互动科普

地球最古老的小孩

撰文  黄凯特（Kate Wong）

翻译  王道還

阿法（Afar）这片干旱的不毛之地，位于埃塞俄比亚的偏远地区，一直是古人类学者最爱去的化石猎场。许多人族动物都曾经生活在那里。所谓“人族”（hominin），是指人的始祖与黑猩猩的始祖分道扬镳之后，人这一旁支里的所有物种。也许是因为出土了“露西”（Lucy）化石， 阿法这个地方闻名于世。露西是生活在320万年前的人类祖先遗骸，属于南方古猿阿法种（Australopithecus afarensis，以下简称阿法南猿）。现在，学者又在迪基卡（Dikika）发现了一具阿法南猿骨架标本，它距露西出土地点不过4公里。露西过世时已经成年，而新化石却是一个女童的遗骸，生活在330万年前。大家叫她“露西的孩子”。

其他古老的人类祖先化石，包括露西的化石，都不及这具骨骸完整。此外， 迪基卡出土的化石是迄今发现的、最古老的人族儿童骨架，它给了科学家一个千载难逢的机会，研究我们远古亲戚的发育过程。美国亚利桑那州立大学人类起源研究所所长唐纳德·C·约翰逊（Donald C. Johanson）评论道：“如果说露西是20世纪最伟大的化石发现，那么这个孩子就是迄今为止，21世纪最伟大的发现。”著名的露西化石正是约翰逊在1974年发掘出土的。

惊人的发现

2000年12月10日下午，由泽拉塞奈·阿莱姆塞吉德（Zeresenay Alemseged）率领的化石搜寻队发现了那个孩子的化石。当时阿莱姆塞吉德是美国人类起源研究所的博士后研究人员，现在他在德国莱比锡的马克斯·普朗克进化人类学研究所工作。一开始，化石只有一部分小脸露出地面，大部分骨架埋藏在一块甜瓜大小的砂岩中。阿莱姆塞吉德回忆说：“我立刻就知道，那是人类化石。”因为它的眉骨平滑、犬齿小，还有其他类似人的特征。不过，进一步的鉴定，要等到化石全部取出后才能进行。而从石头里取化石非常费劲，必须小心翼翼，用牙医工具一点点地清理掉化石周围混凝土似的石质。

阿莱姆塞吉德花了5年时间，才把这具儿童化石的关键形态特征发掘出来，许多骨骼仍在沉积物中。尽管如此，这具化石已经提供了宝贵线索，让专家对南方古猿阿法种有了新的认识——大部分专家都认为，阿法南猿是我们这一属（人属）的祖先。2006年9月21日，阿莱姆塞吉德及其同事在《自然》杂志发表了两篇论文，描述了这具化石，以及发掘遗址的地质、古生物学脉络。同时，他们在埃塞俄比亚举行记者招待会，公布这一重大发现，并将这个孩子命名为“塞拉姆”（Selam）——在埃塞俄比亚的几种语言中，“塞拉姆”的意思都是“和平”——祈望正在阿法地区交战的几个部落，能走向和平。

经鉴定，这具化石人骨属于1个3岁的女童，包括一个完整的头骨、一整副躯干骨，只有肢骨不全。就连比澳大利亚坚果（macadamia nut）还小的膝盖骨，也保存下来了。许多骨头仍然保持原有的连接，没有散开。这么完整的人类祖先化石实在罕见，儿童化石更为罕见，因为孩子的骨头脆弱多了，不易保存。保存得这么完整的儿童骨架化石，只有距今5万年前的一个尼安德特小孩的化石方可媲美。

行走还是攀爬

发掘团队里的乔纳森·C·温（Jonathan G. Wynn）是美国南佛罗里达大学的地质学家。塞拉姆保存得极为完好，加上遗址里出土的其他动物化石，使温恩相信，塞拉姆死后很快就被洪水淹埋。至于她是死于洪水，还是死后落水，尚不得而知。

虽然塞拉姆死亡时年仅3岁，却已经具备了阿法南猿的特征。例如她的口鼻部突出、鼻骨窄等特征，就与南非出土的汤恩幼儿（Taung child）截然不同——汤恩幼儿属于与之相关的另一个物种南方古猿非洲种（简称非洲南猿），生活在250万年前左右。塞拉姆的下颚很像哈达（Hadar）出土的人类下颚；而露西与其他阿法南猿化石正是在哈达出土的。

专家对阿法南猿的行动模式很感兴趣，但过去出土的化石都令人困惑，因为他们的形态特征是个拼盘，塞拉姆也一样。学者们同意，阿法南猿能在地面上以两腿行走。但是，从20世纪80年代起，对于阿法南猿是否也适应树上生活，爆发了争论。争论的焦点是，虽然阿法南猿的下半身已适应两足行走的行进模式，但他们的上半身仍然保留了许多原始特征，这些特征更适合树栖生活，例如长长的、弯曲的手指（适合抓住树枝）。争论的一方主张，阿法南猿完全在地面上生活，他们上半身适于树栖的特征，不过是树栖祖先遗传下来的进化包袱；另一方则反驳说，要是阿法南猿几十万年都摆脱不了那些显著特征，那么就表示那些树栖特征还很重要——换言之，阿法南猿还没有完全生活在地面上。

塞拉姆与其他阿法南猿一样，两腿适于行走，手指适于攀爬。但是她的肩胛骨给这场论争提供了新信息——过去没有发现过阿法南猿的肩胛骨。根据阿莱姆塞吉德的研究，塞拉姆的肩胛骨与大猩猩的肩胛骨最相似，尤其是她的肩关节，与猩猩的肩关节一样，都朝向上方，现代人的肩关节则朝向身体侧面，两者形成了鲜明对比。阿莱姆塞吉德说，这种向上的倾向也许有利于把两手高举过头顶，灵长类动物在树上攀爬，两手必须高举过头顶（尽管大猩猩成年后就不再上树了，可是它们在幼年时的确会在树上消磨时光）。

此外，塞拉姆的内耳也进一步提供了树栖倾向的线索。阿莱姆塞吉德的团队利用计算机断层成像技术，能够探测塞拉姆内耳的半规管系统，这是维持平衡的重要器官。研究人员发现，塞拉姆的半规管与非洲大猿、非洲南猿相似。他们推测，这表示阿法南猿以两腿在地上行走时，并不像我们现代人一样迅速、敏捷。我们也可以说，阿法南猿并不擅长于分别操控头颅与身躯的运动——我们能持续地奔跑，诀窍就在于人类有这种本领。

阿莱姆塞吉德的结论是：阿法南猿能以两腿在地上行走，但是其上半身至少有一些特征适应树栖生活。1983年，美国纽约石溪大学解剖学教授小杰克·T·斯特恩（Jack T. Stern, Jr.）及其同事，研究了露西以及同时代的其他古人类化石，得出了相同的结论。斯特恩评论道：“我很高兴知道，这篇论文表明了我可能是对的。”约翰逊同意，现在支持阿法南猿仍然要花部分时间在树上活动的证据，比过去有力得多。他说：“过去，我坚决相信阿法南猿完全生活在地面上，以两腿行走”，但是将最近的发现考虑进去后，他认为：“阿法南猿利用某些大树栖境，在夜里睡觉，或者采集熟悉的食物，并不是完全不可能的。”

学者研究早期人族物种（包括塞拉姆）的生活环境，得到的结论与他们兼行走与攀爬于一体的模式而生活的想法，颇为契合。今天，迪基卡是一片满布灰尘的丘陵，偶尔点缀着一棵树或一丛灌木。但在330万年前，那里是水源丰沛的三角洲，两侧有森林，附近有草原。美国佐治亚大学人类学助理教授勒内·博布（René Bobe）是阿莱姆塞吉德团队的一员，他评论道：“在这个栖息环境中，要是你发现了一种猿有时在树上活动，有时在地面上活动，那不足为奇。”

但是，并非所有人都赞同这种理论。美国肯特州立大学教授C·欧文·洛夫乔伊（C. Owen Lovejoy）就表示怀疑，他并不认为塞拉姆的肩胛骨与大猩猩的肩胛骨类似。他评论道：“塞拉姆的肩胛骨很原始，但是它更像人的，而不是大猩猩的。”洛夫乔伊一向坚持阿法南猿是完全在地面上生活的两足动物，他们的上肢有些特征让人觉得他们仍有部分时间生活在树上，那只不过“是他们过去曾经树栖的证据”而已。他认为，1978年在莱托利（Laetoli，坦桑尼亚境内）发现的著名脚印，已经为这场辩论一锤定音。那行360万年前留下的脚印显示，留下脚印者的大拇趾没有抓住物体的功能。洛夫乔伊说，要是阿法南猿的大拇趾没有抓握的功能，就无法在树上有效地行动。

进化“拼盘”

塞拉姆的骨架与猿类相似的特征有什么功能意义，也许专家还没有达成共识，但是他们都同意，人类祖先身体的不同部位，在不同的时候遭遇了自然选择。约翰逊说，阿法南猿是“‘镶嵌进化’（mosaic evolution）的好例子。你不可能只是触动藏在某个地方的进化开关，就能像变戏法似地将一种四足动物，一下子转变成直起身子以两足行走的人”。他接着说，自然选择两足行走模式，看来是下肢与骨盆最先进化，两足行走用不着的部位，例如上肢与肩膀，后来才变化。我们从树栖、似猿的动物，转变成在地上以两腿行走的人，对于这个“变化的顺序，我们开始了解得越来越多”。

分析塞拉姆的头骨，也发现了类似的演化“拼盘”。舌骨是固定舌头与喉头的构造，很脆弱，很少保存下来。塞拉姆的舌骨形状，显示阿法南猿的喉咙里有气囊，换言之，这个物种的喉头与猿类相似。另一方面，塞拉姆的脑子有“人味儿”。研究塞拉姆头骨化石里自然形成的砂岩颅腔模型，阿莱姆塞吉德的团队发现，3岁的塞拉姆的脑容量只有成人脑量的65%到88%。而黑猩猩到了3岁，脑容量已达成年个体的90%以上。从这一点看来，阿法南猿的脑子发育模式说不定也更接近人。

至于这具新化石是否可以代表阿法南猿的幼儿？我们还需要更多化石才能回答。科学家当然期盼找到其他阿法南猿儿童的化石，最好是不同年龄的个体，以便比较，但这是可遇而不可求的事。不过，迪基卡出土的这位小女孩还有更多秘密有待挖掘。美国密苏里大学哥伦比亚分校的古人类学家卡罗尔·V·沃德（Carol V. Ward）评论道：“我想，这个标本的影响，在于它提供了南方古猿生长、发育的信息，不仅涉及身体各部位，而且还涉及一个个体各部位的相对发育速率。”

阿莱姆塞吉德自己怎么想呢？他估计，他得再花几年时间，才能将塞拉姆的骨骼全部从岩石里取出来。一旦完成了这件工作，他就能为这个3岁的阿法南猿重建近乎完整的身体，同时着手理解发育中的南方古猿的方方面面。