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第24章 悠悠岁月:人类进化之路(7)

利基母子继承路·利基的观点,一直相信最早的人属化石更可能在坦桑尼亚而不是在埃塞俄比亚找到。他们认为莱托里发现的350万年前的化石是人属,从1979年以来一直反对约翰森把它一并归入南方古猿阿法种。他们认为哈达标本不过代表以后绝灭了的南方古猿类的一个旁支。例如玛丽·利基说,莱托里和哈达相隔1600公里以上,说它们同属一个种是证据不足的。如果哈达的全部材料属于同一个种,两性差别也太大了,因此它们可能是两个种。她认为人属系统不经过南方古猿阶段,而是比莱托里和哈达标本更早就分出的一支。

南非(阿扎尼亚)约翰内斯堡威特沃特斯兰德大学的托拜厄斯,几年来一直坚持“露西”和有关的哈达标本都属于同一个种,但不是一个新种,而是早就建立的南方古猿非洲种的一个变种。1983年5月在旧金山举行路易斯·利基基金会主办的“寻找人类”的报告会上,他说近来在南非特兰斯瓦尔省的斯特克方丹地点发掘出来的大量新标本,加强了他的这种观点。

他说,从1966年以来他主持了在这个地点的细致的发掘工作。在过去的五六年里发现了近百件新的标本。比较研究的结果,认为哈达标本与特兰斯瓦尔标本的差别不到种的水平。

例如,他们在斯特克方丹发现了几个与哈达的同样宽阔的上内侧门齿,而约翰森等宣称宽阔的上内侧门齿是确立他们的新种的特征。怀特回答说,阿法种的宽阔门齿作为定种的特征是与其后部的牙齿相对来说的。以后门齿的尺寸没有多大变化,而非洲种的后部牙齿则相对地增大了,因而可以说阿法种有相对宽阔的上门齿。可是托拜厄斯还说,他又比较了斯特克方丹和哈达的骶骨,还比较了他们的髋骨和股骨,简直看不出有多大的差别。一些小的差别,完全可以是由于地区性的变异。东非的原始人群是赤道人群,而特兰斯瓦尔的人群则是亚热带的原始人群,有着地区上的一些差别,托拜厄斯根据他的理解,作出了又一种人类进化系统图。

三种系统图总的来说,基本上是两个进化系统。一个是绝灭的、脑子较小的素食者的系统,另一个是脑子较大的、较为成功的、开始制造工具的狩猎采集者的系统。后一系统发展成现代人。

中国科学家吴汝康认为:如果说“露西”已能完全两足直立行走,她的脚的功能已和现代人一样,可能估计得太现代化了一些;但是说“露西”是真正的人与猿之间的“缺环”,是刚从猿的系统分化出来的人科成员,则又把她说得太原始了。从人类进化各方面的证据来看,人猿分野的时间不可能在距今400万年以内,至少在500万~600万年以前或更早的时期。吴汝康同意这样一种看法,即南方古猿阿法种具有实质上现代的两足行走的步态,同时保留有适应树居生活的重要的解剖性状。

从以上的介绍,可以看到对于人类和猿类化石的研究愈益细致和深入了。过去决定化石的种属,主要是根据牙齿、颌骨或头骨,近来则扩大到各种肢骨的研究,从行动方式上来判断化石的系统地位,这是很重要的进展,特别是对早期人类的研究有着特殊重要的意义。

大家知道,高等灵长类的各种形态结构有很大的变异。用分支系统学说的术语来说,解剖结构有些是原始性状,有些是衍生性状。可是怎样来确定某种性状的正常变异范围,怎样来确定一种性状是原始的还是衍生的,以便用来判断其系统地位,常常是很困难的,许多问题的解决还有待发现更多的早期化石来作进一步的研究。

四、从幼年到少年--直立的人

在大约二三百万年至几十万年前,地球又出现了气候寒冷的时代,在欧、亚、美洲北部几乎到处覆盖着厚厚的冰层,这一时期被称作第四纪冰期。在与严寒气候的抗衡中,为适应气候的剧变,迫使部分古猿南迁并下地行走。在这一过程中,古猿学会了用后肢走路,用前肢采集食物并制造简单的工具,头盖骨内已有了“布罗卡氏区”突起,即语言中枢。人终于脱离了动物界,成为真正意义上的人。恩格斯把能够制造工具作为人类形成的主要标志,称这种能制造工具的人为“完全形成的人”.我国学者把“完全形成的人”分为早期猿人、晚期猿人、早期智人、晚期智人四个依次递进的阶段。

1.直立的能人

谁是直立人的祖先,现在还不能完全肯定。从现有的化石证据来说,一般认为最可能是能人,或者是某种与能人很相似的化石类型。最早的人属成员现在常指能人。

能人化石最早是1960年在坦桑尼亚奥杜韦层位Ⅰ中发现的小孩的顶骨、下颌骨和手骨以及成人的锁骨、手骨和足骨。1963年又在层位Ⅱ中发现一块头骨。1964年定名为能人,认为它代表具有一定技能的原始人类。其年代为距今150~200万年。

能人的特征是有比猿类为大的脑子,雄性的脑量为700~800毫升,雌性的脑量为500~600毫升,比南方古猿的大。面部较少凸出,头后骨骼较近似于现代人。头骨颅内模显示其总的形态和沟回与人的性状相似,可能已有语言的能力。其后部牙齿仍很大,但比南方古猿的稍小,且有继续减小的倾向,而不像南方古猿那样继续扩大。

能人又与南方古猿具有一些共同的特征,如两性差别大,颅骨壁薄,眉脊的发达程度中等,面部大而前突等。

直立人化石最早是1890年在印度尼西亚的爪哇发现的。其后,直立人化石地点不断增多,主要集中在亚洲南部和中部、非洲东部和西北部以及欧洲西部。直立人生活于距今大约20万年至200万年以前,地质时代属更新世早期至中期,考古时期属旧石器时代早期。

亚洲的直立人化石主要发现于南亚的印度尼西亚和中国的云南、陕西、北京、安徽等省市。

直立人最早是在印度尼西亚发现的。荷兰的青年医生杜布哇(E.Dubois)受了德国和英国进化论思想的影响,一心想寻找人类的远祖。当时印度尼西亚是荷兰的殖民地东印度群岛(1945年独立后改称今名),地处热带,盛产猿类中的长臂猿和猩猩。他在19世纪80年代末出发到印度尼西亚,他事前就公开宣布,要在这里寻找人和猿之间的“缺环”.他雇用了50个犯人,沿着爪哇的梭罗河岸寻找。经过几年的努力,终于1890年在东爪哇的凯登布鲁伯斯发现了一块下颌骨,1891年在特里尼尔村发现了一个具有许多猿的性状的头盖骨,1892年又在同一地方发现了一根与现代人相似的大腿骨,表明大腿骨的主人已能两足直立行走。杜布哇认为头盖骨和大腿骨是属于同一个体的,于是在1894年发表文章,定名为直立猿人。他相信它是现代人的祖先。

这个发现公布后引起了很大的争论:是猿还是人?甚至有人说是现代人中的白痴、畸形的人等等。有人怀疑这些化石的地质时代有问题,有人不相信一根像现代人的大腿骨会和像猿的头骨配合在一起。

然后是北京周口店猿人化石的发现。

1923年奥地利的古生物学家师丹斯基到周口店调查发掘,发现了两颗似人的牙齿,1927年开始系统发掘,发现了一颗保存完整的似人的下臼齿,经当时北京协和医学院的解剖学教授加拿大人步达生研究后,定名为“中国猿人北京种”,俗称“北京猿人”或“北京人”,在分类学上叫北京直立人。猿人洞(周口店第一地点)的发掘工作从1927年开始,一直持续地进行到1937年,由于日本侵略中国而中断。在连续11年的发掘中,共挖得北京猿人的头盖骨5个,下颌骨14块,牙齿147颗,此外还发现一些破碎的肢骨。这些化石代表男女老少40多个猿人。同时发现有100多种动物化石和多种植物化石以及几万件石器和大量用火的遗迹,使周口店成了直立人阶段的典型地点。

由于周口店不仅有猿人头盖骨等化石的发现,还同时发现有大量石器和用火遗迹,而周口店猿人头盖骨的形态与爪哇猿人的非常相似,从而肯定了爪哇直立猿人、以至整个猿人类型在人类进化史上的位置,平息了爪哇猿人是猿是人的争论。

1931年以后,在爪哇陆续有猿人化石的发现,至今已发现有男女老少30多个直立人的化石,化石地点共有5个,即桑吉兰、桑邦甘马切、物里尼尔、凯登布鲁伯斯和珀宁。1949年新中国成立以来,我国新发现的猿人化石地点有:云南元谋、陕西蓝田公主岭和陈家窝、安徽和县。在周口店第一地点(猿人洞)也有新的材料发现。在湖北郧县、郧西县和河南南召县也发现了猿人牙齿化石。

上述一些直立人头骨平扁,骨壁厚,大部分厚度达10毫米(现代人则常为5毫米)。眶上脊粗状,形成眶上圆枕,可高出15毫米。头骨后部的枕骨比颅顶几乎厚一倍,形成枕圆枕,是项肌的上界。枕骨脊沿头骨后部向前水平延伸,在两侧耳孔上方与乳突上脊相续,更向前到颧弓。

眶上脊与颧弓、乳突上脊和枕骨脊大约在头骨中部,水平环绕头骨一周,成为加强头骨的保护性结构。在此增强结构线以下,有面骨、乳突和项肌保护头骨的下半。在此线以上,颅顶有厚的骨壁及其外覆的肌肉提供保护。在颞窝处骨壁较薄,则有额外的肌肉保护;肌肉愈厚,骨壁愈薄。

在直立人的整个系统中,这个加强系统没有明显的改变,颅顶的厚度也没有多大的变化。

直立人的脑子明显增大,从早期的800毫升左右增加到晚期的1200毫升左右。脑子增大,容纳脑的颅骨自然也要增大,但并不是各部分都同样增大,主要是颅骨的高度和长度的增大,其宽度则基本不变;只是由于颅底的增强,特别是海绵骨质的扩张而宽度稍有增大。

额骨的增大,可从晚期直立人(如周口店和乍得的标本)的有额隆突看出来,以容纳增大的脑的额叶。枕骨的增大包括脑的增大和顶肌附着区的增大。脑的增大影响枕圆枕以上部分的枕平面,这部分的骨包容着脑的顶联合区的后部。在早期直立人和晚期直立人之间,这个枕平面的扩大使它与顶平面的比例有很大的改变。

脑的扩大与身材的增大有关。直立人的身材明显比南方古猿大。南方古猿的平均身高为140厘米,平均体重估计大约为40公斤;而直立人的平均身高为160厘米,平均体重估计大约为60公斤。因而直立人的脑量的增加一大部分是由于身材的增大。

脑子的增大不仅是体积增大,脑的扩大,也反映出它的结构变得更加复杂和重新改组。脑各部分扩大的程度也不一致。额骨和枕骨部分特别扩大,可能主要是相当的脑的部分即额叶和顶后区的扩大。整个脑也扩大了,显然与复杂的文化行为如有语言的能力有关。语言能力的进化似与大脑两半球的不对称性的出现有关。周口店5号头骨两侧大小和形态的明显的不对称性,是表明已有语言能力的少数直接的形态证据,因而有理由相信直立人已有人类的有声语言。

直立人生存的时期,气候主要是较温暖的,自然也有温暖和寒冷的变迁和交替。北京猿人生活时期的周口店地区的气候,根据对遗址孢粉的分析,属间冰期气候,与今天华北的气候没有多大差别。

温带气候每年有寒冷的冬天,因而在洞穴中居住和使用火有着重要的意义。

植物的多种多样不仅提供了柴火,而且还提供了果实和种子,是直立人食物的重要来源。

北京猿人洞的沉积中,有大量烧过的朴树籽,大概是猿人的食物。对沉积物所进行的孢粉分析证明,当时还曾有过其他的植物,如胡桃、榛、松、榆和蔷薇。这些植物的果实或种子也可能是猿人食物的一部分。

狩猎是适应环境的一个重要手段,因为肉类可以比素食提供更多的热量和蛋白质。北京猿人洞中发现大量各种大小的哺乳动物化石表明,他们不仅猎捕小动物,还能猎捕大动物。在洞里发现大量的鹿类化石,有肿骨鹿和葛氏斑鹿两类,其个体不少于3000头,表明鹿类动物是北京猿人捕获最多的猎物。

非洲的直立人遗址,主要可分为三类:居住处、屠宰处和采集处,较大的居住地可能维持50个人左右同时在一起生活,而许多小的遗址可能只容纳几个人。有些居住或生活面遗址显示有简单结构的居所如防风篱笆或掩蔽所。这里有着种类不同的各种工具。在屠兽遗址里集中有用来宰割的许多锐利的石片和少数大的切割工具。采集遗址发现于与采集活动有关的森林附近或是植被繁茂的区域。这里有大量的粗糙的两面器,用来挖掘、砍砸和切碎植物性食物,也可能把可供食用的植物作若干初步的压碎和加工。

同样,遗址中的动物化石,表明非洲的直立人能狩猎中等的和大型的哺乳动物,包括大的狒狒。这显示狩猎是群体协作和有组织地进行的。

2.狩猎的意义

狩猎是人类赖以生存的重要谋食手段之一。直立人的狩猎活动有了很大的发展,他们已能制造较为复杂的工具,已能狩猎一些大动物。狩猎对直立人的大脑、身体以及社会行为均产生了重大的影响。

在明显的直立人居住遗址中,有大量的动物骨骼化石,许多是与人的大小差不多的、成年的、能快速奔跑而不易捕获的动物。与这些动物骨骼一起发现的有用来屠宰兽尸的石器。可以肯定,直立人已能狩猎大的动物。

可是,使用那样简单的石器,直立人怎样能猎获大的动物呢?

自然,依靠这样的狩猎技术,肉食供应不可能是很经常的。采用植物性食物仍是主要的食物来源,狩猎只是食物来源的一种补充办法。

解剖上的改变主要在脑子,不仅体积增大,结构也变得复杂。大的脑子从蛋白质的需要和氧的消耗来说都是很大的,脑的氧的消耗比身体其他部分消耗的单位重量几乎要大10倍。脑的重量相当于身体总重量的2%~3%,但在安静时脑所需的氧却要占整个机体所需氧的20%左右。因此直立人脑扩大的原因,必然是脑需要氧的作用;而体毛的减少促使在人类中有特殊的肤色选择。皮肤的色素是由黑蛋白细胞产生的黑蛋白而形成的,这些细胞位于表皮的底部。

各人群的这种细胞的数目并无差别,但其产生黑蛋白的活动有很大差别,结果各人群的色素也有很大的差别。黑蛋白能限制透过皮肤的紫外线照射的量。适量的紫外线是人体复合维生素D所必要的。但过多的紫外线的透入有两种害处:一是会大量减少出汗的速度,严重者会产生很大的痛楚;二是会引起皮癌。这种适应的共同结果是选择黑皮肤作为人类在热带白日活动的适应。

从尸食、采集食物和一些小规模的狩猎到狩猎采集的适应,这决定了早期的猎人可能是黑皮肤和体毛较少。

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