這一新發(fā)現(xiàn)的頭骨被正式命名為MRD-VP-1/1，屬于早期的人類(lèi)祖先——湖畔南方古猿（Australopithecus anamensis）。
攝影：DALE OMORI, COURTESY OF THE CLEVELAND MUSEUM OF NATURAL HISTORY
日前，科學(xué)家們?cè)诎Ｈ肀葋啺l(fā)現(xiàn)了極為罕見(jiàn)的化石:一塊幾乎完整的人類(lèi)祖先的頭骨，其歷史可以追溯到大約380萬(wàn)年前。
《自然》雜志刊登的一篇文章指出，這是迄今發(fā)現(xiàn)的最古老的南方古猿頭骨。南方古猿是生活在150萬(wàn)到400萬(wàn)年前的早期人類(lèi)祖先的一個(gè)關(guān)鍵代表。這也是迄今為止發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)湖畔南方古猿頭骨，它是南方古猿屬最早的成員之一。
“它將你帶回到大約380萬(wàn)年前，幫你描繪出我們的祖先在那個(gè)時(shí)候的樣子，”Yohannes Haile-Selassie說(shuō)道，他是克利夫蘭自然歷史博物館(Cleveland Museum of Natural History)的古人類(lèi)學(xué)家，也是這項(xiàng)研究的主要作者。“這真是一個(gè)激動(dòng)人心的時(shí)刻。”
古生物學(xué)家John Gurche基于新發(fā)現(xiàn)的頭骨的掃描圖，重建了湖畔南方古猿的面部。
攝影：MATT CROW, COURTESY OF THE CLEVELAND MUSEUM OF NATURAL HISTORY.
這一發(fā)現(xiàn)可能填補(bǔ)人類(lèi)進(jìn)化研究中的幾項(xiàng)重要空白。如此古老的古人類(lèi)或人類(lèi)祖先化石極其罕見(jiàn)，之前發(fā)現(xiàn)的通常都是骨頭碎片。相比之下，新發(fā)現(xiàn)的頭骨幾乎是完整的，這應(yīng)該能夠揭示古人類(lèi)生活和進(jìn)化的許多細(xì)節(jié)。
“這就是我們一直在等待的頭骨，”密蘇里大學(xué)古人類(lèi)學(xué)家Carol Ward說(shuō)道，她并未參與這項(xiàng)研究。“原始人類(lèi)的頭骨是非常罕見(jiàn)的寶藏，如此古老、如此完整的頭骨幾乎是前所未見(jiàn)的。”
‘他的手在發(fā)抖'
錯(cuò)綜復(fù)雜的人類(lèi)族譜的源頭可以追溯到400多萬(wàn)年前的非洲， 那是古代靈長(zhǎng)目動(dòng)物的樂(lè)園，生活著地猿（Ardipithecus）和薩赫勒人（Sahelanthropus）等。直到300萬(wàn)年前，人類(lèi)才出現(xiàn)，從此譜寫(xiě)出一章進(jìn)化傳奇，在這個(gè)傳奇中，阿法南方古猿（Australopithecus afarensis）等祖先扮演了重要角色。
一塊被科學(xué)家們稱為“露西”的化石是人類(lèi)譜系最著名的代表之一，這一早期古人類(lèi)及其后代擁有比早期靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物更大的大腦，能夠用兩只腳走路，強(qiáng)壯的下顎使他們能吃下各種各樣的食物。這種靈活性日后會(huì)派上用場(chǎng)：在350萬(wàn)年前阿法南方古猿的全盛時(shí)期，氣候的自然變化使東非變得越來(lái)越寒冷干燥，林地面積不斷縮小，而林地是它們賴以生存的家園。隨著時(shí)間的推移，阿法南方古猿及其后代在進(jìn)化中 不斷重塑，以便能在更開(kāi)放、更多樣的環(huán)境中生存下去。
但是阿法南方古猿并不是第一個(gè)有這些特征的生物。1995年，科學(xué)家們命名了湖畔南方古猿（A. anamensis），這是一種更早的南方古猿，可能是阿法南方古猿的祖先。這一物種之所以引發(fā)科學(xué)家的極大好奇，因?yàn)樗c露西和后來(lái)的南方古猿有共同的關(guān)鍵特征。但那時(shí)科學(xué)家們對(duì)湖畔南方古猿的其他信息知之甚少。其已知的遺骸也只包含有牙齒和顎骨碎片。芝加哥大學(xué)古人類(lèi)學(xué)家Zeray Alemseged表示:“盡管阿法南方古猿有很多頭骨，但我們不知道該屬早期成員到底有著什么樣的面孔?！?/p>
2016年2月10日，多虧了一位名叫Ali Bereino的牧民的驚人發(fā)現(xiàn)，事情開(kāi)始出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)。
當(dāng)時(shí)，由Haile-Selassie率領(lǐng)的一支探險(xiǎn)隊(duì)正在埃塞俄比亞阿法爾地區(qū)的沃朗索-米勒(Woranso-Mille)進(jìn)行挖掘。這片遺址距離 Bereino放牧的米羅·多拉(Miro Dora)不到5公里。據(jù)Haile-Selassie說(shuō)，Bereino多年來(lái)一直試圖加入自己的團(tuán)隊(duì)。他有時(shí)會(huì)聲稱自己在侵蝕的巖石上發(fā)現(xiàn)了化石；但當(dāng)Haile-Selassie過(guò)去查看的時(shí)候，什么也沒(méi)有看到。
那天，Bereino正在修一個(gè)臨時(shí)羊圈，他在挖土?xí)r注意到砂巖表面露出了一根骨頭。Bereino迅速與當(dāng)?shù)匾幻賳T取得了聯(lián)系，他們都認(rèn)為Haile-Selassie會(huì)對(duì)此感興趣。
當(dāng)這位官員打電話給Haile-Selassie時(shí)，他仍然持懷疑態(tài)度，回答說(shuō)Bereino應(yīng)該在他發(fā)現(xiàn)化石的地方做標(biāo)記，然后步行到他的營(yíng)地說(shuō)明情況。當(dāng)Bereino和官員到達(dá)時(shí)，Haile-Selassie很快意識(shí)到這一發(fā)現(xiàn)的重要性。Bereino發(fā)現(xiàn)了一塊屬于遠(yuǎn)古人類(lèi)的上頜骨。
Haile-Selassie立即停下手中的工作，步行4公里來(lái)到Bereino的羊圈。就在離Bereino發(fā)現(xiàn)上頜骨一米多遠(yuǎn)的地方，Haile-Selassie很快發(fā)現(xiàn)了剩下的大部分頭骨。“我激動(dòng)地跳上跳下，甚至沒(méi)有立刻把它們挖掘出來(lái)，”Haile-Selassie說(shuō)道?！?官員)疑惑地看著我，然后問(wèn)他的朋友，’博士怎么了?他瘋了嗎?’”
Haile-Selassie發(fā)現(xiàn)上頜骨和頭骨完全吻合，之后帶著化石回到營(yíng)地，用大手帕和借來(lái)的圍巾把它們包了起來(lái)。“我這輩子從未見(jiàn)他這么開(kāi)心過(guò)，”研究報(bào)告的合著者、馬克斯普朗克進(jìn)化人類(lèi)學(xué)研究所(Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology)古生物學(xué)家、探險(xiǎn)隊(duì)成員Stephanie Melillo說(shuō)道。他甚至激動(dòng)到說(shuō)不出話來(lái)：他的手一直在發(fā)抖。”
凝灰?guī)r中時(shí)間表
第二天，Haile-Selassie、Melillo和他們的團(tuán)隊(duì)徒步前往米羅·多拉。他們決心用仔細(xì)篩選，哪怕是最細(xì)小的骨頭碎片也不放過(guò)。他們以發(fā)現(xiàn)點(diǎn)為中心，以5米為半徑向一邊呈扇形散開(kāi)。但篩選過(guò)程中，他們個(gè)個(gè)都把自己弄得臟兮兮。他們附近有一個(gè)臭氣熏天的垃圾堆：由數(shù)年的山羊糞便層層堆積起來(lái)，厚度達(dá)30公分。事實(shí)證明，他們的忍受是值得的。在接下來(lái)的幾天里，研究人員在糞堆下面發(fā)現(xiàn)了更多的頭骨，包括一塊至關(guān)重要的顴骨。
回到實(shí)驗(yàn)室后，Haile-Selassie的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，該頭骨的下顎骨和牙齒與湖畔南方古猿的最相似。但辨認(rèn)出頭骨只是解開(kāi)謎團(tuán)的其中一步。湖畔南方古猿是何時(shí)何地出生和死亡的呢?
為了找到答案，Beverly Saylor領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)地質(zhì)學(xué)家團(tuán)隊(duì)對(duì)沃朗索-米勒沃地區(qū)（Woranso-Mille）進(jìn)行了詳細(xì)的考察。他們要特別尋找的是凝灰?guī)r，由古代火山灰形成的沉積層。凝灰?guī)r中的一些礦物中含有微量放射性同位素鉀-40，從礦物形成到現(xiàn)在，鉀-40會(huì)按時(shí)間有規(guī)律地衰變。通過(guò)計(jì)算這些衰變產(chǎn)物，Saylor的團(tuán)隊(duì)便可以知道這些晶體以及凝灰?guī)r是什么時(shí)候形成的。因此，為了確定頭骨的年代，研究小組需要找到夾在化石沉積物中的兩層凝灰?guī)r。
《自然》雜志上刊載的第二篇研究論文中，Saylor的團(tuán)隊(duì)稱，頭骨上方的凝灰?guī)r形成于376萬(wàn)至377萬(wàn)年前，頭骨下方的凝灰?guī)r形成于380多萬(wàn)年前。此外，研究人員還拼湊出了頭骨的埋葬環(huán)境：他們發(fā)現(xiàn)頭骨被埋在湖岸的一個(gè)三角洲中，周?chē)枪嗄緟埠统善臉?shù)木?！翱赡苁窃诤舆?，也可能是在湖邊。它死在那里，然后被運(yùn)到三角洲，并埋在了那里，”凱斯西儲(chǔ)大學(xué)（Case Western Reserve University）的地層學(xué)家Saylor說(shuō)道。
進(jìn)化的多種模式
這張臉在很多方面滿足了研究人員的預(yù)期。與其他南方古猿一樣，湖畔南方古猿的臉又長(zhǎng)又斜，不像現(xiàn)代人的臉是平的。其牙齒和下顎的尺寸也能講得通：后來(lái)的南方古猿開(kāi)始吃硬質(zhì)食物，其骨頭和肌肉都變大，面部也變得更大更寬。雖然湖畔南方古猿的臉比早期的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物更健壯，但卻沒(méi)有后來(lái)的親屬那么大。
但如果 Haile-Selassie和Melillo是正確的，那么這個(gè)頭骨可能會(huì)引發(fā)更多關(guān)于阿法南方古猿如何進(jìn)化問(wèn)題的討論。
早期古人類(lèi)頭骨的一個(gè)關(guān)鍵特征是眼窩后面的頭骨變窄了。更古老、更原始的古人類(lèi)頭骨往往比年輕的古人類(lèi)頭骨更窄。新發(fā)現(xiàn)的湖畔南方古猿的頭骨在眼窩后變得相當(dāng)狹窄。這一特征可能會(huì)澄清“貝羅德利額骨”（Belohdeli frontal）的身份，這是1981年發(fā)現(xiàn)的一塊距今390萬(wàn)年的南方古猿頭骨碎片。
當(dāng)貝羅德利額骨首次被發(fā)現(xiàn)時(shí)，一些研究人員認(rèn)為它屬于阿法南方古猿，但他們不能確定。湖畔南方古猿發(fā)現(xiàn)后，其歸屬問(wèn)題就變得難確定了。研究人員無(wú)法確認(rèn)這塊骨頭是否屬于湖畔南方古猿，因?yàn)槟菚r(shí)尚未找到該物種的特征分明的額骨。
Melillo說(shuō):“幾十年來(lái)，這塊化石一直未能分類(lèi)。”
現(xiàn)在他們有了新的頭骨作為參考，Melillo和Haile-Selassie認(rèn)為貝羅德利額骨不屬于湖畔南方古猿，而屬于阿法南方古猿。
由于貝羅德利額骨比新的頭骨更加古老，這一發(fā)現(xiàn)表明，在380萬(wàn)至390萬(wàn)年前，湖畔南方古猿和阿法南方古猿曾共同生活在地球上。這是一次進(jìn)化上的劇變：科學(xué)家們?cè)J(rèn)為，湖畔南方古猿經(jīng)過(guò)幾代的連續(xù)進(jìn)化后演變成了阿法南方古猿，這是一個(gè)直線過(guò)程，排除了重疊情況?，F(xiàn)在，研究人員認(rèn)為，到390萬(wàn)年前，已經(jīng)有一群湖畔南方古猿已經(jīng)從其他湖畔南方古猿中分離出來(lái)，進(jìn)化成了阿法南方古猿，而其他湖畔南方古猿則保持原樣。
一些科學(xué)家表示，要證實(shí)這一進(jìn)化過(guò)程需要更多的化石?！盀榱嗽鰪?qiáng)信心……我們需要非常大的樣本量，無(wú)論是在時(shí)間層面還是跨越時(shí)間層面，”亞利桑那州立大學(xué)人類(lèi)起源研究所的古人類(lèi)學(xué)家William Kimbel說(shuō)道，他并未參與這項(xiàng)研究?！澳悴荒軆H憑兩個(gè)樣本就對(duì)進(jìn)化模式作出斷言?！?/p>
研究小組表示，他們考慮了多方面的研究，包括更詳細(xì)地研究湖畔南方古猿和阿法南方古猿在飲食和生活方式上的差異。但現(xiàn)在，研究化石的科學(xué)家們獲得了一種新的樂(lè)趣：一種可以瞪著你的化石。
“它真的讓你充滿驚奇，” Melillo說(shuō)道?！澳軌蚩吹竭@個(gè)我已經(jīng)如此熟悉的化石的真實(shí)面孔，真是太酷了。”
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