发现380万年前湖畔南方古猿头骨

编译 蔡立英

科学家发现一块距今380万年的古人类头骨化石，属于目前已知最古老的南方古猿物种，这一新发现使过去关于南方古猿的进化假设蒙上一层疑云。

湖畔南方古猿的头骨（左）及化石面部重建图

对人类进化的研究经常考验现代人的想象力，不只是因为我们从保存完好的化石上还原了一些已灭绝的古人类亲属，并赋予这些化石迷人的爱称。例如，阿法南方古猿（Australopithecus afarensis）的部分骸骨被命名为“露西”（Lucy），非洲南方古猿（Australopithecus africanus）的头骨（没有下颌的颅骨）被称为“普莱斯夫人”（Mrs Ples）。目前已知最古老的人种——湖畔南方古猿（Australopithecus anamensis）毫无疑问是人类进化树的一个分支，但由于其罕见且不是特别显耀的化石发掘记录而不被世人关注。迄今为止，已发现的湖畔南方古猿化石仅限于部分上下颌骨，零散的牙齿，脑壳碎片和一些肢骨。这些标本在肯尼亚和埃塞俄比亚发现，距今390万～420万年。

近日，约翰内斯·海尔-赛拉西（Yohannes Haile-Selassie）等人和塞勒（Saylor）等人在《自然》杂志发文，报告了在埃塞俄比亚沃拉索-米勒地区发现一块近乎完整的380万年前的头骨。该化石很可能属于一名成年男性，并且主要根据其下颌和犬齿的特征被鉴定为湖畔南方古猿。这块头骨看起来一定会成为人类进化史上的又一著名标志。

要想很好地理解已灭绝物种的形态，完整的颅骨并不是必需的。例如，当阿法南方古猿的第一块成人颅骨被发现时，科学家已经从大量残骸碎片中充分了解了阿法南方古猿。然而，此次新发现的湖畔南方古猿头骨（按其收集编号MRD-VP-1/1暂且被命名为MRD）通过首次显露其全脸和脑壳的模样，为我们了解湖畔南方古猿提供了丰富信息。

科学家对大约420万年前至今的人类进化史已经有了较好的了解，而MRD为理解这段进化史早期阶段的古人类颅骨的形成带来了新见解。新信息将帮助科学家确定哪些颅骨特征是原始的（祖先的），哪些是衍生的（进化的，即与祖先的相应特征不同）；反过来，这将影响物种之间进化关系的推论。这一发现还将促使科学家对稀少的420万年前古人类化石记录进行重新评估。以前发现的归为地猿（Ardipithecus）、原人（Orrorin）和乍得沙赫人（Sahelanthropus）的化石，是否确实都是人类进化树的一部分，还是属于灭绝的猿类，是有争议的。MRD提供的信息将推动这一争论越辩越明。

《自然》两篇论文的作者们通过比较湖畔南方古猿与其他人种及其新证据，勾勒出了人类进化树，一致把湖畔南方古猿作为所有南方古猿和后来的古人类的最早祖先。这一研究结果证实了先前的研究结果，并反映了头骨主要表现出原始特征的事实——包括以前从未在湖畔南方古猿化石中记录的部分。MRD具有明显突出的脸部和明显长而窄的脑壳。长而窄的脑壳这一特征在这方面与700万年前的乍得沙赫人的头骨非常相似，这两个人种的脑容量都很小。新化石具有作者假定是衍生的而不是原始的几个特征，其中最引人注目的特征是颧骨的前突，所形成的面部外观让人想起距今更近的人种——傍人（Paranthropus），特别是250万年前的埃塞俄比亚傍人（Paranthropus aethiopicus）。作者得出结论，这种面部特征在湖畔南方古猿和后来的人种中是独立进化的，但这种相似性可能会激发其他解释。

海尔-赛拉西博士手持头骨化石

根据先前仅有的关于湖畔南方古猿的颌骨和牙齿信息的比较，科学家普遍认为，湖畔南方古猿和阿法南方古猿是在同一条进化谱系上随着时间推移相继进化的，并且代表他们的化石记录分别是420万年前～390万年前和380万年前～300万年前的化石。因此，有人认为湖畔南方古猿和阿法南方古猿应被视为单个进化物种。

现在，MRD头骨增加了湖畔南方古猿的特征数，使其可以与其他物种进行比较，从而进一步探索上述问题，并且作者们提出的证据与两个物种属于单一进化谱系的推论不一致。首先，他们确定了许多在湖畔南方古猿中是衍生的但在阿法南方古猿中是原始的特征。其次，以MRD的形状为基础，作者们得出结论，来自埃塞俄比亚的一块390万年前的额骨（前额的一部分）属于阿法南方古猿而不是湖畔南方古猿。这一鉴定结果以及此次发现的380万年前湖畔南方古猿MRD头骨（定年证据来自塞勒等）修订了人类进化的时间表，表明湖畔南方古猿生活在距今至少420万年前～380万年前，而阿法南方古猿生活在至少390万年前～300万年前。因此，两个物种之间的时间重叠至少是10万年。

单一的进化谱系模型肯定受到这一新证据的挑战，但还需要考虑更多的方面。先前归为阿法南方古猿的单块额骨可能属于肯尼亚平脸人（Kenyanthropus platyops）或近亲南方古猿（Australopithecus deyiremeda），其他广泛的同时代人种来自东非。此外，关于早期阿法南方古猿的面部知之甚少，尤其是它与MRD头骨的面部是否显示出比后来的阿法南方古猿面部更多的相似性。

海尔-赛拉西及其同事对化石标本的分析之所以脱颖而出，重要的一条秘诀是他们大范围使用数字重建技术来纠正化石形状的扭曲，并估计缺失的部分。这些数字方法随时可用，为研究提供了独特的机会。然而，与传统方法相比，数字方法可以变形和匹配更多的形状，并且需要注意仅生成最现实的形状。因此，任何数字重建都必须依靠对原始化石的详细的第一手资料进行，包括化石是如何保存和变形的。

这一点与新发现的化石的颧骨前突特别相关。经过数字重建后，该区域看起来很平滑，几乎没有任何原始骨骼表面的迹象。重建的MRD可以改善的一个突出方面是上颌的前部。在这里，数字处理不准确地再现了在化石被破坏之前特征性的强烈突出的鼻下区域本来应该是什么样子。

MRD是人类进化的化石记录的一个重要补充。它的发现将在很大程度上影响我们对南方古猿属的起源以及对早期古人类的进化树的思考。这项工作体现了单块化石在古生物学中的重要性，当我们做古人类学研究的人对n = 1的样本量激动不已，而从事实验生物学研究的同事见此大惑不解和叹息时，我们应该牢记这一点。