[ 返回 EurekAlert! 中文 ] 公开发布日期: 2011年09月08日
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美国科学促进会

新的研究提示,源泉南方古猿铺平了智人发展之路

来自南非的化石展示了现代人的组合特征

研究人员发现了有关源泉南方古猿的脑、骨盆、手和脚的新的细节。源泉南方古猿是一种原始的古人类,其存在于世的时间与在地球上第一次开始出现的早期人类的时间大致相同。 这些有关源泉南方古猿的新的发现清楚地显示,这一人类远古的亲戚同时展现了原始人类的特征以及更为现代的人类的特征。 由于这种古人类特征的“拼嵌”性质,研究人员现在提出,源泉南方古猿是智人属祖先的最佳候选。

(这些发现令人们对人类进化的某些长期存在的理论发生了怀疑,其中包括早期人类骨盆的进化是对其脑子尺码增大所做出的反应这一概念。 而且一些新的证据提示,源泉南方古猿可能还会制造工具。

这些新的发现(其中包括人们对早期古人类所描述过的最完整的手,人们曾经发现过的较为完整的骨盆之一以及全新的脚和踝骨的碎片)在5项独立的研究中作了详细的阐述。 源泉南方古猿的研究还以拥有对某个早期古人类的头盖骨的高解析度扫描以及将这一在南非Malapa的早期古人类遗址的存在时期精确至近2百万年之前而感到自豪,那个时候接近于智人出现的时间。

这5项研究发表在9月9日刊的《科学》杂志上。该杂志是由非营利的科学协会AAAS出版的。

Lee Berger是南非约翰内斯堡威特沃特斯兰德大学的该研究项目的负责人,他就这些新的发现对现代人意味着什么做了解释。 我们在其脑子和身体上发现的许多先进的特征以及其存世的更早的年代都使其比从前所发现的诸如能人等更能成为我们智人属的最佳候选祖先。

这些源泉南方古猿的化石的年代被限定在大约197.7万年前,这一日期比化石记录中最早出现的智人属特异性特征的时间要早。 在此之前,年代定在190万年前的古人类化石(大多属于能人和卢多尔夫人,它们被当作是直立人的祖先)被认为是最早的没有争议的人类祖先。 但是,这些源泉南方古猿化石的更早的年代提出了存在着一种发展成为直立人的独立而且更早的世系的可能性。

据物理科学副主任Brooks Hanson所说:“《科学》杂志非常高兴能够发表这些文章,它们为这一生活在人类进化的一个重要时间中的种系增添了重要的新资讯。研究人员是在2010年4月9日刊的《科学》杂志中第一次对其进行了描述。保存良好而完整的早期人类化石是如此地罕见,而源泉南方古猿如今给人们提供了对其某些关键部位(如难得一见的保存良好的手和脚)解剖学的详细的观察。”

位于约翰内斯堡西北近30英里的Malapa洞穴多年以来为人们提供了丰富的早期古人类的化石组合。它们是人类摇篮的一部分,该人类摇篮被确认为世界遗产遗址,并因为其实体及文化意义而被划拨保留下来。 去年,Berger及其同事宣布了这样的发现:一个少年雄性(MH-1)和一个成年雌性(MH-2)源泉南方古猿被人发现同处于一个这样的洞穴之中。

由于这些化石过于古老而无法对其本身进行年代测定,因此研究人员转而对使得这些化石得到如此良好保存的钙化沉积物进行了年代测定。 这些化石没有发生移动,因为他们被固定在原地。研究人员能够鉴别这些化石上方和下方的流岩。 因此,来自澳大利维多利亚州墨尔本大学的Robyn Pickering及其同事对周围的岩石使用了先进的铀-铅测年技术和所谓的古磁测定(即测定地球的磁场逆转了多少次)。

Pickering写道:“这使得我们能够将带有源泉南方古猿沉积物的年代缩小至某一个这些短期的地磁场事件之中,即在大约197.7万年前的前奥杜威事件。”

鉴于源泉南方古猿在当时已经展示的某些明显的智人样的特质,这些化石的年代之久令研究人员感到有些惊讶。

维特沃特斯兰德大学的Kristian Carlson及其同事对MH-1 的部分颅骨进行了观察并制作了一个颅内模(或可称是对该少年的脑子原先所占有的空间进行了一次详细的扫描)。

Carlson说:“处于头盖骨内的实际的脑组织不会变成化石。相反,通过研究某个颅盖内的印痕,古生物学家有机会能够对脑子表面可能的外貌做出估计。通过对某个头盖骨内的容积大小进行定量,古生物学家可以估计某个脑子的大小。”

据研究人员披露,这一年幼的南方古猿在其死亡的时候的年龄相当于人类发育阶段的10-13岁左右。.

Carlson还说:“得到异常良好保存的MH-1 颅盖骨在欧洲同步辐射加速器机构做了扫描,并以可以取得的最高的精确度和反差披露了其内部解剖。欧洲同步辐射加速器机构是全世界范围内最强有力的扫描化石的装置,它为化石内部结构的非破坏性研究所能取得的结果设定了标准。”

研究人员发现,该少年的脑子的形状很像人,但仍然要比智人物种的脑子小很多。 据研究人员披露,直接位于眼睛后面的脑子的眶额区显示了某些神经重组的迹象,这也许表明有更像人的额叶样的神经的重新连接。 Carlson的结果令人们对从南方古猿向智人过渡的时候脑子是在逐渐增大的理论发生了怀疑。 相反,他们的发现证实了另类的假说;该假说提出,眶额区内神经元的重组可令源泉南方古猿在保持其完整的较小的头盖骨的同时发生进化。

一则对MH-2的部分骨盆所做的不同研究也呼应了这种情绪。威特沃特斯兰德大学的Job Kibii及其同事说,智人骨盆不会因为它们扩张的颅内容量而发生进化。 实际上,源泉南方古猿的骨盆在它们的脑子和颅骨仍然很小的时候已经发展出了现代智人样的特征了。

北卡罗来纳州达勒姆杜克大学的Steven Churchill是该文章的共同作者, 他说:“很清楚,可能有两个因素驱动了我们智人世系的骨盆进化。一个因素是双足运动。在6百万年至2百万年前,我们开始看到大量的双足运动。另外一个因素是我们的大脑。”

Churchill继续说:“我们的脑子必须得超越骨盆,因此必须要做出有关的适应。而源泉南方古猿的一个很酷的方面是它们的骨盆已经与其它的南方古猿不同,而它们的脑子却仍然很小... 很难想象在这一切之后没有运动上的变化。”

像源泉南方古猿的大多数其它方面一样,该古人类的手和脚展示了原始和现代特征的有趣混合。

MH-2的手腕和手只是缺少了几根骨头,这使得它们成为纪录在案的早期古人类的最完整的手化石。 德国莱比锡马克斯-普朗克进化人类学研究所的Tracy Kivell及其同事对该雌性源泉南方古猿的手进行了分析并发现其有着一个强有力的屈肌装置,暗示着其有着爬树的功能。 但是,该手还有着一根长的拇指和短的其它手指,而这是精确把握的一个迹象 — 一种只牵涉到拇指和其它手指而非手掌的抓握。 研究人员说,源泉南方古猿甚至已经可能开始尝试制作工具。

Kivell说:“手是人类世系的一个非常特别的特征,因为它与猿的手很不同。猿类有着很长的手指来抓握树枝或用做移动,因此相对短的拇指会使它们很难像人那样抓握。”

Kivell接着说:“相反,南方古猿有着一个更像人样的手,即长着缩短的手指和一根很长的拇指。尽管该手同时看来拥有非常强劲的用于抓握的肌肉。我们的研究团队对这只手的解读是,它能够制造工具和使用工具,但仍然也可用来攀爬,而且肯定可以像人一样做精确的把握。”

然而,这些发现并不意味着源泉南方古猿是在大约2百万年前唯一能够制作石质工具的古人类。能人(或称“手巧的人”)当时也在场,但这种古人类有着非常不同的手部结构。 然而,这些最近的发现确实表明,有着不同手部形态的不同的古人类可能同时出现,并会制作简单的工具。

最后,一项对MH-1和MH-2的脚和踝骨的分析表明,源泉南方古猿可能有时会爬树并从事某种独特形式的双足行走。 威特沃特斯兰德大学的Bernhard Zipfel 及其同事说,NH-2的踝骨是迄今发现的最为完整的古人类踝骨之一;同时,没有一个曾被描述的踝骨含有如此多的原始和先进的特征。

Zipfel说:“...如果这些骨头没有被发现是粘在一起的话,该研究团队可能会将它们说成是属于不同种系的骨头。”

据研究人员披露,该踝关节大体上像是人的踝关节,它有着人类足弓的某些迹象以及一个定义良好的跟腱。 然而,其根骨和胫骨看来更像是猿的。

这种现代和原始特征的混合唤起了人们对两百万年前帮助引领不同智人物种的某种古人类的画面形象。 但是,只有时间(以及更多的研究)会告诉我们MH-1和MH-2究竟是如何与我们本身的人类世系发生关系的。

Churchill说:“早期智人的化石记录非常混乱。许多化石或是令人生疑地归属于不同的物种,或是它们的年代测定非常糟糕...源泉南方古猿有着一些与智人属共有的派生特点。如果人们要对这些共有的特征制定一个列表的话(其中包括那些在能人、卢多尔夫人和源泉南方古猿中所看见的特征),那么,源泉南方古猿的共有特征列表会比另外两种人要长的多,这提示源泉南方古猿是每个人都承认的第一个人属动物(即直立人)的不错的祖先。”

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Pickering等人的报告是由南非科学技术部、南非国家研究基金、威特沃特斯兰德大学的人类进化研究所、威特沃特斯兰德大学副校长自由支配基金、国家地理协会、古生物学科学信托、Andrew W. Mellon基金、福特基金、美国驻南非外交使团、法国驻南非大使馆、Oppenheimer 与 Ackerman家族以及Richard Branson爵士所资助的。

Carlson等人的报告是由南非科技部、南非国家研究基金(特别是非洲起源平台创制案)、人类进化研究所(IHE)、古生物学科学信托(PAST)、Andrew W. Mellon基金、AfricaArray计划、美国驻南非外交使团、威特沃特斯兰德大学研究办公室及Richard Branson爵士所资助的。

Kibii 等人的报告是由南非科技部、南非国家研究基金会、威特沃特斯兰德大学的人类进化研究所、威特沃特斯兰德大学副校长自由支配基金、国家地理协会、古生物学科学信托、Andrew W. Mellon基金会、福特基金会、美国驻南非外交使团、法国驻南非大使馆、A.H. Schultz基金会、Ray A. Rothrock ’77 Fellowship、德州农工大学的IRTAG、Oppenheimer 和 Ackerman家族以及Richard Branson爵士所资助的。

Zipfel等人的报告是由南非科技部、南非国家研究基金会、威特沃特斯兰德大学的人类进化研究所、威特沃特斯兰德大学副校长自由支配基金、国家地理协会、古生物科学信托、 Andrew W. Mellon基金会、福特基金会、美国驻南非外交使团、法国驻南非大使馆、Leakey基金会、Oppenheimer 和 Ackerman家族以及Richard Branson爵士所资助的。

Kivell等人的报告是由南非科技部、南非国家研究基金会、威特沃特斯兰德大学的人类进化研究所、威特沃特斯兰德大学副校长自由支配基金、国家地理协会、古生物学科学信托、Andrew W. Mellon Foundation基金会、福特基金会、美国驻南非外交使团、法国驻南非大使馆、Oppenheimer 和 Ackerman家族及Richard Branson爵士资助的。

美国科学促进会(AAAS)是世界上最大的综合科学协会。它是《科学》杂志(www.sciencemag.org)和《科学-转化医学》(www.sciencetranslationalmedicine.org)以及《科学-信号转导》的出版机构。美国科学促进会成立于1848年,它包括了近262个科学协会和科学院,其服务的对象有1000万人。《科学》拥有世界上任何同侪审议的综合性科学杂志中的最大的付费发行量,估计其读者总人数有1百万人。非营利的美国科学促进会(www.aaas.org)对所有人开放,并通过科学政策新方案、国际性计划、科学教育及其它等来履行其“促进科学及服务社会”的使命。如欲阅读最新的科研新闻,请登录科学新闻网页EurekAlert! www.eurekalert.org 以及EurekAlert!中文版 www.chinese.eurekalert.org。这是美国科学促进会提供的一项服务。



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