330万年地球最古老的小孩

(节选自《环球科学》2007年第1期，黄凯特、王道还)

A juvenile early hominin skeleton from Dikika, Ethiopia

Nature 443, 296-301 (21 September 2006)

Zeresenay Alemseged, Fred Spoor, William H. Kimbel, René Bobe, Denis Geraads, Denné Reed and Jonathan G. Wynn

Abstract: Understanding changes in ontogenetic development is central to the study of human evolution. With the exception of Neanderthals, the growth patterns of fossil hominins have not been studied comprehensively because the fossil record currently lacks specimens that document both cranial and postcranial development at young ontogenetic stages. Here we describe a well-preserved 3.3-million-year-old juvenile partial skeleton of Australopithecus afarensis discovered in the Dikika research area of Ethiopia. The skull of the approximately three-year-old presumed female shows that most features diagnostic of the species are evident even at this early stage of development. The find includes many previously unknown skeletal elements from the Pliocene hominin record, including a hyoid bone that has a typical African ape morphology. The foot and other evidence from the lower limb provide clear evidence for bipedal locomotion, but the gorilla-like scapula and long and curved manual phalanges raise new questions about the importance of arboreal behaviour in the A. afarensis locomotor repertoire.

阿法种猿复原图

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

发现保存得如此完整、年代如此久远的古人类儿童化石，历史上尚属首次。它让大多数学者意识到：阿法南猿是我们人类的祖先。

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

塞拉姆的双腿适于行走，上半身却有不少擅长于攀缘的显著特征。她究竟生活在地面上，还是生活在树上，学术界存在着分歧。

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。”

(节选自《环球科学》2007年第1期，黄凯特、王道还)