美国《科学美国人》月刊网站：著名的“露西”化石如何彻底改变人类起源的研究

露西的化石遗骸于1974年11月24日被发现，是目前发现最完整的早期人类祖先骨骼。来源：亚利桑那州立大学（化石网cnfossil.com配图）

（化石网cnfossil.com）据参考消息网（编译/卿松竹）：美国《科学美国人》月刊网站近日刊登题为《著名的“露西”化石如何彻底改变人类起源的研究》的文章，作者是唐纳德·约翰逊和约翰尼斯·海尔-塞拉西，文章内容编译如下：

每隔一段时间，古生物学的田野调查就会发现一块非同寻常的化石，它会彻底改变我们对生命之树一整个分支的起源和演化的理解。50年前，本文作者中的约翰逊在对埃塞俄比亚阿法尔地区的考察中就有过这样的发现。

1974年11月24日，约翰逊和他的研究生汤姆·格雷外出寻找人类祖先的化石。约翰逊盯着地面，突然发现一块具有类似人类解剖结构的肘部骨头。他朝山坡上瞥了一眼，又看到一些骨头碎片在正午的阳光下闪闪发光。在接下来的数周、数月和数年里，随着探险队努力恢复和分析因山坡受侵蚀而暴露出来的所有古代骨骼，事情变得明朗起来，那就是约翰逊发现了一位生活在大约320万年前的非同寻常人类祖先的部分骨骼。她被归类到一个新物种——南方古猿阿法种——并获得参考编号A.L.288-1，代表“阿法尔288号地点”。不过大多数人只知道她的昵称“露西”。

随着露西被发现，科学家被迫重新思考人类故事的关键细节，从人类起源的时间和地点，到各种灭绝的人类家族成员彼此之间以及与我们之间的关系。露西兼具类人猿和人类的特征，这表明她的物种在演化树中占据关键位置：是所有后来的人类物种的祖先，包括我们人属的成员。

自发现露西以来，人类起源研究领域最令人兴奋的进展之一是人们发现在史前的大部分时间里，有多个古人类物种生活在地球上。本文作者中的海尔-塞拉西发现了时间和空间范围与露西的同类重叠的古人类。本身就很迷人的这些人类大家庭成员还为我们理解他们的演化提供了重要背景，而这些物种很可能是我们所有人的起源。

要理解为什么露西对古人类学有如此巨大的影响，我们必须看看她被发现时的科学状况。在20世纪70年代初，有记录的最古老古人类化石被认为是距今大约250万年的南方古猿非洲种，来自南非。较年轻的化石可以分为两类：一种是所谓的粗壮型南方古猿，他们拥有巨大的臼齿和有力的颌骨；另一种是构造更精致的，或者说“纤细”的类型，包括人属。虽然南方古猿非洲种被归类为纤细型南方古猿，但该物种与这两个晚些出现的类群都不是特别相似。

然而，南方古猿非洲种是我们唯一有充分证据的古人类，其年代足以成为其他古人类的祖先。在东非有一些更古老的化石材料碎片，但不足以清楚地了解它们来自哪种生物。因此，科学家在绘制演化树时把南方古猿非洲种作为人属和粗壮型南方古猿最重要的祖先。但要想验证这个关于南方古猿非洲种的假设，科学家真正需要的是300万年以前的更完整化石。

1972年春，约翰逊与法国地质学家莫里斯·塔伊布前往埃塞俄比亚，寻找距今300万年以上的古人类化石。塔伊布很想带他去埃塞俄比亚东北部的阿法尔地区，他之前在那里看到过猪和大象的化石，这些化石似乎来自约翰逊要调查的时期。也许那里也有人类化石等待着被发现。在调查了该地区许多有化石的地点后，这个研究团队把注意力集中在一个叫哈达尔的地方。

1973年，当探险队返回哈达尔时，约翰逊有一个诱人的发现：一个估计有340万年之久的膝关节。这个膝盖的解剖细节表明，它来自一个像我们一样直立行走的古人类。这就证实了这些化石猎人关于哈达尔有古人类的预感。约翰逊怀疑这个膝盖属于某个南方古猿，但由于没有更多的解剖学信息，他无法确定它是来自南方古猿非洲种还是一个新种。这个研究团队最需要的是找到头骨和牙齿的遗骸，这些身体部位包含了在哺乳动物化石中区分物种的判断特征。研究人员只能希望在下一个田野调查季能够发现头骨和牙齿标本。

于是，在1974年的那个重要日子里，他们的梦想惊人地实现了。露西化石保存了头骨碎片和带有牙齿的颌骨，以及部分手臂、腿、骨盆、脊柱和肋骨——总共47块骨头，骨骼完整度高达40%。她的遗骨有望极大增进我们对人类成员过往的了解。

露西的名字来源于甲壳虫乐队的歌曲《露西在缀满钻石的天空》——当研究团队庆祝时，营地的录音机正在播放这首歌。露西立刻引起轰动。以前从未有过像露西这样的发现。她身材矮小——12英寸长(约合0.3米)的大腿骨表明她只有3.5英尺(约合1.07米)高，体重60至65磅(约合27.2至29.5公斤)。像很多动物一样，早期古人类表现出一种被称为两性异形的状况，其中一种形态差异是雄性身体比雌性大得多。露西太小了，不可能是男性。她冒出来的智齿和肢骨上没有未融合的生长板证实她已经成年。

其他特征显示了露西是如何行动的。在仔细检查了她的膝盖、臀部和脚踝并进行了广泛的生物力学研究后，约翰逊及其同事得出结论，她是直立行走的——查尔斯·达尔文认为这是人类的标志性特征——与我们自己的步态非常相似。其他学者对这些骨头有不同的解释，认为她走路时膝盖和臀部弯曲，就像黑猩猩偶尔用两条腿行走一样。

这场争论最终在1978年得到解决，当时研究人员在坦桑尼亚莱托利遗址形成于370万年前的火山灰中发现了令人震惊的古人类足迹。其中一些脚印非常细致，可以看到如同现代人在海滩上留下的脚印一样的所有特征。这表明，莱托利足迹主人的走路方式和我们一样，而不是像黑猩猩。由于在莱托利发现了与哈达尔古人类相似的古人类牙齿和颌骨，所以有理由认为是露西的同类留下了这些印记。

露西的下巴后缩，鼻子凸出，前额低斜，大脑很小，这些特征意味着她属于南方古猿属。但她的某些解剖结构暗示，她可能比该群体中其他已知物种更原始。她的下颌第一前臼齿是椭圆形的，只有一个尖端，与猿一样。同样，她的下肢相对较短，这可能是她那些更多时候在树上生活的祖先留下的演化特征。虽然只找到了她脑壳的一部分，但这些碎片表明她的脑容量为388毫升。这与现代人类的脑容量(平均为1400毫升)相比是非常小的，与现代黑猩猩的平均脑容量相当。露西证实了早先的猜测，即直立行走比更大容量的大脑更早演化出来。

由于骨骼的很大部分被保存下来，露西成了一个信息宝库。但她仍然只是一个个体。为了更深入了解她的物种，我们需要更多的标本。为此目的，在哈达尔和该区域其他地点继续进行的田野调查已获得大量额外的南方古猿阿法种化石，这些化石合起来提供了这个祖先的详细画像。

1975年，就在阿法尔288号地点发现露西的一年后，哈达尔研究团队在阿法尔333号地点附近的一个岩层中发现了200多个古人类化石标本。这批样本的年代略早于320万年前，包括成年男性和成年女性，以及部分婴儿和青少年，据估计至少代表17个个体，这些个体可能都有亲缘关系。这个团体后来被称为“第一家庭”。

1978年，在对当时已知的所有南方古猿物种进行彻底的比较研究后，约翰逊及其同事得出结论认为，尽管这些遗骸中一些显而易见的牙齿和颅骨特征在其他南方古猿成员身上也存在，但在哈达尔和莱托利化石中看到的整体形态特征是独一无二的，构成一个科学上的新物种：南方古猿阿法种。此外，他们提出，南方古猿阿法种在演化树上占据突出位置，取代南方古猿非洲种，成为较晚出现的人属和粗壮型南方古猿等古人类的最后共同祖先。

其他化石的发现支持了南方古猿阿法种和人属之间的联系。很长一段时间以来，已知最古老的人属化石只能追溯到大约200万年前，这使得最年轻的南方古猿阿法种化石与最古老的人属化石之间的间隔超过了100万年。1994年，研究人员在哈达尔发现了一块233万年前的上颚，即构成口腔顶部的骨头。它与人属中已知最早的成员能人有着相同的形态特征，这就将时间差距缩小了数十万年。2013年，一个在哈达尔东北部工作的团队发现了一个280万年前的下颌骨的左半部分，这块骨头兼具南方古猿阿法种的特征和早期人属的特征。它在南方古猿阿法种和人属之间提供了另一块垫脚石，并加强了两者之间形态上的联系，这有助于验证南方古猿阿法种最有可能是我们自己这一属祖先的假说。

人类化石通常并不多见，这意味着当新的标本出现时，我们对过去的理解可能会发生巨大变化。当南方古猿阿法种在1978年被命名为一个新物种时，它是有记载的最早的人类祖先，年代在距今380万至300万年间。在20世纪90年代中期发现的化石将有关早期古人类的记录延伸到更早时期。1994年，在埃塞俄比亚阿法尔裂谷的中阿瓦什地区工作的研究人员发现了440万年前的古人类化石。

他们认为这些遗骸属于一个新物种——地猿始祖种。第二年，根据在肯尼亚图尔卡纳盆地发现的化石又令另一个新物种获得命名：生活在430万至380万年前的南方古猿湖畔种。随着这两个物种的命名，南方古猿阿法种失去了作为最古老古人类物种的特殊性，但它获得了自己的起源故事：南方古猿湖畔种被认为是南方古猿阿法种的直系祖先。最近，在乍得、肯尼亚和埃塞俄比亚的发现已将人类的起源推到700万年前。

在1960年之前，人类起源的研究者认为，在过去的任何特定时间里，只有一个单一的古人类物种存在。这一概念源于一种观点，即竞争会阻止具有相似适应能力的相关物种共存，这一原则被称为竞争排斥。古人类的化石记录似乎支持这一观点，直到在肯尼亚和坦桑尼亚的同一地质层发现了两种不同的古人类化石。

当人们意识到南方古猿阿法种可能有多达三个与之同时代的古人类物种时，人们开始质疑它是日后包括人属成员在内的所有古人类祖先的说法。我们必须考虑与之同时代的其他物种会不会是比它更好的候选者。在实践中，很难确定无疑地将这些散乱的证据联系起来。一个重大问题在于其他物种的样本数量太少，不足以做出有意义的比较。

随着这些新近发现的古人类的更多化石重见天日，也许其中一个物种会成为领跑者。在那之前，南方古猿阿法种仍然最有可能是人类的祖先，也最有可能是人类进化史上最重要的物种之一。