。

除了阿法南方古猿和南方古猿惊奇种(A. garhi)等物种外,还有另一支古人类拥有着巨大牙齿和小的可怜的猿类脑。由于它们有着巨大的颌骨和颅骨,因此人们称之为“粗壮种”。它们通常被称为傍人(Paranthropus)而不是南方古猿,这些吃纤维的家伙生活在至少300~140万年前间的非洲南部和东部。

傍人

尽管牙齿微观磨损分析表明它们既吃了肉也吃了植物,但那些巨大的牙齿意味着它们的饮食质量极低,以草和莎草为主。事实上,这些植食性家伙的巨大臼齿优势意味着它们的门齿和犬齿一直比我们的小。

尽管非洲大裂谷是沿着大陆东边而存在的,且是大多数早期人类化石的发现地,常被誉为古人类起源的摇篮,但南方古猿的分布足够广泛,这表明裂谷不一定是人类的起源地。例如,南非的白云石洞穴(Dolomite Caves)在重要性上已经对东非大裂谷的地位造成威胁,而在乍得发现的羚羊河南方古猿(A. bahrelghazali)则远在裂谷的西部。

可以肯定的是,我们自己的属——人属,最终是从南方古猿中分离的。但具体是如何和何时发生的,仍然难以确定,因为在300~200万年前的颅骨遗存非常稀少。

事实上这纯属运气不好,因为在那之前和之后,都有发现很多颅骨化石。大量的牙齿证明,在此期间的古人类生活在非洲东部和南部。而罕见的颅骨化石,如傍人鲍氏种(P. aethiopicus)和南方古猿惊奇种的出土表明,在任何时候都可能发现其他的化石。

人属以其非发达的大脑而闻名,我们的大脑大约是黑猩猩的三倍大,虽然在最初并不是这样。起初,人属与南方古猿几乎无法区分,只有一些微小的解剖学结构能将其区分出来,特别是其臼齿和前臼齿的形状,这与人属吃肉的习性显著相关。通过对埃塞俄比亚莱迪杰拉鲁和哈达尔的颌骨残骸、牙齿,以及从肯尼亚切尔蒙出土的化石进行研究,便可以追溯280~240万年前我们直接祖先的故事。

200万年前,人属的面貌在坦桑尼亚的奥杜威峡谷、肯尼亚的东图尔卡纳,以及南非的古人类颅骨化石和其他化石的研究中变得更加清晰。在非洲以外至少有三个物种,能人(H. habilis), 鲁道夫人(H. rudolfensis)和直立人(H. erectus)。这些化石年代相近的古人类突然出现在非洲以外,特别是在现代格鲁吉亚的德马尼西,那里的古人类与奥杜威峡谷的化石一样古老。

随着石器和动物骨骼上的切割痕迹被证实,我们知道古人类开始屠宰并发展石器工业,我们是食肉动物。这些证据向我们展示了人属在非洲起源的一百万年之内变得非常成功,并已经扩散到亚洲,远至中国。这些贵客都是早期人属的成员,但学者只在德马尼西和我国蓝田发现了他们的化石遗存。

可以肯定的说,石器工业和屠宰行为的出现是允许这种大范围扩散的适应性前提。石器工业是人类早期行为最显著的特征,它通过石制品的形式作为食肉的硬核证据得以保存下来。

石器工业的历史最早可以追溯到更早的时期。大约在1970年,人们突破了人类工业史200万年的界限。而就在最近,随着在肯尼亚的洛梅奎(Lomekwi)和尼亚扬加(Nyayanga)发现了石器,300万年的界限也被打破。我们虽然不知道是谁制作了这些工具,但这意味着石器工业的出现时间和早期人类与南方古猿共存的时间大致相同。正如考古学家格林·艾萨克所称,这些石制工具就像“石器时代的名片”,对了解古人类的迁徙和生存状况非常有用。

基于客观证据(可在【今日头条app @显微解剖虫博士】其他科普文章和视频学习),人类经过数百万年的演化,已经成为严格的食肉动物,在营养层面具有100%的肉食需求,尤其对动物脂肪的需求极高。在当代人日常生活中,杂食广谱行为往往标志着生态位和营养级的降低,这会导致全民营养不良和疾病风险的上升。因肉食摄入不足而形成的脑营养不良和因此导致的脑结构异常将加重先天和后天精神疾病的发生风险。

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来源:小谢的科学讲堂

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