这些77.3万年前的化石可能揭示我们共同的人类祖先

得益于封存于周围沉积物中的磁性特征,摩洛哥一处洞穴中的化石被极其精确地测定为约77.3万年前。这些人族遗骸兼具古老特征与更现代的特征,表明它们处于人类演化的一个关键分化节点附近。这些个体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。

  • 具有极高定年精度的化石 托马斯采石场一号(Thomas Quarry I)的沉积物保存了约77.3万年前地球磁场一次重大翻转的清晰记录。这一自然时间戳使科学家能够以更新世罕见的精度确定这些非洲人族化石的年代。
  • 位于人类家谱基底部附近的种群 下颌骨和其他遗骸显示出古老特征与更先进特征的混合。这种组合指向了一个与先驱人关系密切、且生活在非洲与欧亚人类谱系进化分离点附近的非洲种群。
  • 为何西北非对人类起源至关重要 摩洛哥和法国研究人员在卡萨布兰卡海岸沿线长达30多年的研究,发现了一处保存极为完好的洞穴遗址,该遗址曾被食肉动物使用。这些发现凸显了西北非在人属早期演化中的核心作用。

来自摩洛哥海岸的精确定年化石

一个国际科学家团队分析了来自托马斯采石场一号(摩洛哥卡萨布兰卡)新发现的人族化石,提供了非洲早期人类演化最可靠的年代快照之一。该研究由 Jean-Jacques Hublin(法兰西公学院 & 马普进化人类学研究所)、David Lefèvre(蒙彼利埃保罗-瓦莱里大学)、Giovanni Muttoni(米兰大学)和 Abderrahim Mohib(摩洛哥国家考古与遗产研究所,INSAP)领导。

利用异常详细的磁性地层记录,这些化石被定年为77.3万年前(正负4000年)。该记录捕捉到了布容/松山边界,即地球磁场最近一次重大倒转,这是第四纪时期精确的全球时间标记。发表在《自然》杂志上的这项研究揭示了生活在通往智人进化分支附近的非洲种群的新情况,并有助于阐明智人、尼安德特人和丹尼索瓦人的共同祖先。

数十年的田野工作带来突破

这些发现是摩洛哥-法国“卡萨布兰卡史前史”项目下进行的30多年持续考古和地质研究的结果。这一长期合作涉及卡萨布兰卡西南部的大规模发掘、详细地层分析和广泛的地质考古研究。

随着时间的推移,这些细致的工作揭示了托马斯采石场一号不同寻常的保存质量,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发现了人族遗骸以及使当前研究成为可能的地质背景。

 

正如 Abderrahim Mohib 所解释的:“这项长期研究的成功反映了强有力的机构合作,涉及摩洛哥王国的青年、文化及通讯部-文化司(通过 INSAP)和法国的欧洲与外交事务部(通过法国卡萨布兰卡考古代表团)。”来自意大利、德国和法国机构的额外支持,包括米兰大学、马普进化人类学研究所、蒙彼利埃保罗-瓦莱里大学 Archimède 实验室、波尔多大学和国家自然历史博物馆。

人类史前史的地质热点区域

托马斯采石场一号位于拉巴特-卡萨布兰卡滨海隆起的海岸地层内,该地区因其异常完整的上新世-更新世海岸线、沙丘和洞穴系统记录而获得国际公认。据在关键发掘期间共同指导该项目的 Jean-Paul Raynal 称,海平面的反复变化、风力驱动的沉积作用和海岸沙的快速胶结,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最重要的更新世生命档案之一。该地区记录了早期阿舍利石器工业、与气候变化相关的动物群落更替,以及数十万年来人类存在的多个阶段。

“人族洞穴”及其独特的背景

托马斯采石场一号发掘于 Oulad Hamida 组地层内,已知包含西北非最古老的阿舍利工具,年代约为130万年前。该遗址也靠近西迪·阿卜杜拉曼(Sidi Abderrahmane),这是西北非中更新世考古学的一个标志性地点。

 

在这一更广阔的背景中坐落着“人族洞穴”,这是一个在海洋高水位期形成、随后被沉积物填充并随时间推移保持未受扰动的洞穴系统。David Lefèvre 将其描述为“一个独特的洞穴系统,由海洋高水位期刻入早期的海岸地层,随后被沉积物填充,在安全、未受扰动且无可争议的地层背景中保存了人族化石。”

将化石锁定在特定时刻

确定早、中更新世化石的年代通常很困难,因为岩层不完整或定年方法存在较大误差。“人族洞穴”之所以脱颖而出,是因为沉积物快速且连续地堆积,保存了异常详细的磁信号。

地球磁场周期性地翻转极性,这些倒转在沉积物中留下了清晰且全球同步的信号。发生在约77.3万年前的松山-布容转换(MBT)是最近一次重大倒转,也是现有最可靠的年代标记之一。正如 Serena Perini 所解释的:“在 ThI-GH 沉积物中以如此分辨率看到松山-布容转换的记录,使我们能够将这些人族的存在锚定在非洲更新世一个异常精确的年代框架内。”

洞穴序列记录了松山极性时(反向极性)的结束、MBT 本身以及布容极性时(正向极性)的开始。通过分析180个磁性地层样本(对于该年代的人族遗址而言数量空前),研究人员精确定位了77.3万年前极性转换的确切位置,并捕捉到了其8,000至11,000年的短暂持续时间。人族化石正是在这一狭窄的时间窗口内沉积的,这一结论得到了在该遗址发现的动物遗骸的进一步支持。

位于人类家谱基底部附近的化石

人类遗骸似乎来自曾经的食肉动物巢穴。证据包括一根带有明显啃咬痕迹的人族股骨。该组合包括一个近乎完整的成年下颌骨、部分第二成年下颌骨、一个儿童下颌骨、几块椎骨和孤立的牙齿。

利用显微CT扫描、形状测量和解剖学比较进行的详细分析揭示了原始特征和较衍生特征的混合。某些特征类似于阿塔普尔卡格兰多利纳(Gran Dolina)的人族,通常被称为先驱人,这提出了西北非和南欧之间极早的人口联系的可能性。然而,到了松山-布容转换时期,这些群体似乎已经分化,表明任何接触都发生得更早。

牙齿揭示了关于祖先的什么信息

Matthew Skinner 解释了牙齿内部结构如何提供关键线索:“利用显微CT成像,我们能够研究牙齿隐藏的内部结构,即釉质-牙本质界,已知该结构具有分类学意义,并且在牙釉质表面磨损的牙齿中得以保存。对该结构的分析一致表明,‘人族洞穴’的人族与直立人和先驱人都有区别,将它们确定为可能是智人和古欧亚谱系基部的种群代表。”

Shara Bailey 补充说,整体牙齿形状支持这一结论。“在形状和非测量特征上,‘人族洞穴’的牙齿保留了许多原始特征,缺乏尼安德特人的典型特征。从这个意义上讲,它们不同于先驱人——后者在某些特征上开始像尼安德特人。牙齿形态学分析表明,到早更新世末期,人类种群的区域差异可能已经存在。”

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,即在气候变迁开辟了穿越现在的撒哈拉沙漠的迁徙路线的时期,西北非是早期人类演化的主要中心。正如 Denis Geraads 指出的:“撒哈拉是永久性生物地理屏障的观点在这一时期并不成立。古生物学证据显示了西北非与东部和南部稀树草原之间反复的联系。”

“人族洞穴”的人族生活在与格兰多利纳人族大致相同的时期,早于与尼安德特人和丹尼索瓦人有关的中更新世化石,比杰贝尔·伊罗(Jebel Irhoud)已知最早的智人遗骸早约50万年。他们结合了古老的非洲特征和预示着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提供了罕见的见解——遗传证据估计该祖先生活在76.5万至55万年前。来自摩洛哥遗址的化石证据最接近这一范围的较早部分。

Jean-Jacques Hublin 总结道:“来自‘人族洞穴’的化石可能是我们目前拥有的位于这一共同祖先根部附近的非洲种群的最佳候选者,从而加强了我们对物种深层非洲起源的看法。”