在埃塞俄比亚的沙漠中,科学家发现的化石表明,我们人属的早期成员在近300万年前与新发现的南方古猿物种共存。这些发现挑战了关于直线进化阶梯的传统观念,反而揭示出古代亲属之间错综复杂的亲缘关系网络。
莱迪-格拉鲁研究项目由亚利桑那州立大学的科学家领导,该遗址发现了最古老的人属成员以及地球上最早的奥杜韦石器。
研究团队得出结论,莱迪-格拉鲁发现的南方古猿牙齿属于一个新物种,而非属于南方古猿阿法种(著名的“露西”),这证实了迄今仍无证据表明露西的同类存在于295万年前之后。
亚利桑那州立大学古生态学家凯·里德表示:“这项新研究显示,我们许多人脑海中从猿人到尼安德特人再到现代人的演化图像是不正确的——演化并非如此运作。这里我们有两个原始人类物种共存。人类演化并非线性的,而是一棵多分支的树,有许多生命形式走向灭绝。”
里德是亚利桑那州立大学人类起源研究所的研究科学家,也是人类演化与社会变革学院的名誉校长教授。自2002年起,她一直担任莱迪-格拉鲁研究项目的联合主任。
莱迪-格拉鲁
他们发现了什么化石来帮助讲述这个故事?牙齿,确切地说是13颗牙齿。
这个野外遗址此前就已闻名。2013年,里德领导的一个团队发现了迄今最早的人属标本的下颌骨,距今280万年。这篇新论文详细介绍了在该遗址发现的新牙齿,这些牙齿既属于人属,也属于南方古猿属的一个新物种。
“这篇论文报告的,在260万至280万年前沉积物中发现的新的人属牙齿,证实了我们这一谱系的古老性,”主要作者、亚利桑那州立大学校友布莱恩·维尔莫尔说。
“我们知道最早的人属牙齿和下颌骨的样子,但也仅此而已。这突显了寻找更多化石以理解南方古猿和人属之间的差异,以及它们如何在相同地点的化石记录中重叠的至关重要性。”
研究团队目前还无法仅凭牙齿命名该物种;在命名之前需要发现更多化石。
这些化石有多古老?
科学家如何知道这些牙齿化石有数百万年的历史?
火山。
亚利桑那州立大学地质学家克里斯托弗·坎皮萨诺解释说,阿法尔地区至今仍是一个活跃的裂谷环境。那里曾有许多火山和构造活动,当这些火山喷发火山灰时,火山灰中含有一种称为长石的晶体,这使得科学家能够测定它们的年代。
“我们可以测定这些火山灰沉积时发生在该地貌上的喷发事件的年代,”坎皮萨诺说,他是人类起源研究所的研究科学家,也是人类演化与社会变革学院的副教授。
“并且我们知道这些化石夹在这些喷发事件之间,因此我们可以测定化石层位之上和之下的地质单元的年代。我们测定的是这些原始人类生活在地貌上时发生的火山喷发产生的火山灰的年代。”
发现化石并测定地貌年代不仅帮助科学家理解物种——也帮助他们重现数百万年前的环境。发现化石的现代断裂荒地的莱迪-格拉鲁,与260万至280万年前这些原始人类所穿越的地貌形成鲜明对比。那时,河流在植被茂盛的地貌上蜿蜒流淌,汇入随时间扩张和收缩的浅水湖泊。
亚利桑那州立大学地质学家拉蒙·阿罗史密斯自2002年起参与莱迪-格拉鲁研究项目。他解释说,该地区拥有可解读的地质记录,且对230万至295万年前的地质时间范围有良好的年代控制。
“正如这篇新论文所示,这是人类演化的一个关键时期,”地球与太空探索学院教授阿罗史密斯说。“地质学为我们提供了含有化石的沉积物的年代和特征。这对于年代控制至关重要。”
下一步是什么?
里德说,团队目前正在研究牙齿珐琅质,以了解这些物种当时吃些什么。团队将继续研究尚存的问题。
早期人属和这个尚未确定的南方古猿物种吃同样的东西吗?它们是争夺资源还是共享资源?它们每天会擦肩而过吗?这些物种的祖先是谁?
尚未有人知道——目前还不知道。
“作为一名古生物学家,每当你有激动人心的发现时,你总是知道你需要更多信息,”里德说。“你需要更多化石。这就是为什么培训人们从事这一领域,让人们走出去发现他们自己的遗址,找到我们尚未发现化石的地方是如此重要。”
“更多化石将帮助我们讲述很久以前发生在我们祖先身上的故事——但因为我们是幸存者,我们知道那段历史成就了我们。”
这篇题为《埃塞俄比亚莱迪-格拉鲁南方古猿和人属的新发现》的论文发表在《自然》杂志上。参与该项目的科学家团队和野外工作队分布广泛,许多人任职于亚利桑那州立大学或是其校友。
亚利桑那州立大学的校友及现任教职员工作者包括:副教授布莱恩·维尔莫尔、副教授卢卡斯·德莱泽内、教授艾米·雷克特、副研究教授艾琳·迪马吉奥、研究教授大卫·费里、博士生丹尼尔·丘皮克、讲师多米尼克·加雷洛、助理教授埃利斯·M·洛克、讲师约书亚·罗宾逊、助理教授艾琳·斯梅尔以及已故教授威廉·金贝尔。