科普文章
  • 人类进化史最新研究推测在印尼弗洛勒斯洞穴发现的弗洛勒斯人或属最古老人种

       
       
      人类进化史最新研究推测在印尼弗洛勒斯洞穴发现的弗洛勒斯人或属最古老人种   
    (化石网报道)澳洲国家大学近日发表有关人类进化史的最新研究,推测于2003年在印尼弗洛勒斯洞穴所掘出的弗洛勒斯人(Homo floresiensis)、又名“哈比人”的化石,早于175万年前于非洲发迹,属于史前人类后裔,跟被视为最早人种的能人(Homo habilis)或源自同一祖先。
       
      专家从9副“哈比人”化石中,估计他们由中亚内陆出走时,途中被海啸冲走而留到弗洛勒斯孤岛上落地生根,此人种更存活至约5.4万年前。负责研究的教授阿格(Debbie Argue)指出,“哈比人”可能从非洲移居各地,或是其祖先移居至各地后才进化而成。
       
      阿格指出,“哈比人”的身高只有90厘米,从比例上看来,腿部较手臂短、脚掌较大,肩膀向前耸起;他们的头盖较平、额头前倾、耳水平较低,而且没有颧骨、颚骨向后,其盆腔更与3900万年前的阿法南方古猿相似。与“哈比人”相比,爪哇人(Homo erectus)平均身高达178厘米,约在120万年前才于印尼岛屿出现。此发现完全推翻了“哈比人”是由爪哇人进化而来的说法。
    2017-05-05
  • 乳齿象骨骼打击痕迹或证明13万年前美洲大陆已有人类存在
          
         
         
         
      乳齿象骨骼打击痕迹或证明13万年前美洲大陆已有人类存在(化石网配图)
      
    (化石网报道)据中新网:美国圣迭戈自然历史博物馆在4月25日公布了一系列乳齿象考古挖掘现场发现的骨骼照片。据科学家介绍,挖掘出的乳齿象骨骼上破损痕迹可能是早期人类使用的锤石打击造成,如果属实,则证明早在13万年前美洲大陆上就已经有古人类存在。  
      这张照片显示了乳齿象的一段股骨上有冲击产生的缺口,这样的破损痕迹可能是早期人类使用的锤石打击而造成的。    
      研究人员使用了一根现代大象的腿骨,并使用石头砸开这根腿骨,以模拟古人类使用锤石打击的情形,从而确定乳齿象骨头上的裂缝是否由于人类行为而产生。    
      乳齿象股骨的近距离图像。如果可以确定这批乳齿象股骨上的裂缝是早期人类所为,那么人类踏足美洲大陆的时间将会从1万5千年前提前至13万年前。
    2017-05-05
  • 《古脊椎动物杂志》:发现颈椎关节面发生前后倒转的反鸟类——奇异食鱼反鸟
      
      奇异食鱼反鸟正型化石(王敏供图)
       
      奇异食鱼反鸟颈椎与现生鸟类的比较(王敏、史爱娟供图)
       
      奇异食鱼反鸟腰带骨骼(王敏、史爱娟供图)
       
    (化石网报道)据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所:2017年4月13日出版的国际刊物《古脊椎动物杂志》(Journal of Vertebrate Paleontology)发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的王敏与周忠和关于早期鸟类的研究成果。他们对首次发现的吃鱼的反鸟进行了形态学和系统发育的研究,为反鸟类早期演化的多样性,特别是椎体间的关节方式、头骨和腰带部分,提供了大量新的信息。
       
      2016年,周忠和带领的课题组在《当代生物学》(Current Biology)上报道了一件产于辽西早白垩世九佛堂组的反鸟类化石,发现了世界上最早的鸟类食团,表明现生鸟类所特有的消化系统(胃分化为腺胃和肌胃;肌胃能够发生有力且持续的收缩膨胀,从而将难以消化的食物残余压缩成食团;食道能够进行有效的逆蠕动作用,将食团从肌胃运移到口腔,并最终吐出)在1.2亿年前的反鸟类中就已经演化出来。此次,研究人员对这件保存有食团的反鸟类进行了详细的比较解剖学和系统发育的研究,认为其代表了一个新的属种,将其命名为奇异食鱼反鸟(Piscivorenantiornis inusitatu)。
       
      奇异食鱼反鸟的骨骼大多分散保存,恰好为特征的观察提供了便利。研究者观察到奇异食鱼反鸟的颈椎椎体关节面与所有现生鸟类和化石鸟类大相径庭。现生鸟类的颈椎椎体关节面是特有的“异凹型”(又称“马鞍型”)。以椎体前关节面为例,当从背(腹)面观察时,该关节面的横截面是凹陷的,而当从侧面观察时,这一关节面的纵截面却是凸起的。与之关节的前一椎体的后关节面则恰好相反。正是由于这样的关节方式,鸟类的脖子相比于其它脊椎动物更为灵活,一些鸟类的头部甚至能够发生180度的转动,这为鸟类观察周围的环境以及取食等都提供了优势。异凹型的颈椎在中生代的反鸟类中已经出现,如早白垩世的侯氏鹏鸟和晚白垩世的多数反鸟类;而一些反鸟类仍然保存了爬行类常见的双凹型或前凹型的椎体关节面。在奇异食鱼反鸟中,颈椎椎体的前关节面虽然也是“异凹型”的,但却是“异常的”——该关节面在背(腹)面是“凹陷”的,而在外侧面则是“凸起”的。所以,奇异食鱼反鸟的颈椎椎体前关节面与现生鸟类颈椎椎体的后关节面是相同的,给人一种“椎体的前后关节面在奇异反鸟中发生了倒转”的印象,正是基于这样异常的现象,研究者将其种名定为“奇异的”。前后关节面的“倒转”似乎对脖子的灵活性影响甚微,因为前后椎体仍然可以在背腹向和水平方向上进行大范围的相互转动。这一发现表明鸟类在演化初期,椎体关节的方式是要比此前知道的更为复杂。
       
      奇异食鱼反鸟还保存了许多区别于其它反鸟类的特征,如前颌骨联合具有缺口,胸骨前缘的左右乌喙骨槽明显分离,髂骨内侧面发育上髋臼突等。系统发育的研究表明食鱼反鸟在反鸟亚纲内处于较为进步的位置。
       
      该项研究得到了国家自然科学基金,中国科学院青年创新促进会等项目的支持。
    2017-04-21
  • 中国首次发现骨舌鱼科金龙鱼属一新种:中华金龙鱼
       
      中华金龙鱼化石(张江永供图)
       
      中华金龙鱼化石(A)与东南亚的美丽金龙鱼(B)及澳大利亚的雷卡德金龙鱼(C)对比(张江永供图)
       
    (化石网报道)据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所:金龙鱼是一种名贵的观赏鱼类,属于骨舌鱼超目骨舌鱼目骨舌鱼科。骨舌鱼类是真骨鱼中较古老的类群,现生骨舌鱼类除北美的舌齿鱼(Hiodon)以外,均分布于南大陆的热带和亚热带的淡水水域中,如南美的巨骨舌鱼(Arapaima)和骨舌鱼(银龙鱼,Osteoglossum),澳洲和东南亚的金龙鱼(Scleropages),非洲的异耳鱼(Heterotis)。化石骨舌鱼类基本上发现于除南极以外的世界各大陆的陆相沉积中。淡水鱼类的这种跨洋分布,给骨舌鱼类动物地理学解释带来了很大的困惑。
       
      在最新一期《古脊椎动物学报》上,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所张江永研究员和加拿大阿尔伯塔大学Mark Wilson教授报道了在我国首次发现的骨舌鱼科金龙鱼属一新种:中华金龙鱼(Scleropages sinensis)。中华金龙鱼化石标本保存完美,产于湖南湘乡始新统下湾铺组和湖北松滋下始新统洋溪组。中华金龙鱼化石的发现,为研究金龙鱼属(Scleropages)和骨舌鱼属(Osteoglossum)的分化时间提供了直接的证据,说明金龙鱼属和骨舌鱼属在早始新世以前就已经分化,这对解释骨舌鱼类的跨洋分布具有十分重要的意义。
       
      据张江永研究员介绍,新种与现生金龙鱼(Scleropages)在头部骨骼、尾骨骼、各鳍的形状和位置以及具有网状鳞片等方面极为相似,因而归入该属。然而,新种在许多特征上不同于金龙鱼的现生种,如鼻骨无纹饰,鼻骨上的感觉管显露于沟内,感觉管联合不经过顶骨,翼耳骨侧向加厚,眶前骨上的感觉孔大,眼眶后的眶下骨不完全覆盖前鳃盖骨上支, 前鳃盖骨后下角变尖,鳃盖骨后下缘凹形、下端变尖,匙骨背突长大,脊椎46–48, 椎体横突短小,胸鳍十分长大,上、下两端的尾鳍条和内部鳍条等长。
       
      虽然金龙鱼的现生种发现于各种河流和小溪中,但它比较喜欢水草茂盛的静水环境,一般在春季的夜间产卵,由雄性亲鱼在口中孵化。金龙鱼一般游弋于表层水中,以鱼虾、昆虫、甲克虫为食,甚至包括青蛙、蜥蜴、老鼠等,也可以跃出水面捕捉蜻蜓等昆虫。中华金龙鱼也应该有相似的生长环境和食性。现生的金龙鱼和骨舌鱼科中另外三个属(Osteoglossum, Arapaima, Heterotis)均生活于热带淡水水域中,因此,中华金龙鱼的生活环境可能也是比较炎热的。金龙鱼幼体的性别难以分辨,但到3-4岁龄时,区别开始明显。雄鱼体形比较纤细、头部大、口裂深,有利于孵化更多的鱼卵。中华金龙鱼也有此类特征,因此可能存在性双型。
       
      该项研究获得了国家自然科学基金资助。
    2017-04-21
  • 化石攀鲈与同期植物显示两千六百万年前的西藏腹地曾为温暖湿润的低地
     
     西藏始攀鲈及其生境复原图:渐新世晚期(距今约2千6百万年前)的西藏腹地曾存在温暖湿润的低地,孕育着与今天高原内部完全不同的环境和生态系统。(吴飞翔供图)
       
    (化石网报道)据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所:青藏高原幅员辽阔,地势高峻,号称“世界屋脊”。青藏高原的形成由印度-亚洲板块碰撞(约5千万年前)所导致,然而对于高原如何隆起成今天的高度和规模,隆升过程中西藏地区环境曾如何演变,科学家们的认识分歧很大。关于隆起的时间,有观点认为高原在印度-亚洲板块碰撞的早期就已经形成,并在渐新世(约3千万年前)或中中新世(约1千5百万年前)达到现在的高度;其他学者则推测高原直到晚中新世(约7百万年前)甚至更晚的时候才增长到今天的海拔;而其他观点推定的隆起时间则届于二者之间。关于隆升的模式,人们曾提出整体隆升、阶梯状隆起、几次隆起与夷平交替等不同的模型。 近年来,主要基于稳定同位素分析而推测古高度的研究十分活跃,在此基础上建立的高原隆升模型,如“原西藏高原”(“proto-Tibetan Plateau”)令人印象深刻,这一派观点认为高原的主体早在4千多万年前就已经成型了。
       
      生物,特别是对环境非常敏感的鱼类和植物,是最直接而可靠的环境指标:气候的冷暖干湿,地势的高低陡缓,对应着不同的生物面貌。古生物学家将今论古,通过分析和比对古生物和相关现代类群的生物学信息可以复原化石产区的古环境,甚至推定当时的古高度。就高原鱼类而言,现生裂腹鱼类(属鲤科)“演变与隆起并进”(ascent with modification)的范例, 使化石裂腹鱼以及与它们相关的鲤科鱼类成为反推高原古高度较为有力的依据。先前已知的高原新生代化石鱼几乎全部属于这一类。近期古脊椎所吴飞翔团队在《科学报告》(《Scientific Reports》)上发表论文,报道了青藏高原中部伦坡拉和尼玛盆地晚渐新世地层中(距今约2千6百-2千4百万年前)指示低地暖湿环境的化石攀鲈(图1a, b, d)及其伴生植物,为重建高原的地质历史新添了独立证据。
       
      攀鲈(与斗鱼,天堂鱼等同属攀鲈亚目)今天主要分布在南亚,东南亚和非洲中西部热带地区(气温18至30 ℃,分布区海拔大多在500米以下,最高不到1200米)的河湖边缘或沼泽水洼,它们偏好浅而安静且缺氧的水体(溶氧量可低至1mg.L-1 以下,注:大多数鱼类的正常生命活动要求4mg.L-1以上)。它们的鳃腔内长有由鳃骨特化而成的结构如花朵一般的迷鳃(labyrinth organ)(图1c)。迷鳃表面覆盖着呼吸上皮,有着丰富的毛细血管,而且不同于其他正常的鳃,通过迷鳃的血液经由静脉回流到心脏。凭借这一器官,攀鲈可以直接呼吸空气中的氧气。迷鳃结构复杂,挤占了鳃腔很大的空间,而用于水中呼吸的鳃因此大大萎缩以致于不能满足鱼体存活所需要的氧量,所以攀鲈必须经常将头伸出水面,吞吐空气,甚至在雨后爬出水面,登岸“行走”甚至“上树”。西藏的化石攀鲈 [学名: 西藏始攀鲈(Eoanabas thibetana)]是攀鲈科迄今最早且最原始的化石代表,它将本科的化石记录前推了约2千多万年。更有趣的是,在始攀鲈的标本中研究人员也观察到了迷鳃,而且迷鳃骨片上穿有孔洞,可知它迷鳃的发育程度更接近于在空气中呼吸能力最强的亚洲攀鲈。这些特征说明西藏的化石攀鲈具有类似于现代攀鲈的生理特征与生态习性,指示着温暖湿润的环境,它们所栖息的地方可能是较为局限的水体(图2)。这与今天化石产地海拔高(近5000米)、紫外线辐射强、水体低温(年均温约?1.0 ℃)、流动性强而溶氧量高的环境截然不同。可见自化石攀鲈的时代至今,高原内部的地理特征与自然环境必然经历了巨大的变化。
       
      这一推断也得到了其他古生物学证据的支持。与攀鲈同层的植物群落包括典型的喜暖湿环境的叶型硕大的棕榈、菖蒲以及与浮萍类关系很密切的天南星科水生植物。据分析,群落所在地海拔不过一千多米。同层的某些昆虫也指示相似的古高度。而其他鱼类,例如稍晚的大头近裂腹鱼(原始的裂腹鱼类)和与攀鲈同层的张氏春霖鱼(化石鲃类),都代表着高原发育初期或者隆起之前的环境,与本文结论一致。这样一个生物群落的存在,也间接地说明当时自印度洋来的暖湿气流至少可以深入到西藏的中心地区,因此今天西藏南侧横亘东西的巨大山脉在当时至少还没有发育到像今天一样的规模,而不足以阻隔南来的热带气流
       
      由此可见,根据古生物学证据,尤其是通过大化石所反推的高原隆升历史,与目前基于地质学、地球物理化学等数据而得出的一些推断明显不同。多种证据互相参照可以让已有的高原隆升模式得到不断完善和修正。透过藏在岩层中的生命信息,古生物学家们正层层解密高原山河巨变的恢弘历史,再现天地造化的神奇!
       
      此项研究得到中国科学院战略性科技先导专项、科技部973计划、国家自然科学基金和古脊椎所化石发掘专项经费的资助。
    2017-04-21
  • 美国《医学昆虫学杂志》:中美洲多米尼加共和国琥珀中发现迄今已知最早的红细胞化石
    ?(化石网报道)据新华社旧金山4月5日电(马丹):美国《医学昆虫学杂志》近日刊载的报告显示,研究人员在来自中美洲的琥珀中发现了迄今已知最早的红细胞化石,距今大约2000万至3000万年。
    这块来自多米尼加共和国热带丛林的琥珀中封存了一只吸血的蜱虫,其背部有两个小洞。研究人员说,蜱虫被树液包裹时,血液从这两个小洞慢慢渗出,树液后来就变成了琥珀,而血液里的红细胞变成了化石。
    参与这一研究的美国俄勒冈州立大学教授小乔治·波伊纳解释说,这两个小洞说明,蜱虫在叮咬哺乳动物时,被动物抓起来,背上也被戳了两个洞,随后又被扔进了树液里。这种情形符合生活在该地区的猴子相互理毛的行为。
    变成化石的红细胞保存非常完好,研究人员还从中发现了一种名为巴贝西虫的病原体。这也是迄今已知仅有的巴贝西虫化石。巴贝西虫寄生于红细胞中,经蜱虫叮咬传播感染人畜,引发巴贝西虫病。这种传染病症状类似疟疾,可以致命。
    波伊纳说,琥珀所保存的生物形态可以揭示人类至今仍在努力对付的疾病的历史和演化。巴贝西虫应在人类出现之前的数百万年前就已经存在,它可依附于灵长类动物和其他宿主而进化。
    2017-04-12
  • 新假说挑战百年恐龙基础分类方案
    ?(化石网报道)据科学网(马卓敏):近日,英国《自然》期刊发表了一篇化石学论文,提出了一种与恐龙演化关系史相关的新假说。这一假说挑战了一个多世纪以来学界的固有观点,提出了将恐龙重新分为两大新类别这一根本性的新分类方式。
    任何科学都是不断去伪存真的过程,此次恐龙演化新假说的发布是否会颠覆恐龙分类的百年既有定论,重构起新的恐龙系统发育树?其中的科学依据又是否合理充分呢?
    打破百年传统
    “现有的恐龙分类方案已延续良久,应该说这篇文章之前并没有人真正怀疑过已有方案。这也是此文吸引人的地方。”对于此次新归类,中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员尤鲁海肯定地表示,这是迄今恐龙研究领域的一项重要进展,其打破了传统沿用百年的恐龙最基础分类方案。
    据了解,130年来,恐龙一直被分为两大演化分支:骨盆与鸟类相似的鸟臀目恐龙和骨盆与爬行动物相似的蜥臀目恐龙。鸟臀目恐龙包括禽龙等鸟脚亚目恐龙以及三角龙和剑龙等有甲恐龙;蜥臀目恐龙包括霸王龙等兽脚亚目恐龙和蜥脚下目恐龙。
    在此次工作中,研究人员研究了包括74个分类群的早期恐龙,总共分析了恐龙的457种特征。根据恐龙继承自同一祖先的21项特征,科学家归纳出了一个新的恐龙分支,并将鸟臀目和兽脚亚目恐龙归在了这一支,而将蜥脚下目恐龙与一种被称为艾雷拉龙的早期肉食性恐龙分在了另一支。
    为此,中科院古脊椎动物与古人类研究所古生物学家徐星表示,这是一个非常有趣的新的恐龙系统发育假说,对于人们理解恐龙演化意义非常重大,会影响学界有关整个恐龙类群起源和早期分化的方方面面,包括恐龙的起源地以及特征演化等。
    而随着新的相关化石证据的不断涌现,特别是和恐龙起源最密切相关的三叠纪的新化石的逐步发现,徐星断定此结论将进一步被论证,而其同事尤鲁海也表示,恐龙研究正是这样被不断推动发展起来的。
    证据合理
    作为是一项重要进展,就意味着要打破原有深入人心的理念和研究思路,而支持此结论的科学依据又是否合理呢?
    对此,尤鲁海解释,作者并没有在“打破原有思路”方面做突破,而是在研究相关化石过程中发现了关于恐龙分类的这个新问题。“是意识到了这个问题,再深入研究下去的结果。”
    “新文章的观点很新颖,也很符合近些年来恐龙研究中取得的一些新进展,感觉新分类体系更合理了。”南京大学地球科学系副教授姜宝玉告诉记者。
    他通过两个证据对此进行了判断,首先他以鸟臀类恐龙为例,表示其具有一个像鸟一样耻骨向后指的腰带,这跟向鸟类演化的兽脚类恐龙以及鸟类相似;此外,近十几年来,在大部分兽脚类恐龙和几个鸟臀类恐龙支系中,还相继发现了类似鸟类羽毛状的结构,但从没在蜥脚类恐龙中发现过这类结构。
    “按照新的分类体系,羽毛出现于鸟臀类恐龙和兽脚类恐龙这一支系,而蜥脚类恐龙并没有取得这一性状,这是更合理的。”姜宝玉认为如果再加上文中列出的一些解剖学特征,新分类将更加可靠。
    “这项研究的核心是作者构建的矩阵,而矩阵的构建是个非常复杂的过程,其中包括对所用类群和特征的选定等许多细节。”尤鲁海推断,根据作者构建的矩阵所得出的这一结论具有必然性,好处则在于这是个可以不断修订和证伪的矩阵。
    尤鲁海解释,之所以说“得出这一结论是必然的”,是因为此篇文章的矩阵综合了最新的研究成果,主要是新发现的化石和对已有化石的新认识,所以可以说其结论有基础、有依据,是对既往研究的不断充实和更新。
    化石仍不充分
    目前,一切支持文章的证据虽合理,但专家们也不讳言,支持此项研究的某些化石证据依然不够充分。
    “我们必须看到,正如文章题目所说,这还是个假说,因为作者也清楚,凭借现有化石材料,科学依据依然不甚充分,主要是缺少早期鸟臀类恐龙化石。”尤鲁海认为可以肯定的是,至少现在学界都意识到了恐龙的早期演化和分类方案依然是一个没有很好解决的问题。
    “从作者提供的数据来看,证据多来自一类非常有趣的鸟臀类恐龙,即异齿龙类恐龙。不过,这样一个重要学术结论还需要更多研究的支持。”徐星认为,恐龙系统发育树的构建受到许多因素的影响,包括对分析对象的选择、特征的选择和编码的正确性等。此外,他认为由于早期鸟臀类恐龙化石记录还相对贫乏,这将是一个可能影响准确重建恐龙系统发育树的因素。
    “任何的新理论或假说的提出都需要时间和更多证据的考验,希望后继的研究能验证这一假说。”姜宝玉表示。
    的确,人类迄今对于恐龙的认识还远未达到预期那样丰富,很多因素都有不确定性。中国古动物馆馆长王原表示,这样的结果并不让他惊讶,因为恐龙的系统发育研究一直在做,有些团队可以根据新的特征将整个分类体系改变。“这些学者都是严肃认真的,但这样的结果需要更多的同行支持,也需要时间的考验。”
    2017-04-12
  • 《科学报告》杂志:恐龙家族中的惧龙有猫一样的第六感
      
      
      《科学报告》杂志:恐龙家族中的惧龙有猫一样的第六感
    (化石网报道)据环球网(实习记者 曹堯):《科学报告》杂志发表的一篇论文称,恐龙家族中已经灭绝的惧龙居然有猫一样的特殊第六感,能帮助它们敏锐地感觉到振动和压力。
      据俄罗斯卫星网4月1日报道,美国新奥尔良州路易斯安那大学学者杰西·塞尔马耶表示,惧龙身上器官的功能与其他第六感物种类似,如哺乳动物的触角、鸟类的生物指南针、鸭嘴兽和海豚的电子感应器和大象的”手”鼻。惧龙的鼻子很像大象的鼻子。
      报道称,近年来,恐龙和中生代很多巨型两足食肉恐龙的“形象”发生了彻底的变化。如今,科学家们认为,恐龙并不是《侏罗纪公园》等影片中的鳞片类和齿类爬行动物,而是羽毛类动物,他们的牙齿被隐藏在巨大的嘴唇下面。
      英国《卫报》写道,一些学者认为恐龙不是食肉动物和食腐尸的动物。它们是吃其他食肉动物的尸体或者掠夺更小的恐龙的猎物。恐龙的头骨结构上有几个奇怪的特征就可以说明这一点,它们的身上都有轻微的咬痕。
      惧龙的“第六感”是干什么用的呢?研究人员没有回答这个问题,但他们认为,惧龙可能除了使用“第六感”抓捕猎物外,可能还用于照顾幼崽。灵敏的鼻子可以帮助母惧龙产卵,测量自己的温度,移动幼崽,以及用于做需要高灵敏度和动作准确度的其他事情。
    2017-04-12
  • 疑似东亚人真正祖先 中国河南“许昌人”的生与亡
       
      3月7日,李占扬(右一)和中科院古环境专家研究“许昌人”化石
       
      许昌人头骨拼接示意图。图A可以看出,相比原始人眉骨粗突,许昌人眉骨已经开始变细
       
      许昌人第一块头骨化石出土现场
       
      挖掘前的灵井遗址
       
      灵井遗址地形图
       
      李占扬和中科院古环境专家研究“许昌人”生存环境
       
      “非洲起源说”早期现代人走出非洲示意图 李占扬供图
       
      许昌人遗址遗物出土情况
       
      许昌人使用的石器
       
      灵井遗址出土的原始牛角化石,现已灭绝,受访者供图
       
      灵井遗址地层分布示意图,受访者供图
       
    (化石网报道)据新京报(记者 孙瑞丽 实习生 王双兴 张世超):2017年3月,随着美国权威学术期刊《Science》发表一篇论文,“许昌人”突然火了起来。这些生活在距今10.5万至12.5万年前河南许昌地区的古老人类,激发了公众好奇心。有网友评论称:“许昌人,真的是我们失散多年的表兄弟吗?”
       
      论文名为《在中国许昌发现的更新世晚期古老型人类头骨》,第一作者是河南文物考古研究院第一研究室主任李占扬。因为论文发表,他也一下子成为“红人”。
       
      从2005年起,李占扬带队用了10年时间,从许昌灵井旧石器遗址挖出了45块古人类头骨碎片,被拼接复原成两颗较为完整的人类头骨,被命名为“许昌人”。
       
      在考古界,出土古人类化石一直是少之又少,这两枚拼接好的头骨化石显得尤为珍贵。通过研究,李占扬团队发现,“许昌人”是一种既有东亚古人类的特征、又有欧洲尼安德特人的特征,同时也具有一部分向现代人演化的特征的人类。这被认为“许昌人”是中国古人类跟尼安德特人交流、并向现代人过渡的证据。
       
      文章发表后,现代人“非洲起源说”和“多地起源说”再次成为学术界热议的焦点。此前,欧美专家认为现代人起源于非洲。但是,中国、澳大利亚以及部分美国学者却认为,现代人起源于多个地区。现在,“许昌人”的研究发现,成为支持现代人“多地起源说”的新证据。
       
      “许昌人很可能代表着华北地区早期现代人的直接祖先中的一支。”参与“许昌人”研究的中科院古人类学家吴秀杰说。
       
      “久违的老朋友”
       
      那块只有手掌大小的人类头盖骨化石,从埋藏了十万多年的泥土里被挖出一点的那一刻,沉寂了30多年的灵井旧石器遗址沸腾了,工人李翠云第一个发现了它,她大喊一声:“有戏了!”
       
      周围的人都跑过去看,一块褐色的化石嵌在土里,骨面光圆,技工曹秀梅看到,骨头连接的地方有像锯齿状的接口。
       
      “那是骨缝,是人类化石独有的特征。”2017年3月9日,坐在河南文物考古研究院第一研究室,李占扬回忆发现第一块人类化石的画面。
       
      那是2007年12月17日,初冬,原定的当年考古发掘最后一天,工人们散布在许昌市灵井镇西侧一个旧石器考古现场,进行最后的挖掘。两年时间,考古队员们用考古铲子刮了一个近300平米、深七八米的工整的方形大坑。
       
      那天临近中午,考古现场的电话打到李占扬家里。他立刻通知工人们原地等待,从家里出发时,激动得忘了关掉正在煮米饭的电饭煲:“那一刻,我也等了很久。”
       
      2005年4月开始,李占扬第一次带领来自河南文物考古研究院的考古队,在许昌灵井镇一处旧石器遗址进行考古挖掘。
       
      这是一处位于许昌西约15公里的遗址,位于许昌灵泉附近,在古代,是许昌十景之一。上世纪六七十年代,中科院几名工作人员曾在这里收集到两段疑似人的股骨化石和一些用动物骨头做的骨器、动物化石,但受限于当时的研究条件,这些化石没有做年代鉴定。
       
      李占扬也一直关注着这片地方,但是因为这里地势低洼,而且靠近泉眼,遗址常年有积水。
       
      2005年4月,遗址附近的积水突然消失。据李占扬回忆,积水消失跟附近一处煤矿发生了透水事故有关。
       
      那之后,对遗址的正式挖掘才开始。
       
      挖掘进行得颇为顺利,开工两个月后,这里便出土了第一片石英石片。
       
      “开始是一片,后来是成组地显露”,李占扬曾记录,到2005年底,他们已经在这里挖掘出了石制品2452件,动物化石3000多件。但一直没有出土人类化石。
       
      2007年12月17日,受寒冷天气限制,考古队计划停工。但就在那天,那块头盖骨突然出现。
       
      匆忙赶到灵井遗址,李占扬蹲在化石周边观察了很久,“像是看到了久违的老朋友。”
       
      中科院古脊椎动物与古人类研究所原副所长高星在那天接到了李占扬的电话。想到后续的挖掘研究工作还需要更多专业技术的支持,李占扬那天向中科院请求支援。
       
      “当时我正在野外考察,无法及时赶过去,就邀请和选派了北京最好的专家去现场做处置。”3月16日,高星告诉新京报记者。
       
      被高星派往许昌的专家,有中科院古人类学家刘武,古脊椎所野外化石发掘、化石修复专家赵忠义,和博士生张双权。
       
      “那两天的灵井,像是经历了一场热闹的红白喜事。”李占扬回忆。
       
      化石发现后,河南本地的考古专家和参与过的工作人员都来观看和帮忙。怕化石受损,还请了警察过来保护现场。
       
      由于人数众多,他们不得不在遗址旁边临时架起大锅,锅里炖白菜豆腐粉条,人们干活饿了就去盛一碗,蹲在地上吃几口,吃完继续忙碌。
       
      那颗手掌大小的人类头骨化石,埋藏前已经破碎。碎化石埋藏在约2平方米的灰绿色泥土里。那几天,包括这块头盖骨,他们共取出了16块人类头骨化石。
       
      两天后,按照重要文物级别,这些化石被专家和保卫人员直接护送进中科院的标本室。
       
      从事了20多年史前考古的李占扬知道,出土一块人类化石有多么重要。
       
      高星曾给出过一组数据,到目前为止,中国有文化遗存的遗址是2000多处,这其中,有人类化石的遗址仅有70多处。
       
      测年
       
      周力平,来自北京大学地表过程分析与模拟重点实验室的教授。高星找到他,是因为他的实验室是国内测年领域的权威。化石被发现的那一刻,它的年代成为所有考古人员最关心的问题。
       
      周力平回忆,见到头骨的那个场合,还是很神圣的。头骨到达中科院标本室时,被装在一个大箱子里,周围用石膏套着。头骨化石边缘棱角清晰,周力平分析,化石磨损不大,说明它破碎后不久就埋藏在那里了。
       
      周力平被分到化石周边一大块还没有见过光的土块,他用“光释光测年法”测量化石的年代。这是一种目前国际上比较权威的化石测年技术,周力平在英国剑桥大学读书时的导师温特尔博士是这项技术的发明者。
       
      “我们测年代,是测出土化石周边的沉积物。”3月12日,周力平告诉新京报记者。
       
      周力平解释,化石边上没有见过光的土壤、颗粒或者矿物,比如沉积物中的石英颗粒,里面一些有缺陷的杂质会俘获电子。一见光,这些电子获得了能量,会跑掉。与此同时,这些矿物颗粒所带有的年龄信号也全部清空为零。
       
      “埋藏的时候,周围的土、或者更准确地说土里面的矿物颗粒,一定是见到了日光之后再被埋藏起来,这些矿物颗粒就成为了时钟定在零时的纪年材料。”周力平说。
       
      现在,提取这些矿物颗粒,把它们能重新积累多少光测出来,就有可能知道它是什么时候被埋藏的了。
       
      实验前后经历了两年多时间,他们反复测试石英、长石等不同颗粒物的沉积年龄,又尝试了七种不同的光释光测试方法。最终得出结论是,埋藏化石的沉积物是在10.5万至12.5万年前沉积的。
       
      测年的结果让中科院院士、古人类学家吴新智很重视。这是因为,在中国古人类化石的出土年代中, 5万至10万年的人类化石一直缺失。但恰恰是10万年左右,被人类学界看作是现代人起源的关键时间点。
       
      吴新智告诉新京报记者:“‘许昌人’的研究发现,因此成为支持现代人‘多地起源说’的新证据。”
       
      关于现代人起源,有一种说法是“非洲起源”,即现代人的祖先追溯至大约20万年前生活在非洲的一个妇女。5万至7万年前,这些代表早期智人的非洲人来到了东亚。
       
      还有一种说法是“多地起源说”,即现代的人类不止一个起源,而是有多个起源。吴新智赞成这一说法,他还提出,中国的人类进化应该是“连续进化附带杂交”。
      他分析中国出土的元谋人、北京人、辽宁金牛山人、许家窑人、广西崇左人、山顶洞人等人类化石发现,中国从170万年至3万年前,均有出土人类化石,而且分布在全国各地。
       
      他们是东亚人的祖先吗?
       
      按照古人类命名的惯例,在许昌灵井遗址发现的人类头骨化石被命名为“许昌人”。
       
      2008至2016年,李占扬带领的考古队又陆续在许昌灵井遗址进行了漫长的考古发掘。
       
      至2014年5月,李占扬带领的考古队在第一次发现“许昌人”头骨化石的探访里,又一次发现了20多块人类头骨化石,至此,“许昌人”遗址共出土45块人类化石。
       
      中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员吴秀杰,通过高清晰度CT扫描、手工及三维虚拟复原等手段,将45块人类化石复原出了两颗相对较为完整的人类头骨。通过比较,这是两颗具有东亚古人类、尼安德特人和现代人共同特征的“许昌人”头骨。
       
      1800cc,是第一个“许昌人”的颅容量,这个数值一个远大于现代人的1400cc左右,另一个与现代人接近。
       
      “说不定,他们比我们的智商还高。”一位参与过该项考古工作的人员说。
       
      通常情况下,古人类的头骨骨壁都比较厚重,但是“许昌人”的骨壁呈现变薄且圆隆化的特征。
       
      “另一个显著特征是,‘许昌人’的眉骨已经由古人类的粗壮、前突,变得纤细和不再那么突出了。”3月9日,李占扬指着“许昌人”的头骨化石告诉新京报记者。这是一个1:1比例的“许昌人”头骨复原模型,它看起来比正常人的头颅要大,但是性状跟现代人接近。
       
      吴秀杰表示,以上几处特征,都指向“许昌人”正在向现代人演化。
       
      同时,“许昌人”也有明显的更新世早期人类(如周口店直立人、和县直立人等)的特征。
       
      “他们头骨穹隆低矮、脑颅中矢状面扁平、最大颅宽的位置靠下、短小并向内侧倾斜的乳突。”吴秀杰说。这些特征是东亚古人类的一些原始特征。也因此,她认为从更新世中、晚期,东亚古人类可能具有一定程度的连续演化模式。
       
      “许昌人”的出土,最引人关注的是他们是否是“尼安德特人”的后代。
       
      资料显示,尼安德特人生活在12万年前的德国尼安德特山洞,但在两万四千年前,这些古人类却消失了。2014年2月,根据考古学家们公布的一项研究,发现尼安德特人的DNA序列和现代人类的DNA序列非常相似。
       
      3月12日,吴秀杰告诉新京报记者,“许昌人”确实具有与典型的尼安德特人相似的两个特征,其中一个特征是颞骨内的内耳迷路模式。
       
      内耳迷路是隐藏在人类耳朵深处的一个位置,“许昌人”的内耳迷路已经成为化石,通过CT扫描,吴秀杰看到“许昌人”内耳迷路的前、后半规管相对较小,外半规管相对于后半规管的位置较为靠上。
       
      “这正是典型的尼安德特人的特征。”她说。
       
      “许昌人”另外一个特征,是头骨最后部的枕骨形态。枕骨圆枕弱化伴随中上部的一个三角形凹陷,这也是典型的尼安德特人特征之一。
       
      根据以上研究,吴秀杰认为,许昌人化石呈现现代人、古代人和尼安德特人的特征,为复杂及镶嵌性形态特征。可以说,他们不是以上任何一种人类,却又整合了以上几种人的特征。她的研究,为中国古人类演化的地区连续性,以及欧洲古人类之间的交流提供了一定的支持。
       
      李占扬也曾经推测,“许昌人”的祖先应该是受环境影响有过多次迁徙,在一个气候异常的时期,他们向西迁徙,与尼安德特人的后代进行了交流。
       
      “他们生活还不错”
       
      3月8日再到遗址,李占扬请来了中科院地质所古环境专家吕厚远、吴乃琴夫妇,希望探索这片“许昌人”生活过的地方在10万年前是怎样的植被和古环境。
       
      如今,当年出土人类化石的探方已经被土填上,周边建起了围栏。初春,遗址附近村民家门口的杏花盛开,但遗址早年挖掘的地方,长满了荒草。
      遗址在一片洼地之中。数十年的挖掘,那片地势较低的遗址里出土了3万多件石器、骨器和动物化石,并且分布十分密集。
       
      石器的材质多是石英岩和脉石英,出土时,分布在动物骨骼化石的周边。李占扬曾发现,遗址西南有一条河,这条河的河床分布有这两种原料,推测“许昌人”的石器是从那里搬运而来。
       
      去遗址里掘取土壤样品时,三人还观察了灵井周边地势。李占扬做过测量,遗址以北约150米的距离,地势较遗址高出3.5米,属于岗地。
       
      他猜测,“许昌人”应该居住在周边百米外的高岗地,但经常在遗址里的湖泊边上处理动物。
       
      现在,在李占扬的标本室里,满地、满桌摆放的,都是石器和骨骼化石。
       
      “你在这里看到的每一件石器和化石,都来自10万年前。”3月7日,李占扬的助手开玩笑说。
       
      拳头大小的石头摆放在他的研究室里,有些表面光圆,像是鹅卵石。但有些则被打击出来一个尖儿,被称为打砸器。在旧石器时代,这些都是人类使用的工具。
       
      数量最多的,是石片。石片是白色的石英石被打击成的片状物,有锋利的边缘。考古队员曾经买来一块肉,在遗址上,他们用石片尝试切肉,“发现很好用”。
       
      动物化石被堆放在这间标本室的几个柜子里,以动物四肢骨最多,一部分有明显的打制痕迹,有些还刻有工整的划痕,有些骨骼的末端被使用过。李占扬推测,“许昌人”已经会狩猎,并且用动物的骨骼制作出了骨器,并用骨器来剥皮。
       
      这些石器和化石看起来棱角清晰,李占扬认为,它们都保存得相当新鲜,几乎没有被磨蚀和风化,“这说明遗物暴露时间不长即被埋藏。”
       
      动物化石也是指示当年环境的重要标本。2005年至2016年,通过对动物化石的研究,李占扬发现,这一带在10万年前生活有至少21种哺乳动物,包括蒙古野驴、马、獐、鹿、普氏原羚等。
       
      李占扬告诉新京报记者,他看到的那些动物牙齿和牛角显示,这些动物死时大都在青壮年时期。
       
      “动物到晚年牙齿都会磨损比较严重,但我们出土的牙齿,好多都很长,磨损度也不高。”李占扬说。这些都是“许昌人”狩猎的直接证据。
       
      他推测,“许昌人”可能把一些大型动物赶到水边,“傍晚,借着月色,动物在水里的活动能力下降,‘许昌人’趁机猎杀他们。”
       
      他们可能是用石球杀死动物,再用尖利的石英碎片切割,用骨器剥皮,并拿大块石头把骨头砸碎,因为出土的很多骨骼化石都有被砸碎的痕迹,“这一点可能是为了敲骨吸髓。”
       
      食用后,“许昌人”把一部分骨头扔进水里,或者直接丢在水边,动物骨骼得以快速埋藏。
       
      “‘许昌人’生活得还不错,起码有肉吃。”李占扬开玩笑说。
       
      消失
       
      在追踪“许昌人”的踪迹中,李占扬发现,“许昌人”在第四纪最近一次冰期(距今大约5至7万年)之后,踪迹变为了空白。
       
      长达10万年的历史演化中,灵井前后经历了多个重要的文化时期。值得注意的是,他们并不是同时出现在某一个地层中,而是一个历史时期被掩埋之后,新的历史在上一层开始。
       
      李占扬研究发现,灵井的地层中,距今10万年的旧石器文化在最底层,深10米,“许昌人”和大量的石器、骨器便是在这一层出土。
       
      旧石器层之上,从下往上依次是仰韶文化、龙山文化、商周文化、汉~宋文化。这些文化层均出土了大量所在历史阶段的陶器、砖、建筑等。
       
      3月8日,研究古环境的吕厚远和吴乃琴夫妇在遗址上仔细观察,他们看到距今10万年的最底层土壤部分土质发红。
       
      “这是气候在暖期的特征。”吕厚远说。此外,埋藏“许昌人”的土质为灰绿色,“这是湖相沉积,说明当时此处是湖泊。”
       
      这说明,许昌人生活在一个暖期中。吕厚远告诉新京报记者,冰期和与人类活动有明显关系,“至少气候变暖与人口增长是对应的。”
       
      距今5至7万年前,倒数第二次暖期结束,地球最近一次冰期来临。
       
      李占扬发现,“许昌人”出土的那个文化层之上,有约2米厚的空白层,即不含任何文化遗物的层位。在空白层,泉水也显示出断流的迹象。
      “‘许昌人’在那次冰期中不知了去向。”李占扬说。
       
      正是因为如此,“许昌人”和后来的现代人之间是否有遗传关系,目前还不清楚。
       
      李占扬将继续对遗址进行挖掘,他希望,能找出一些人类牙齿出来。因为牙齿内也许能提取到DNA,这样关于“许昌人”的秘密也许能进一步解开。
    2017-03-31
  • 迄今为止历史最悠久的微生物基因组草图 牙结石揭示尼安德特人的饮食结构
      

    迄今为止历史最悠久的微生物基因组草图,牙结石揭示尼安德特人的饮食结构
       
    (化石网报道)据科技日报(张梦然):英国《自然》杂志日前在线发表的一项演化学研究报告,近乎完整地构建出了一种口腔细菌的基因组,这个有48000年历史的微生物的基因组,是迄今为止历史最悠久的微生物基因组草图,研究同时揭示了尼安德特人的饮食结构。
       
      尼安德特人的DNA序列和现代人类的DNA序列非常相似。他们是现代欧洲人祖先的近亲,从12万年前开始“统治”着整个欧洲、亚洲西部以及非洲北部,但在24000年前,这些古人类却消失了。
       
      澳大利亚阿德莱德大学研究人员劳拉·维利驰及其同事,此次对5个来自欧洲各地的尼安德特人样本的牙结石(一种硬化斑块)进行了DNA测序,几乎完整地“再现”了这些尼安德特人的口腔微生物组,得以评估他们的健康和疾病情况。结果表明,在西班牙发现的尼安德特人样本患有牙脓肿和胃炎,并且使用了天然止痛药白杨和能产生抗生素的青霉菌进行自我治疗。
       
      研究团队还对尼安德特人饮食和健康情况进行了遗传重建。他们发现,来自比利时Spy村的尼安德特人吃过犀牛和野羊,而在西班牙发现的个体则吃过松子、苔藓和蘑菇。在以往对尼安德特人饮食的研究中,虽然强调了可获得的当地食物的重要性,但对于尼安德特人吃过的具体动植物种类只提供了非常有限的数据。
       
      这项研究不但构建了一种口腔细菌的基因组,而且还贡献了有关饮食结构的发现——利用保存在牙结石中的DNA,揭示出尼安德特人在饮食方面明显的区域差异。研究人员表示,他们此次对尼安德特人牙齿沉积物的遗传分析,有助于阐明我们的人族亲戚饮食习惯,包括他们摄入肉类的水平。
    2017-03-31