露西如何成为人类最知名的老祖母？

中科院物理所 · 公众号 · 物理 · 2024-12-18 14:23

正文

露西在墨西哥国立人类学博物馆的重建模型（wikimedia commons）

导读：

露西是考古学史上最为著名的发现之一。她的发现，改变了人类看待自身演化历史的方式，使得20世纪后期的古人类学家改写了生命之树，特别是导致现今人类产生的那一丛的演化史。

尤为特别的是，流行音乐文化与人类对自身起源的痴迷奇妙地结合在了一起，使得她成为人类最为知名的老祖母

50年前，第一具南方古猿骨骼化石被古人类学家唐纳德·约翰森和他的研究生汤姆·格雷在非洲埃塞俄比亚的阿法地区发现，并随之引起了历久不衰的轰动。研究人员将那一具骨骼命名为“露西”，因为当晚营地的庆祝会上正在循环播放披头士乐队的《露西在缀满钻石的天空中》（Lucy in the Sky With Diamonds）这首歌。于是，流行音乐文化和人类对自身起源的痴迷就这样奇妙地结合在一起，给了露西这个生活在318万年前的疑似人类直系祖先个体很高的知名度。

在已经长大，还没开始衰老的壮年期，这一女性个体曾漫步在东非大地上。身高不过略高于1米，体重不过30千克，比一个平均的成年雌性倭黑猩猩略高略轻，她在体格上并不引人注目，但她的发现改变了人类看待自身演化历史的方式，使得20世纪后期的古人类学家改写了生命之树，特别是导致现今人类产生的那一丛的演化史。在1974年，很多人把人类演化史看成一条直线，从一个人属物种进化到另一个物种，直至产生今天的人类。但露西表现出来的混合特征，比如类人的弯曲的脊梁和类猿的不大于一个黑猩猩的脑袋和长长的手臂，指向了人类演化的树形结构。在这种结构里面，祖先物种向不同方向演化出不同的物种，其中大多数已经灭绝，只有一支最终导向了我们，今天的智人。

也许最重要的是，露西的发现导致了附近区域大量类人猿化石的发现。到1978年，已经积累了足够的化石证据可以在分类学上建立**露西自己所属的物种——阿法南方古猿（Australopithecus afarensis）**。

被命名为露西的猿类遗骸，曾被认为是早期人类的始祖。（wikimedia commons）

SAIXIANSHENG

埋起来了，但不太深

地质学上的好运、有技巧的科学研究和跨文化的音乐引用，引爆了露西的名气。

1974年11月24日，约翰森和格雷正在埃塞俄比亚的阿法地区一个荒无人烟的地方勘察测绘可能的化石遗址。在返回的路上，他们经过一个叫哈达的地方，约翰森注意到一根前臂骨突出地面，仔细观察可以看出它属于一个人科动物个体。他们小心翼翼地从附近的松土中拨出了另外几根骨头。在随后的两周内，他俩和同事们一共发现了几百块骨头碎片，这在科学史上可算得很好的运气。从这些发现的骨头中，他们用47件骨头化石拼出了一具约40%完整的骨骸。这是当时发现的最完整的早期人科动物化石骨骸，比其他个体完整的多。

地质构造帮了他们的忙。露西的遗骸并不是在她死去的地方被发现的。很可能在她死后不久，洪水就搬运了她的遗体到了一个湖。埋在湖底沉积物里使得她的化石化的遗体得到了很好的保存。化石又接近表面，在湖泊干涸后，腐蚀使得化石经年累月后得以露出地面或接近地面。

地质学上的好运还包括露西的化石同伴。露西在一片埋藏着大量她的同类的土地上被发现。1973年到1977年的出土化石奠定了露西在阿法南方古猿这一物种的成员地位。这些发现使科学家能把露西所属的东非物种，即阿法南方古猿和更早时在南非发现的非洲南方古猿（Australopithecus africanus）区分开来。哈达贡献了阿法南方古猿近600件化石的90%。对化石出土的火山灰地层做的‌氩-氩定年方法（一种基于放射性同位素衰变的定年技术，通过测量样品中40Ar和39Ar的比例来计算样品的年龄）结合古地磁学、古生物学和沉积学的证据确定了露西略小于318万年的悠久历史，使她成为了当时所知最古老的人科动物化石。她所属的阿法南方古猿存在于约390万年前至约300万年前，而她因为遗骸的高完整性而成为了该物种的完美代表。

以一首流行歌曲的名字命名一具人类祖先的遗骸，使得露西比其他人类祖先化石有名的多，成为今天世界上最有名的化石。与之相比，一百年前的1924年在南非被发现的汤恩幼儿（Taung Child）也具有巨大的科学意义，知名度却小得多：这个约250万年前的三岁小孩头盖骨的发现开启了人类对人科动物化石的研究，也使得科学家不再把亚洲当成人类起源地而转向非洲。1925年，它被正式分类为一个新物种：非洲南方古猿，当时认为是人类的直系祖先。但由于以一个采石场命名，它的名气就大大不如露西。

SAIXIANSHENG

露西之后：至今未有定论的人类直系祖先

露西的很多特征属于南方古猿，包括后退的下颌、突出的鼻子、低矮倾斜的前额和很小的脑袋。但其他特征暗示露西比其他种南方古猿更原始。这些特征包括她的第一下前磨牙是椭圆形的并只有一个尖点等类猿特征。她的下肢较短，可能说明她的祖先过着更树居的生活。但她的膝盖、髋骨、脚踝等都说明她是直立行走的。她的脑容量只有388立方厘米，不及现代人的平均1400立方厘米，只能跟现代黑猩猩相比。露西证明了直立行走出现在大脑袋之前。

至今，约翰森和许多科学家仍然相信，露西代表的阿法南方古猿是之后各种南方古猿物种和人属物种的祖先。

但露西发现后的50年里，各种人类祖先化石的出土，揭示了阿法南方古猿的时代与多个人科（也称猩猩科，包括智人和所有已灭绝的人类及所有猩猩）物种存在的时代重叠，甚至可能在同一地点存在多种南方古猿。这对阿法南方古猿是人类直系祖先的说法提出了挑战。

质疑阿法南方古猿是人科动物祖先的人曾提出，距今300万到200万年之间的人科化石记录太少，因此在最年轻的阿法南方古猿和最古老的人属动物化石之间存在超过100万年的空档，使得两者之间的继承关系显得薄弱。

所幸的是，后来的化石发现正在一步步填补这一空白。1994年，研究者在哈达发现了一块距今233万年的上腭骨，与能人（Homo habilis）共享形态学特征，使得这个时间空隙缩短了几十万年。2013年，研究者在哈达东北方Ledi-Geraru发现了一块距今280万年的下颌骨左半部，它同时拥有原始的阿法南方古猿特征和早期人属动物的特征，进一步支持了阿法南方古猿是人属动物祖先的最佳候选人的假设。

另一些化石证据则指向阿法南方古猿的进化脉络。1985年，在肯尼亚北部工作的研究者们发现了距今250万年前的粗壮种南方古猿傍人埃塞俄比亚种（Paranthropus aethiopicus）的颅骨。这块因锰染色而被称为“黑头骨”的骨头具有强有力的咀嚼系统，包括巨大的压碎和研磨的牙齿，类似鲍氏傍人（Paranthropus boisei）中被称为“胡桃钳子人”的个体。而鲍氏傍人生存在距今230-120万年前。黑头骨与阿法南方古猿共享一些特征，包括极突出的下面部。可以认为阿法南方古猿是傍人埃塞俄比亚种的祖先，而傍人埃塞俄比亚种是鲍氏傍人的祖先。

1990年，研究者在埃塞俄比亚发现了与黑头骨同年代的头骨，命名为南方古猿惊奇种（Australopithecus garhi）。它也有令人印象深刻的咀嚼系统，面部结构类似于阿法南方古猿。科学家推测南方古猿惊奇种也是阿法南方古猿的后代。

人类化石通常稀少，意味着每一块新标本的出土都可能戏剧性地改变我们对过去的看法。当露西50年前出现时，她还是当时最古老的人类祖先。1994年，在埃塞俄比亚Middle Awash工作的研究者发现了距今440万年的人科动物化石。他们将其命名为始祖地猿(Ardipithecus ramidus)。次年在肯尼亚的图尔卡纳盆地，人们发现并命名了一个新的人类祖先物种-湖畔南方古猿(Australopithecus anamensis)，距今430万年至380万年，被认为是阿法南方古猿的直接祖先。阿法南方古猿失去了最古老的人科动物的地位，却有了它自己的起源故事。更晚近的在乍得、肯尼亚和埃塞俄比亚的发现把人类起源的故事推远到了700万年之前。

20世纪末以来，与阿法南方古猿同时代的人科动物化石的不断发现，又将哪个物种才是现今人类的直系祖先的问题重新摆到了台面上。1995年，研究者在乍得北部发现并命名了一个新的物种-羚羊河南方古猿(Australopithecus bahrelghazali），距今350万年。2001年，研究者在肯尼亚发现并命名了另一个新的物种肯尼亚平脸人(Kenyanthropus platyops），它的面部扁平，也有人认为是被外力压扁的。

露西所属的种群还是人属祖先的最优候选人（Science）

更近的时间，埃塞俄比亚科学家约翰尼斯·海尔－塞拉西（Yohannes Haile-Selassie）在哈达以北仅40千米的叫做Woranso-Mille的地方发现了距今380万年至300万年的人科动物化石。这些化石包括湖畔南方古猿和阿法南方古猿，两者至少共存了10万年。2015年，海尔－塞拉西发现了另一个新的物种-南方古猿近亲种(Australopithecus deyiremeda)，距今350万至330万年。也就是说迄今为止，露西所属的阿法南方古猿至少与三种人科物种共存于一个时空。

目前，这些人类直系祖先称号的竞争者的化石稀少，相比之下，阿法南方古猿拥几百件未成年和成年多个体化石，这些化石的时间跨度有80万年。因此，阿法南方古猿仍然是人类直系祖先称号的最佳候选人。