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《国际骨骼考古学杂志》:和县直立人头骨表面痕迹揭示埋藏环境与生存活动

收藏 打印 发给朋友 来源: 化石网 网站编辑:化石猎人
热度23票 浏览12次 时间:2021年1月12日 12:40
和县人头骨化石及出土洞穴、地层信息(郭肖聪、吴秀杰供图)

和县人头骨化石及出土洞穴、地层信息(郭肖聪、吴秀杰供图)

和县直立人头盖骨表面的裂痕(吴秀杰供图)

和县直立人头盖骨表面的裂痕(吴秀杰供图)

和县直立人眶上圆枕部环境侵蚀痕迹(吴秀杰供图)

和县直立人眶上圆枕部环境侵蚀痕迹(吴秀杰供图)

和县直立人头骨后部创伤痕迹(郭肖聪供图)

 和县直立人头骨后部创伤痕迹(郭肖聪供图)

(化石网报道)据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所:古人类化石表面各种异常痕迹,包括骨折、创伤、病变、先天畸形、变形、溶蚀等,是探索早期人类生存活动、健康状况、死亡原因以及埋藏环境的重要证据之一。

2021年1月8日,《国际骨骼考古学杂志》(International Journal of Osteoarchaeology)在线发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所吴秀杰、刘武、郭肖聪与美国夏威夷大学Christopher Bae合作完成的关于“和县直立人头骨表面异常痕迹”(Neurocranial abnormalities in the Middle Pleistocene Homo erectus fossils from Hexian, China)的研究论文,发现和县直立人的死亡年龄为20岁左右,生前头骨后部遭受过创伤、死后埋藏环境导致其眉脊处发生腐蚀、化石出土时由于地层挤压造成头盖部出现多处裂痕。

和县直立人头盖骨化石1981年发现于安徽省和县陶店镇汪家山北坡的龙潭洞,地质年代为中更新世,距今40万年前。龙潭洞发现的人类化石一共有14件,包括一件完整的头盖骨、两件头骨碎片、一件附带两枚牙齿的下颌骨残段,以及10枚单个牙齿,代表至少5个个体。龙潭洞洞口朝东,洞口较小。洞穴内部不规则、低矮,不适合人类居住,和县人类化石及伴生的哺乳动物化石碎片大多发现于洞穴深处的狭小空间,据此推测和县人死亡的原因,最大可能为洪水灾害或者肉食动物捕食而致(图1)。 

研究发现,和县头盖骨表面有三种类型的异常痕迹:1)地层挤压导致的裂痕(图2):贯穿整个头盖骨内外表面,具有多个破裂的中心点及由此向四周呈放射状的长短不一的线性裂缝,裂缝边缘锋利,裂缝内部没有侵蚀陷窝或者地层沉积物,也没有人工打击或内侧边缘愈合痕迹;2)埋藏环境侵蚀痕迹 (图3):眉脊外表面有很多不规则、边缘光滑或者尖锐的凹陷和凸起,凹陷底部粗糙,板障层和内板层光滑连续,没有被侵蚀的痕迹;3)创伤痕迹(图4):位于顶骨后部的矢状缝两侧,左侧痕迹近似四方形,长42.0 mm,宽28.0 mm;右侧痕迹近似三角形,长12.5 mm,宽5.0 mm。痕迹的四周有条带状隆起愈合痕迹,中央区域出现不规则增生的骨性结构。CT图片显示,创伤边缘处的外板层有微弱凹陷,但板障层、内板层没有发现厚度变化,提示伤害不是因为外力打击所致。排除各种可能导致外板层病变的因素(  肿瘤、微量元素缺乏、感染性疾病、骨膜炎),导致创伤的最大可能因素是暴力性头皮拉伤,和县直立人生前被人从身后抓住头发,用力拉扯导致头皮脱落,继而引起头骨外板层受到感染,愈合后留下微创痕迹;此外,还有一种可能为烧伤导致,头骨后部的头发被火点燃,导致头皮及其下面的骨壁感染、硬脑膜下血肿。  

迄今为止,世界范围内,大约有50余例更新世古人类化石被报道有创伤痕迹,但其中大多数是晚更新世人类。早、中更新世有创伤的古人类化石标本很少,目前国外报道的只有13例,包括欧洲11例,非洲1例,印度尼西亚1例。中国发现的古人类化石,正式发表的能够确定为创伤痕迹的有5例,包括南京1号直立人额骨烧伤痕迹,马坝人额骨暴力打击痕迹,和许家窑人3块头骨碎片微创痕迹。周口店直立人虽然被记录有创伤痕迹,但由于化石丢失,难以确认。蓝田直立人头盖顶部的异常为埋藏环境侵蚀导致。此外,一些古人类化石,如丽江、大荔等,虽然也被提及可能有创伤痕迹,但并没有进行详细研究。 

在和县直立人发现以来的40余年里,虽然不断有新的发现和认识,但主要是集中在化石特征及其演化地位的分析上,本项研究首次聚焦和县头骨表面的异常痕迹,为探讨中更新世古人类生存环境和行为方式提供了新证据。

本研究得到了中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金等项目的支持。 

论文链接:http://dx.doi.org/10.1002/oa.2950

相关报道:古人类学家研究揭秘:40万年前和县直立人头盖骨发现三类异常痕迹

(化石网报道)据中新网北京1月11日电(记者 孙自法):2021年是40万年前中更新世的和县直立人头盖骨化石发现40周年。由中美科学家合作完成的一项最新研究发现,和县直立人头盖骨化石表面有地层挤压导致的裂痕、埋藏环境侵蚀痕迹、创伤痕迹等三种类型的异常痕迹,从而揭示出该古人类化石的埋藏环境与生存活动。

这是和县直立人发现40年来,在此前主要集中于化石特征及其演化地位分析并不断有新的发现和认识基础上,首次聚焦和县直立人头骨表面的异常痕迹的专项研究,也是中国古人类化石创伤痕迹的第一次详细研究,为探讨中更新世古人类生存环境和行为方式提供了新证据。

异常痕迹有哪些异常?

这一古人类研究的重要成果论文,由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)科研人员吴秀杰、刘武、郭肖聪与美国夏威夷大学克里斯托弗·贝(Christopher Bae)合作完成,近日以“和县直立人头骨表面异常痕迹”为题在专业学术期刊《国际骨骼考古学杂志》在线发表。

古人类化石表面各种异常痕迹,包括骨折、创伤、病变、先天畸形、变形、溶蚀等,是探索早期人类生存活动、健康状况、死亡原因以及埋藏环境的重要证据之一。中美古人类学家合作研究发现,和县直立人的死亡年龄为20岁左右,生前头骨后部遭受过创伤、死后埋藏环境导致其眉脊处发生腐蚀、化石出土时由于地层挤压造成头盖部出现多处裂痕。

论文第一作者兼通讯作者吴秀杰研究员介绍说,最新研究发现,和县头盖骨表面有三种类型的异常痕迹:一是地层挤压导致的裂痕,主要表现为贯穿整个头盖骨内外表面,具有多个破裂的中心点及由此向四周呈放射状的长短不一的线性裂缝,裂缝边缘锋利,裂缝内部没有侵蚀陷窝或者地层沉积物,也没有人工打击或内侧边缘愈合痕迹。

二是埋藏环境侵蚀痕迹,包括眉脊外表面有很多不规则、边缘光滑或者尖锐的凹陷和凸起,凹陷底部粗糙,板障层和内板层光滑连续,没有被侵蚀的痕迹。

三是创伤痕迹,包括位于顶骨后部的矢状缝两侧,左侧痕迹近似四方形,长42毫米、宽28毫米;右侧痕迹近似三角形,长12.5毫米、宽5毫米。痕迹的四周有条带状隆起愈合痕迹,中央区域出现不规则增生的骨性结构。

头骨创伤为什么形成?

三类异常痕迹之中,40万年前古人类头骨创伤因何形成备受关注。

吴秀杰分析称,CT图片显示,创伤边缘处的外板层有微弱凹陷,但板障层、内板层没有发现厚度变化,提示伤害不是因为外力打击所致。排除各种可能导致外板层病变的因素(肿瘤、微量元素缺乏、感染性疾病、骨膜炎),导致创伤的最大可能因素是暴力性头皮拉伤,和县直立人生前被人从身后抓住头发,用力拉扯导致头皮脱落,继而引起头骨外板层受到感染,愈合后留下微创痕迹。

此外,还有一种可能为烧伤导致,头骨后部的头发被火点燃,导致头皮及其下面的骨壁感染、硬脑膜下血肿。

40万年前的死因是什么?

和县直立人头盖骨化石1981年发现于安徽省和县陶店镇汪家山北坡的龙潭洞,地质年代距今为40万年前中更新世。龙潭洞发现的人类化石一共有14件,包括1件完整的头盖骨、2件头骨碎片、1件附带两枚牙齿的下颌骨残段以及10枚单个牙齿,代表至少5个个体。

龙潭洞洞口朝东,洞口较小,洞穴内部不规则、低矮,不适合人类居住,和县人类化石及伴生的哺乳动物化石碎片大多发现于洞穴深处的狭小空间,据此推测和县人死亡的原因,最大可能为洪水灾害或者肉食动物捕食而致。

全球同类研究情况如何?

据了解,世界范围内迄今大约有50余例更新世古人类化石被报道有创伤痕迹,但其中大多数是晚更新世人类。早、中更新世有创伤的古人类化石标本很少,目前国外报道的只有13例,包括欧洲11例,非洲1例,印度尼西亚1例。

中国发现的古人类化石,此前正式发表的能够确定为创伤痕迹的有5例,包括南京1号直立人额骨烧伤痕迹、马坝人额骨暴力打击痕迹和许家窑人3块头骨碎片微创痕迹。周口店直立人虽然被记录有创伤痕迹,但由于化石丢失,难以确认。蓝田直立人头盖顶部的异常为埋藏环境侵蚀导致。此外,丽江、大荔等一些古人类化石虽然也被提及可能有创伤痕迹,但尚未进行详细研究。
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