主题:【原创】起源(一)创世记(1) -- 橡树村
南非是在1940年代末期才开始被古人类学家所重视的。
一直到1940年代,古人类学家都认为人类的祖先应该是大脑比较大的。英国出土了一个非常符合当时理论的化石,而英国人当时在讲英语的古人类研究领域最有影响力,所以这一理论主宰了整个学术界。
这个化石后来被确定是假造的。这不过是一个现代人的头盖骨的一部分,加上Orangutan的颌骨拼起来的。可能是古人类研究史上的最大丑闻。(谁说只有中国的科学家造假?)
造假的化石
1920年代,Dart教授从澳大利亚来到南非金山大学,在医学院担任解剖教授。他喜欢收集化石,而南非当时是开矿高潮,四处都是被挖掘的洞穴,于是他就四处找人收集有趣的东西。
1925年,在稍给他的一个大箱子里面,他先发现了一块石头,形状非常想是脑子,只不过很小。然后仔细搜索,又发现了一个小小类似于头盖骨的东西。经过清理之后,断定这是个头盖骨。
这是一个婴儿的头盖骨。根据环椎孔的形状,他断定这个生命是可以直立行走的,并命名为南方古猿。他说这是介于人和猿之间的物种,可能的人类祖先。
Taung Child
很可惜,他的发现没有引起轰动,而是引起了谴责,使得他差不多要声名狼藉了。当时人们都认为介于人猿之间的物种应该具有很大的大脑,最直接的证据,就是那个造假的化石。人们无法接受这样一个小脑容量的物种,竟然可能会使人类的祖先。
再说了,人类怎么可能是从非洲来的呢?贫穷,落后,原始,连历史都没有。人类应该从欧洲开始的,最差了,也要从亚洲吧?这可能是当时主流的想法。
而且,由于这是一个婴儿的头骨,就使得证据更不明显。猿和人的头型在婴儿的时期是比较相似的,不像成年的猿与人的区别这么明显。
所以,这个发现不算数。
但是Dart不乏支持者。南非的一位化石爱好者Broom在同年发表文章,确信一定会找到成年的南方古猿头骨化石。
Broom的支持对于Dart来讲是非常重要的。由于Broom与南非当时的首相Jan Smuts有很深厚的私人关系,南非政府开始支持这方面的工作,并在川斯瓦博物馆建立了一个古人类学的位置,1934年,Broom得到了这个位置。
找到更多证据的是Broom本人。Broom在约翰内斯堡西北部的Sterkfontein洞穴,Kromdraai洞穴和Swartkrans洞穴进行了挖掘。1936年,他开始发表关于发现的南方古猿的文章。1938年,当时著名的古人类学家Gregory来访,确信了Broom手上的化石的确属于早期人类后,这类研究才算得到部分认可。
但是战争很快就爆发了。
1947年Broom和Robinson一起发现了南方古猿的骨盆,证实了南方古猿的确是直立行走的。
Broom不是一个受过严格训练的古人类学者,也缺乏耐心。他挖掘的方法非常野蛮。在1940年代,由于清理工作非常艰难,他竟然使用炸药来把石头炸碎,从而方便寻找化石。对于受过科班训练的古人类学者,这简直是犯罪。
由于使用炸药,Broom曾经被禁止进行化石挖掘工作,但是他神通广大,资格也老,年龄也老,所以很快又拿回了许可,爆炸工作继续。1947年的时候他已经81岁高龄。
他的野蛮方法也获得了回报。
在一次爆炸后,他发现了第一个成年人的南方古猿头盖骨。这个头盖骨是不完整的,前额的部分裂开了一块。怎么裂的呢?不难猜吧?炸药炸裂的。Broom不在乎,裂开的地方可以修么!发现头骨更重要!
这个头骨被命名为Mrs Ples。名字是Broom起的。他认定这是一个女性的头骨,但是到现在也没有找到任何判断这块头骨性别的证据。
无论如何,这一系列的发现,再加上那个造假的化石终于被判定是假的,顽固的英国学术界也终于接受了南方古猿的存在。
看来,来自第三世界的研究成果,很难被第一世界接受呀。
现在也仍然如此。
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小脚的发现是史无前例的。小脚的年龄,被判定为390万到420万年前,属于南方古猿,但是和已经发现的南方古猿也有所不同。就是说在那个年代,人类的多样性已经很普遍了。
小脚现在就在这个栅栏门后面。
小脚的发现,提供了最直接的人直立行走的证据。小脚的体重大约有50公斤。他的腿骨结构,已经非常适应直立行走,但是手骨的结构,仍然是适合爬树的。这样的特征,说明小脚已经可以直立行走,但同时还有爬树的需要,很明显,这个状态,说明了人类从直立行走以后进化的过程。
直立行走是非常重要的。直立行走这个特征,出现在六百万到八百万年前,是人类的祖先为了适应气候环境的变化而产生的。由于原来的热带森林逐渐变得稀疏,他们需要花费更多的时间在地面上采集食物,所以原来是应森林生存的这些物种,发现直立行走越来越重要。
从其他动物的化石的分析来看,气候的变化往往对物种有决定性的作用,特别是一些比较极端的环境变化,会直接导致一些物种的立刻消亡,从化石资料上来看,整个动物界会在某些大的自然灾难发生的时候全部消失。我们的祖先并不例外。
不过具有直立行走的能力来适应变化的气候是一回事,而气候的变化并不能产生直立行走这个能力。在如何开始直立行走这一点上,争议是很多的。
直立行走的南方古猿
直立行走真的有很多的好处。总的说有这样一些:
解放双手,可以干些别的事情,比如采集,携带物品等等。
提高了运动效率。
可以更加有效的观察周围,堤防猛兽,发现食物。
社会影响,比如男性的生殖器可以直接暴露给异性。
降低太阳照射的影响,散热快,这样有助于降低体温,这一点对于在热带保护对热敏感的大脑非常有用。
好处还能举很多,但是,这些只有在直立了以后才会体会到。直立了,才知道所有的直立的好处和坏处,但是,没有直立的时候,就是不知道这些好处的。那么究竟为什么要直立呢?
无论直立有多少好处,如果直立的时候不舒服,那么你肯定不会站起来。最简单的解释,就是在热带丛林里面,在树上生活的时候,祖先们就已经会直立了。这一点还是有些证据的。现代生活在乌干达的黑猩猩,生活在森林里面,但是树木有些低矮,也比较分散。这些黑猩猩就经常需要使用直立的姿势在低矮的枝干上采集。
生活在乌干达的黑猩猩可能是人类最近的亲戚了
不过这些黑猩猩在地面上基本上还是要四肢行走的,他们发展出了特出的行走方式,使用手的指节着地,这样身体的中心仍然靠前,整体上仍然是四肢行走的姿势。
如果我们的祖先在丛林的时候就已经开始了或多或少的直立行走,,那么当在地面的时候,直立行走就成为很自然的选择。这样,直立行走的原因就容易解释了。
小脚很完整,就说明他不是一个猎物,而是不小心自己跌到山洞里面的。他所在的洞穴现在是完全封闭的,但是可以看出,在三百多万年前,这个洞穴式敞开的。这个不幸的生命可能跌到了洞里面,很快死去了。干燥的气候使得他的尸体木乃伊化。不久洞穴封闭,他的尸体被埋到了石笋里面,最终封闭到了岩石里。
整个骨架被封闭在角砾岩里面,岩石非常坚硬,里面还有很多的大小石块,而骨头本身很柔软,所以发掘工作需要非常的小心,在清理角砾岩的过程中,要随时注意下面会不会有骨头出现。所以挖掘的时间非常长。
十年的时间,已经清理出了颈椎,一些肋骨,已经粉碎的盆骨,大腿骨,还有右臂和右手。
小脚被归类为南方古猿。究竟是南方古猿的哪一种,还有待于化石完全清理以后才能得出结论。化石的清理已经进行了十年,可能还要持续几年。
1999年的时候只挖掘了一点点
小脚的手已经完全出土了。这已经能够提供很多信息了。这只手已经与现代猿的手有很多区别,有点像人类的手了。手掌短,手指较短但是大拇指较长,肌肉丰富。这样的结构可以很牢固的抓住树枝。再加上手臂和腿长度相当,还有一个很明显的大脚趾,都说明这个人类祖先仍然是爬树能手。
小脚左手的示意图
小脚左手化石照片
现代的猿手指长,拇指短,这样它们在从里面是依靠从一个枝条荡到另一个枝条这样活动的。偶尔行走的时候,需要借助手的指节。
短手指和长拇指对于后来使用工具制造工具有非常重要的作用,可能就是这双手和越来越进化的大脑,最终使得人类能够发展出文明。
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直立行走真的有很多的好处
有违直立行走的初衷。
难道要和自己的脚丫子比一比大小?
人类的起源会不会是在南极洲呢? 南非那疙瘩离南极不远吧?根据板块漂移理论,很多年前还联在一起的吧?
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不过,年代可能太远了,好像上亿了,嘿嘿。
也就是说在物种上已经进化成现代人的那一支或几支,讨论的范畴是他们。不可否认,这个星球曾有多种具有不同智慧水平的人科生物存在,尼安德特人就是除现代人以外最发达的同族生物。北京人也许懂得用火(20世纪初首次考古的结论,因当时没有检测手段,今天不能确认是同一时代),但这不能说明他们就是现代人的祖先,前面提到的矛盾就是针对此点,逻辑上最多可能是部分祖先(混血),但DNA检测已排除了这种可能,只要我们的DNA中没有来自其它人类种群的成分,我们就和这个种群没有直接的传承关系,它们就不是我们的“源”。
北京人和尼安德特人一样,最终被人类取代了。不过尼安德特人直接被人取代的证据确凿,北京人却未必,更大的可能是灭绝于自然环境的变迁,10万年的化石断档直接指向这一点,除非有新的发现。
首先提出人类单源说的不是生物学家而是以研究语言为主的人类学家,生物学家不信想推翻,因为这在宗教、伦理和种族优越感上都不允许,结果大量研究后却支持了这一说法,反例连一个都没找到。
DNA检测技术实用化了,遗传学家说我们来推翻这个一源说吧,于是找了一个最简单且最稳定的DNA来做研究,这就是线粒体DNA,该项目称为“夏娃计划”。线粒体DNA传女不传男,卵细胞形成时,线粒体DNA直接来自母体的线粒体且不参与减数分裂,故高度稳定。几年的研究,样本采自世界各地,结果却相同,于是遗传学家们不但没有证伪反而又给单源说提供了新的非常有力的证据。
1990S末,几个大国包括中国在内联合搞了一个人类DNA排序工程,有人趁机就又说了,线粒体DNA不是常染色体DNA,结果可能有问题,而且不能说明没有异种雄性DNA进入现代人的DNA中,于是就开始研究只传男不传女的常染色体y染色体,这就是“亚当计划”。又搞了几年,结果出来一看,跟线粒体DNA的检测结果一摸一样,连上推的阶段性变异的历史都差不了几万年。亚当计划的参与者中还有一个持多源说的中国专家,是复旦大学的一个教授,他亲自参与了最终结果的分析,他现在成了一个单源说的坚定支持者。
几百万美元的样子。
所以胡头就去那个山洞看了看,但是没让下去。
陪同翻译的是我学校古人类学的一位华人,他被顶住过不能让胡头进山洞。所以只在洞口看了看,不知道有什么看头。
说是当时胡头想去看看来着,问里面有多远,回答说有一里地呢。其实就几十米远。
不过那是多少多少亿年前的事情了。
好像从语言学角度来看,这个单源在非洲的可能性更大一些。
有人提出语言可以分成两个大类别,一个叫做Khoesan,是现在非洲东部,南部的,包括纳米比亚的Nama,已经消失的南非的/Xam,坦桑尼亚的Sandawe。其他的所有的语言对归结到另外一个大类里面。这对于单源在非洲是很有利的证据。
说是最后一批走出非洲的智人,就是凭借语言的优势,把其他的古人类灭绝掉的。
南方古猿是很大的一类,最早用于描述发现在南非的第一个头骨化石,然后这个词就被借用到了很多的地方,形成了非常大的一个群。这些南方古猿的共同点,是都能直立行走,基本上在地面活动。
南方古猿的分布时间,在距今150万到400万年间,主要在260万到400万年前。
这个时期的气候变化比较快,森林在非洲逐渐消失,形成了灌木,草原。南方古猿的化石在各种地貌都有出现,从茂密的森林,到一望无垠的草原。南方古猿可能主要在河边的树林里面生存,当然也会到树林与树林之间的草地上。
人们了解最多的南方古猿是Australopithecus afarensis,这个物种就有着很广泛的分布。这个物种里面最有名的就是在埃塞俄比亚发现的Lucy。虽然仅仅发现了头盖骨的一部分,但是Lucy的发现仍然足够引起了震惊。Lucy大约生活在距今320万年前,体重约30公斤,站起来,大约也就是一米多一点。南方古猿不同性别之间的体形大小可能有很显著的差异,一些男性的体重至少有45公斤,但是直立高度一般也不会超过一米三。
Lucy
虽然南方古猿的确是直立行走的,但是和我们的身体还是有很大的不同。和躯干相比,他们的手臂要更长一些,腿要更短一些。手和脚也都很长,骨头有一些弯曲,适合抓握。
实际上南方古猿仍然保留了很多在树上生活的特征,比如肩膀狭窄,更容易把手臂伸到头顶。但是南方古猿的骨盆和膝盖就是非常肯定的适合直立行走了。
膝关节的结构就可以判断出是否适合直立行走。
如果是四肢行走的,那么四肢就像是个桌子的四角,就需要向外分开。当向前运动的时候,肢体实际上要划一个弧线,以另一侧的肢体为轴。而人在行走的时候,腿是向正前方移动的,小腿保持与地面垂直,这样才能走直线。(模特的猫步怎么解释?那可是划圈)。
这两种结构,就导致了膝关节结构的不同。南方古猿的膝关节结构,就和人非常相似了。
这种行走方式的差异也会导致胯关节的结构差异,这些特点也可以在南方古猿上面看到。
就是说,Lucy走路的时候,可能已经和我们很像了。
虽然这一点仍然有些争议,但是至少可以肯定,南方古猿走路的方式,已经和猿完全不一样了。
人们一般只能从得到的化石里面可以推断出动物的行为特征,但是南方古猿直立行走还有其他的证据。
1970年代,在坦桑尼亚发现了直立行走的脚印。
脚印大约是这么留下的。
火山喷发,喷出来的火山灰改变了地貌。没多久,下雨了,火山灰就变成水泥了。然后呢,有不少动物在这个地方走过,包括几个南方古猿。当然了,脚印就留下来了。大太阳照着,估计就把脚印烤干了。
然后火山再喷发,新的火山灰就把原来的覆盖了,脚印也就保留下来了。经过几百万年侵蚀,脚印不小心暴露出来了。
这时候来了一个古人类学家。这个古人类学家在和她的同事用大象的粪便打仗!为了躲一个粪球,她摔到了地上,结果看到了这几个脚印。
发现者Mary Leakey
重大发现往往就是这么来的。
从脚印可以看出,留下足迹的在开阔的地方是直立行走的,走的路线很直,但是脚印本身也带来的新的疑问,脚的结构可能还是比较原始,可能和小脚的脚的结构类似,整个脚踝已经很现代了,但是大脚趾却仍然分得很开,和现代人不同。这样的结构仍然适合爬树。
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看上去跟现代人差不多。