摩洛哥一处洞穴中的化石被精确测定为约77.3万年前,这一成果得益于锁定在周围沉积物中的磁性印记。这些古人类遗骸展现出古老与现代特征的融合,使其处于人类演化关键分支点附近。这些个体很可能代表了一个接近智人、尼安德特人和丹尼索瓦人最后共同祖先的非洲种群。
- 以极高精度测定年代的化石 托马斯一号采石场的沉积物清晰记录了约77.3万年前地球磁场的一次重大反转。这一自然时间标记使科学家能够以更新世时期罕见的精确度,确定这些非洲古人类化石的年代。
- 处于人类家谱基部附近的种群 下颌骨及其他遗骸显示出古老特征与更进步特征的混合。这种组合表明,存在一个与先驱人密切相关的非洲种群,他们生活在非洲与欧亚人类谱系发生演化分裂的时期附近。
- 西北非洲对人类起源的重要性 超过三十年的摩洛哥-法国联合研究在卡萨布兰卡沿岸发现了一个保存极为完好的、曾被食肉动物使用的洞穴遗址。这些发现凸显了西北非洲在人属早期演化中的核心作用。
来自摩洛哥沿海的精确定年化石
一个国际科学家团队分析了在摩洛哥卡萨布兰卡的托马斯一号采石场新发现的古人类化石,为非洲早期人类演化提供了年代测定最可靠的快照之一。该研究由让-雅克·乌布兰(法兰西公学院 & 马克斯·普朗克演化人类学研究所)、戴维·勒费弗尔(蒙彼利埃保罗-瓦莱里大学)、乔瓦尼·穆托尼(米兰大学)和阿卜杜勒拉希姆·莫希布(摩洛哥国家考古与遗产研究所)共同领导。
利用极其详细的磁性地层学记录,这些化石的年代被确定为距今77.3万±4,000年。该记录捕捉到了布容期/松山期边界,这是地球磁场最近的一次重大反转,在第四纪时期作为一个精确的全球时间标记。这项发表在《自然》杂志上的研究,为生活在通往智人演化分支附近的非洲种群提供了新的认识,并有助于厘清智人、尼安德特人和丹尼索瓦人的共同祖先。
数十年野外工作带来突破
这些发现是摩洛哥-法国合作项目“卡萨布兰卡史前史”框架下持续三十多年的考古和地质研究的成果。这项长期合作涉及在卡萨布兰卡西南部进行的大规模发掘、详细的地层分析以及广泛的地质考古学研究。
随着时间的推移,这项细致的工作揭示了托马斯一号采石场非同寻常的保存质量,包括其层状沉积物、环境记录和考古材料。这些条件最终引导研究人员找到了古人类遗骸以及使当前研究成为可能的地质背景。
正如阿卜杜勒拉希姆·莫希布所解释的:“这项长期研究的成功反映了强大的机构合作,涉及摩洛哥王国青年、文化和传播部文化司(通过国家考古与遗产研究所)和法国欧洲与外交部(通过卡萨布兰卡法国考古队)。”来自意大利、德国和法国的机构提供了额外支持,包括米兰大学、马克斯·普朗克演化人类学研究所、LabEx Archimède——蒙彼利埃保罗-瓦莱里大学、波尔多大学以及法国国家自然历史博物馆。
人类史前史的地质热点
托马斯一号采石场位于拉巴特-卡萨布兰卡沿海抬升地层内,该地区因其保存极为完好的上新世-更新世海岸线、沙丘和洞穴系统记录而享誉国际。据关键发掘期间共同指导该项目的让-保罗·雷纳尔称,反复的海平面变化、风力驱动的沉积作用以及沿海沙丘的快速胶结,为保存化石和考古证据创造了理想条件。
这些过程使卡萨布兰卡地区成为非洲更新世生命最重要的档案库之一。该地区记录了早期的阿舍利石器工业、与气候变化相关的动物群落变迁,以及数十万年间人类存在的多个阶段。
“古人类洞穴”及其特殊背景
作为奥拉德哈米达组内发掘的遗址,托马斯一号采石场早已因其包含西北非最古老的阿舍利工具(约130万年前)而闻名。该遗址也邻近西北非中更新世考古学的标志性地点西迪阿卜杜拉赫曼。
在这一更广阔的背景中,坐落着“古人类洞穴”——一个在海侵时期形成、后被沉积物充填并长期保持未受扰动的洞穴系统。戴维·勒费弗尔将其描述为“一个独特的洞穴系统,由一次海侵事件切入早期海岸地层中,随后被沉积物充填,在安全、未受干扰且无可争议的地层背景下保存了古人类化石。”
将化石锁定在时间点上
测定早更新世和中更新世化石的年代通常很困难,因为岩层不完整或测年方法存在较大不确定性。“古人类洞穴”之所以突出,是因为沉积物快速且连续地堆积,保存了异常详细的磁性信号。
地球磁场周期性地反转极性,这些反转在沉积物中留下了清晰且全球同步的印记。发生在约77.3万年前的松山-布容过渡期(MBT)是最近的一次重大反转,也是最可靠的年代标记之一。正如塞雷娜·佩里尼所解释:“在ThI-GH沉积物中看到分辨率如此之高的松山-布容过渡期记录,使我们能够将这些古人类的存在置于非洲更新世一个极其精确的年代框架内。”
洞穴序列记录了松山时(反向极性)的结束、MBT本身以及布容时(正向极性)的开始。通过分析180个磁性地层学样本——对于这个年代的遗址来说是前所未有的数量——研究人员精确确定了极性转换点在77.3万年前的位置,并捕捉到了其持续约8,000至11,000年的短暂时期。古人类化石正是在这个狭窄的时间窗口内沉积的,这一结论也得到了遗址发现的动物遗骸的支持。
人类家谱基部的化石
这些人类遗骸似乎来自一个曾经是食肉动物巢穴的地方。证据包括一块带有明显啃咬痕迹的古人类股骨。该组合包括一个近乎完整的成年下颌骨、部分第二个成年下颌骨、一个儿童下颌骨、数个椎骨和零散的牙齿。
使用显微CT扫描、形态测量和解剖学比较进行的详细分析揭示了一组原始特征和更进化特征的混合。一些特征类似于阿塔普埃尔卡格兰多米纳遗址的古人类,通常被称为先驱人,这提出了西北非和南欧之间可能存在非常早期种群联系的可能性。然而,到了松山-布容过渡期,这些群体似乎已经分化,表明任何接触都发生在更早的时期。
牙齿揭示的祖先信息
马修·斯金纳解释了牙齿内部结构如何提供关键线索:“利用显微CT成像,我们能够研究牙齿内部隐藏的结构,称为釉质-牙本质界,已知它能提供分类学信息,并且保存在釉质表面已被磨损的牙齿中。对该结构的分析一致显示,‘古人类洞穴’的古人类既不同于直立人,也不同于先驱人,表明他们代表了可能位于智人和古老欧亚谱系基部的种群。”
莎拉·贝利补充说,整体的牙齿形态支持这一结论。“从形状和非测量特征来看,‘古人类洞穴’的牙齿保留了许多原始特征,缺乏尼安德特人的典型特征。在这个意义上,它们与先驱人不同——先驱人在某些特征上开始类似尼安德特人。牙齿形态分析表明,早更新世末期可能已经存在人类种群的区域差异。”
重新思考非洲在人类演化中的作用
这些发现强化了这样一种观点,即在气候变化打开了穿越如今撒哈拉沙漠的迁徙路线的时期,西北非洲是早期人类演化的一个主要中心。正如德尼·吉拉所述:“撒哈拉沙漠是永久性生物地理屏障的观点不适用于这个时期。古生物学证据显示西北非与东部和南部的热带稀树草原之间存在反复的联系。”
“古人类洞穴”的古人类与格兰多米纳遗址的古人类生活在同一时期,早于与尼安德特人和丹尼索瓦人相关的中更新世化石,并且比已知最早的杰贝尔伊罗oud智人遗骸早了大约50万年。它们结合了古老的非洲特征和预示后来欧亚及非洲种群的特征,为智人、尼安德特人和丹尼索瓦人的最后共同祖先——根据遗传学证据估计生活在76.5万年至55万年前——提供了罕见的见解。来自摩洛哥遗址的化石证据与该范围较早的部分最为吻合。
让-雅克·乌布兰总结道:“‘古人类洞穴’的化石可能是我们目前拥有的、位于这种共同祖先根源附近的非洲种群的最佳候选者,从而强化了我们这个物种起源于非洲深处的观点。”