'“前所未見”的頭骨揭示了人類祖先的面孔'

撰文：MICHAEL GRESHKO

這一新發現的頭骨被正式命名為MRD-VP-1/1，屬於早期的人類祖先——湖畔南方古猿（Australopithecus anamensis）。

攝影：DALE OMORI, COURTESY OF THE CLEVELAND MUSEUM OF NATURAL HISTORY

日前，科學家們在埃塞俄比亞發現了極為罕見的化石:一塊幾乎完整的人類祖先的頭骨，其歷史可以追溯到大約380萬年前。

《自然》雜誌刊登的一篇文章指出，這是迄今發現的最古老的南方古猿頭骨。南方古猿是生活在150萬到400萬年前的早期人類祖先的一個關鍵代表。這也是迄今為止發現的第一個湖畔南方古猿頭骨，它是南方古猿屬最早的成員之一。

“它將你帶回到大約380萬年前，幫你描繪出我們的祖先在那個時候的樣子，”Yohannes Haile-Selassie說道，他是克利夫蘭自然歷史博物館(Cleveland Museum of Natural History)的古人類學家，也是這項研究的主要作者。“這真是一個激動人心的時刻。”

古生物學家John Gurche基於新發現的頭骨的掃描圖，重建了湖畔南方古猿的面部。

攝影：MATT CROW, COURTESY OF THE CLEVELAND MUSEUM OF NATURAL HISTORY.

這一發現可能填補人類進化研究中的幾項重要空白。如此古老的古人類或人類祖先化石極其罕見，之前發現的通常都是骨頭碎片。相比之下，新發現的頭骨幾乎是完整的，這應該能夠揭示古人類生活和進化的許多細節。

“這就是我們一直在等待的頭骨，”密蘇里大學古人類學家Carol Ward說道，她並未參與這項研究。“原始人類的頭骨是非常罕見的寶藏，如此古老、如此完整的頭骨幾乎是前所未見的。”

‘他的手在發抖'

錯綜複雜的人類族譜的源頭可以追溯到400多萬年前的非洲， 那是古代靈長目動物的樂園，生活著地猿（Ardipithecus）和薩赫勒人（Sahelanthropus）等。直到300萬年前，人類才出現，從此譜寫出一章進化傳奇，在這個傳奇中，阿法南方古猿（Australopithecus afarensis）等祖先扮演了重要角色。

一塊被科學家們稱為“露西”的化石是人類譜系最著名的代表之一，這一早期古人類及其後代擁有比早期靈長類動物更大的大腦，能夠用兩隻腳走路，強壯的下顎使他們能吃下各種各樣的食物。這種靈活性日後會派上用場：在350萬年前阿法南方古猿的全盛時期，氣候的自然變化使東非變得越來越寒冷乾燥，林地面積不斷縮小，而林地是它們賴以生存的家園。隨著時間的推移，阿法南方古猿及其後代在進化中 不斷重塑，以便能在更開放、更多樣的環境中生存下去。

但是阿法南方古猿並不是第一個有這些特徵的生物。1995年，科學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科學家的極大好奇，因為它與露西和後來的南方古猿有共同的關鍵特徵。但那時科學家們對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。芝加哥大學古人類學家Zeray Alemseged表示:“儘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麼樣的面孔。”

2016年2月10日，多虧了一位名叫Ali Bereino的牧民的驚人發現，事情開始出現轉機。

當時，由Haile-Selassie率領的一支探險隊正在埃塞俄比亞阿法爾地區的沃朗索-米勒(Woranso-Mille)進行挖掘。這片遺址距離 Bereino放牧的米羅·多拉(Miro Dora)不到5公里。據Haile-Selassie說，Bereino多年來一直試圖加入自己的團隊。他有時會聲稱自己在侵蝕的岩石上發現了化石；但當Haile-Selassie過去查看的時候，什麼也沒有看到。

那天，Bereino正在修一個臨時羊圈，他在挖土時注意到砂岩表面露出了一根骨頭。Bereino迅速與當地一名政府官員取得了聯繫，他們都認為Haile-Selassie會對此感興趣。

當這位官員打電話給Haile-Selassie時，他仍然持懷疑態度，回答說Bereino應該在他發現化石的地方做標記，然後步行到他的營地說明情況。當Bereino和官員到達時，Haile-Selassie很快意識到這一發現的重要性。Bereino發現了一塊屬於遠古人類的上頜骨。

Haile-Selassie立即停下手中的工作，步行4公里來到Bereino的羊圈。就在離Bereino發現上頜骨一米多遠的地方，Haile-Selassie很快發現了剩下的大部分頭骨。“我激動地跳上跳下，甚至沒有立刻把它們挖掘出來，”Haile-Selassie說道。“(官員)疑惑地看著我，然後問他的朋友，’博士怎麼了?他瘋了嗎?’”

Haile-Selassie發現上頜骨和頭骨完全吻合，之後帶著化石回到營地，用大手帕和借來的圍巾把它們包了起來。“我這輩子從未見他這麼開心過，”研究報告的合著者、馬克斯普朗克進化人類學研究所(Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology)古生物學家、探險隊成員Stephanie Melillo說道。他甚至激動到說不出話來：他的手一直在發抖。”

凝灰岩中時間表

第二天，Haile-Selassie、Melillo和他們的團隊徒步前往米羅·多拉。他們決心用仔細篩選，哪怕是最細小的骨頭碎片也不放過。他們以發現點為中心，以5米為半徑向一邊呈扇形散開。但篩選過程中，他們個個都把自己弄得髒兮兮。他們附近有一個臭氣熏天的垃圾堆：由數年的山羊糞便層層堆積起來，厚度達30公分。事實證明，他們的忍受是值得的。在接下來的幾天裡，研究人員在糞堆下面發現了更多的頭骨，包括一塊至關重要的顴骨。

回到實驗室後，Haile-Selassie的團隊發現，該頭骨的下顎骨和牙齒與湖畔南方古猿的最相似。但辨認出頭骨只是解開謎團的其中一步。湖畔南方古猿是何時何地出生和死亡的呢?

為了找到答案，Beverly Saylor領導的一個地質學家團隊對沃朗索-米勒沃地區（Woranso-Mille）進行了詳細的考察。他們要特別尋找的是凝灰岩，由古代火山灰形成的沉積層。凝灰岩中的一些礦物中含有微量放射性同位素鉀-40，從礦物形成到現在，鉀-40會按時間有規律地衰變。通過計算這些衰變產物，Saylor的團隊便可以知道這些晶體以及凝灰岩是什麼時候形成的。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岩。

《自然》雜誌上刊載的第二篇研究論文中，Saylor的團隊稱，頭骨上方的凝灰岩形成於376萬至377萬年前，頭骨下方的凝灰岩形成於380多萬年前。此外，研究人員還拼湊出了頭骨的埋葬環境：他們發現頭骨被埋在湖岸的一個三角洲中，周圍是灌木叢和成片的樹木。“可能是在河邊，也可能是在湖邊。它死在那裡，然後被運到三角洲，並埋在了那裡，”凱斯西儲大學（Case Western Reserve University）的地層學家Saylor說道。

進化的多種模式

這張臉在很多方面滿足了研究人員的預期。與其他南方古猿一樣，湖畔南方古猿的臉又長又斜，不像現代人的臉是平的。其牙齒和下顎的尺寸也能講得通：後來的南方古猿開始吃硬質食物，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類動物更健壯，但卻沒有後來的親屬那麼大。

但如果 Haile-Selassie和Melillo是正確的，那麼這個頭骨可能會引發更多關於阿法南方古猿如何進化問題的討論。

早期古人類頭骨的一個關鍵特徵是眼窩後面的頭骨變窄了。更古老、更原始的古人類頭骨往往比年輕的古人類頭骨更窄。新發現的湖畔南方古猿的頭骨在眼窩後變得相當狹窄。這一特徵可能會澄清“貝羅德利額骨”（Belohdeli frontal）的身份，這是1981年發現的一塊距今390萬年的南方古猿頭骨碎片。

當貝羅德利額骨首次被發現時，一些研究人員認為它屬於阿法南方古猿，但他們不能確定。湖畔南方古猿發現後，其歸屬問題就變得難確定了。研究人員無法確認這塊骨頭是否屬於湖畔南方古猿，因為那時尚未找到該物種的特徵分明的額骨。

Melillo說:“幾十年來，這塊化石一直未能分類。”

現在他們有了新的頭骨作為參考，Melillo和Haile-Selassie認為貝羅德利額骨不屬於湖畔南方古猿，而屬於阿法南方古猿。

由於貝羅德利額骨比新的頭骨更加古老，這一發現表明，在380萬至390萬年前，湖畔南方古猿和阿法南方古猿曾共同生活在地球上。這是一次進化上的劇變：科學家們曾認為，湖畔南方古猿經過幾代的連續進化後演變成了阿法南方古猿，這是一個直線過程，排除了重疊情況。現在，研究人員認為，到390萬年前，已經有一群湖畔南方古猿已經從其他湖畔南方古猿中分離出來，進化成了阿法南方古猿，而其他湖畔南方古猿則保持原樣。

一些科學家表示，要證實這一進化過程需要更多的化石。“為了增強信心……我們需要非常大的樣本量，無論是在時間層面還是跨越時間層面，”亞利桑那州立大學人類起源研究所的古人類學家William Kimbel說道，他並未參與這項研究。“你不能僅憑兩個樣本就對進化模式作出斷言。”

研究小組表示，他們考慮了多方面的研究，包括更詳細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。但現在，研究化石的科學家們獲得了一種新的樂趣：一種可以瞪著你的化石。

“它真的讓你充滿驚奇，” Melillo說道。“能夠看到這個我已經如此熟悉的化石的真實面孔，真是太酷了。”

（譯者：陌上花開）

來源：國家地理中文網（官V）