
01
自古以來,人類就一直好奇,他們的"最初"祖先長什麼樣子?而基于這種對許多奇幻的古代人類誕生方式的想象,世界上幾乎每個國家都有自己的"童話創造"傳說。
然而,無論在哪個時代,人類社會都會存在一些看到真相的智者。
柏拉圖和亞裡士多德
早在公元前5世紀,兩位古希臘人,聖人柏拉圖和亞裡士多德,就提出了關于人類起源的最早想法:
整個自然界,包括人類,是一個完整的系統。這意味着人類和其他動物必須起源于相同的模式。
盧克雷紹
在公元前1世紀.C,羅馬哲學家呂克萊紹在他的《自然理論》一書中說:
與羅馬人不同,最早的人類像動物一樣過着洞穴生活,既不制造工具,也不使用語言。
達爾文
當然,這些小衆理論往往是看不見的,長期以來一直受到宗教神權力量的壓制。直到1871年,英國生物學家查爾斯·羅伯特·達爾文(Charles Robert Darwin)才出版了《人類的起源和性選擇》(The Origin and Sexual Choice of Man)。在這本書中,他的物種進化理論完全推翻了所有關于人類誕生的神話和傳說:
達爾文認為,根據他所收集的大量資訊證據,可以推斷出人類同樣被進化論的原則所支配——事物的選擇。
然而,當達爾文在1859年首次提出進化論(物種起源)時,卻招緻了嚴厲的批評:因為根據當時遺傳學的"雜交理論",生物的本質是黑白的,得到後代灰,灰燼和灰燼的後代出現亞灰色,等等,這些性狀都變得越來越單調,不可能有很多替代性狀, 使事物的自然選擇不存在。
孟德爾
1865年,奧地利生物學家格雷戈爾·孟德爾(Gregor Mendel)用豌豆雜交實驗揭示了生物學遺傳奧秘的基本規律,就像達爾文對進化論的進一步解釋一樣:
在對前後近30,000顆豌豆進行了測試後,孟德爾最終得出結論,豌豆的雜交性在後代系列中是3:1。
孟德爾認為,如果後代隻是簡單地結合其父母的特征,那麼這些生物重複出現的所有特征都将趨于相同,這顯然與物種的多樣性和豐富多彩的性質不一緻。
基于這一假設,孟德爾發現了生物遺傳理論中的兩大定律:
一、分離法:确定相同性狀的一對遺傳因子彼此分離,獨立傳給後代;
二、自由組合定律:不同遺傳性狀的确定,不同遺傳因素之間可以自由組合。
"數學是關于生物學的,它就像木匠店裡的刮胡刀。
達爾文和孟德爾
達爾文沒有孟德爾那樣紮實的數學技能,孟德爾是一位生物學家,從小就是一名博物學家,一直蔑視數學。
但孟德爾以數學為重要工具,從自然界的複雜性和多樣性中深入審視問題,獲得了偉大的生物遺傳規律。
不僅如此,孟德爾還在達爾文的德文譯本《物種起源》中做了一些注釋,希望為達爾文的進化論提供遺傳理論,孟德爾從他發現的多種性狀自由組合的規律中推斷出:
如果兩種具有不同性狀的植物之間有7對授粉,則可以産生許多不同的組合。簡而言之,一個物種的種群越大,其遺傳多樣性就越大,即所有生物都是多樣化的。
那麼,這個結論就可以得到達爾文的實體選擇和适者生存理論的很好的補充。
真理的發現往往颠覆了人們以往的認知,甚至打破了宗教權力的禁忌。
遺傳學和進化論的結合催生了分子生物學和重組DNA技術,導緻了一門揭示生命本質的全新學科:生命科學。
生命科學的發展到今天,已經能夠利用化石來确定人類進化的過程,DNA作為載體來建立人類的進化譜系。但很少有人知道科學家是如何發現人類祖先最早的化石的。
02
事實上,化石的形成需要極其嚴格的環境要求,那麼古人類學家在哪裡可以找到它們呢?
首先,形成化石需要足夠長的時間。衆所周知,人類有大約600萬年的進化曆史,足以讓早期的人類骨骼形成化石。
其次,遺骸需要儲存在被沉積物覆寫的地方,或者被河流沖入這樣的區域。
更重要的是,大陸闆塊運動也巧合地允許這些儲存下來的遺骸上升,使它們暴露在陸地上。
黑猩猩
早在19世紀,達爾文就推斷出最接近人類的黑猩猩和大猩猩主要生活在非洲,它們的祖先可能就生活在非洲。這是事實,直到今天,非洲仍然是尋找人類起源的最佳地點。
當然,研究人員無法在非洲各地尋找人類化石。那麼有沒有一個特定的領域可以走捷徑呢?
古人類學家的主要目标是尋找自然侵蝕暴露的岩層。
這些岩層被稱為灰石,由大陸闆塊的構造運動揭示,結合裂谷的火山活動和天氣侵蝕。
非洲坦尚尼亞的奧杜威峽谷(Oduwe Gorge)是著名的東非大裂谷地形,那裡的構造運動和侵蝕暴露了含有人類化石的凝血層。
雖然很多人都能了解山帶的形成與喜馬拉雅山脈相似的闆塊碰撞引起的高山帶的形成,以及由于闆塊俯沖而形成的深不可測的馬裡亞納海溝等地形,但對其他垂直地殼活動"沉降"缺乏了解。
這是因為地球表面總是處于風化→積累的動态平衡中。在發生沉降的區域,地表慢慢下沉,在景觀中形成窪地,然後沉入湖泊。然後遺骸很容易在這裡化石。
換句話說,那些生活在非地質沉積區的人相當于生活在風化侵蝕區,很難儲存地層,并且很難在大時間尺度上儲存為化石。即使化石在相對較短的時間内被埋在地下,也很容易被長期的風化和侵蝕所破壞。
埃塞俄比亞位于東非東非大裂谷,是地球上最年輕的地質定居點之一。奧杜威峽谷是位于東非東非東非大裂谷的東西向峽谷,長約50公裡,深900米。
東非東非東非大裂谷的形成是複雜的,3000萬年前,當非洲闆塊和印度洋闆塊向相反方向延伸和漂移時,地殼會彎曲和斷裂形成裂縫,裂縫之間的區域會向下沉降,主斷層外的地殼會向上上升, 形成東非大裂谷的谷底和谷壁。
裂谷的底部斷層通常很深,以至于來自地核的液體物質從中流出。在非常高的壓力下,地球的熔融核心像火山一樣噴發,或者以熔岩流的形式緩慢溢出。火山噴發通常由火山灰組成,富含鉀和氡等化學物質,火山灰形成的岩石是火山灰岩。
凝固的岩石具有獨特的化學形式,是以是決定古代人類遺址年齡的重要參考因素。
03
事實上,古人類學家不會直接測量人類骨化石的年齡,因為它是不可測量的。一般來說,碳14或放射性碳測年法是一種常用的技術手段。但這種方法在古人類化石研究領域應用較少。主要原因是碳14測年法最多隻能測量數萬年,人體骨化石的形成時間遠遠大于該方法的極限。
其實,大多數時候,古人類學家會直接參考地質構造測年法,可以簡單地解決人類骨化石年齡的問題。
根據地質學的基本規律。在層狀岩層的序列中,岩層的第一個形成位于下面,岩層的形成位于上面。根據岩層頂部和底部之間的關系,可以大緻确定地層形成的形成時間。
岩層的時間是在這樣的基礎上确定的,即如果在岩層中發現了某種古生物化石的組合,則可以确定岩層的年齡。
除了古化石測年法外,同位素法(非C14法)也可用于測量岩層年齡。
當談到同位素時,它實際上是具有相同數量的質子和不同中子的相同元素。例如,碳-12、碳-14,或鈾-235、鈾-238等。
在碳原子的情況下,它可以包含六個或八個中子,即碳-12和碳-14。
碳-12非常穩定,碳-14以固定速率(5730)失去中子衰變為氮-14,直到它穩定下來,這一過程稱為衰變。
衰變過程完全不受外界的影響,這一特征非常符合測量岩石時間的需要。是以,培育出多種同位素測年法。
同位素測量時間跨度非常大,數億年鈾鉛測年法,鈾-238衰變為鉛-206半衰期為44.7億年。稍短一點,鉀-40衰變為氩-40的半衰期為13億年。
通常,當科學家測量火山岩的年齡時,更常見的方法是鉀測年法。
這是因為火山噴發時,岩漿中含有一定量的鉀-40,十字架的沸點特别低,在高溫下可以完全揮發。
也就是說,冷卻後的岩石最初是無氩氣的,但随着鉀-40衰變為氡-40,這些氩-40實際上被困在岩石中,是以可以通過了解岩石中鉀-40與氡-40的比例來計算火山岩的年齡。
04
八百萬年前,非洲大部分地區被茂密的森林覆寫,散布着河流和湖泊,大多數靈長類動物生活在樹上,這是人類和黑猩猩的共同祖先。在接下來的300萬年裡,地球經曆了很長一段時間的寒冷天氣。
随着氣候越冷越幹燥,非洲茂密的森林逐漸被開闊的林地所取代,兩者之間出現了一片草原。正是在氣候變化的這一時期,人類祖先開始在非洲進化。
而雙足直立行走是人類與黑猩猩差別化的一個重要特征。
埃塞俄比亞迪基卡地區
2000年12月10日,在東非埃塞俄比亞的一個偏遠地區迪基卡,由美國人類起源研究所的Zelasenay Alemsejid上司的團隊發現了南部古代猿類(阿爾法物種)的骨骼化石,距離被稱為"人類之母"的露西那猿化石4公裡。
320萬年前的人類化石,南方古代猿類α種——露西
根據石灰岩周圍化石的年代測定,并根據化石在兩層石灰岩之間的相對位置,計算出南方古猿生活在331萬至335萬年前,比露西早10萬多年,是迄今為止發現的最早的人類祖先化石。
在比較了化石的永久冠冕後,人類頭骨屬于一個3歲的女孩,包括一個完整的頭骨,一個完整的軀幹骨和不完整的肢體骨,其中許多仍然連接配接和未受破壞。如此完整的人類祖先的化石是罕見的,而兒童化石甚至更罕見,因為兒童的骨骼更加脆弱,難以儲存。
這個孩子被命名為"Selam",在埃塞俄比亞語中意為"和平",并希望在阿法爾地區戰鬥的幾個非洲部落能夠走向和平。
當時,塞勒姆的大部分地區被埋在砂岩(沉積岩)中,隻有一張小臉暴露在地面上,但古人類學家一眼就看出它是人類化石,因為它光滑的眉骨和小犬齒。它與猩猩的頭骨非常不同。
從岩石中去除化石很困難,需要小心使用牙科工具去除周圍的混凝土狀岩石。
250萬年前,非洲南部古猿類,湯氏幼兒
雖然塞拉姆死時隻有3歲,但她已經具備了阿凡南猿的特征,比如她突出的口鼻、窄鼻骨,與在南非出土的250萬年前的南非猿類(非洲南部古猿種)——"Ton幼兒"截然不同。她的下巴和《南方露西》非常相似。
塞拉姆的大部分頭骨都沒有被發現,但她腦腔的自然岩石模型,在大腦内壁上有标記,表明薩拉姆的大腦發育比黑猩猩慢,這也符合人類的特征。由于薩拉姆的大腦容量僅為成年人的65%至88%,黑猩猩達到3歲,腦容量超過成人的90%。更重要的是,塞勒姆的"月亮形凹槽"(大腦表面的彎曲凹陷)表明,她大腦皮層中的組織模式比黑猩猩或大猩猩更人性化。
像其他阿法南猿一樣,薩拉姆有許多特征表明她可以用雙腿在地面上行走,并且她的腳跟寬度更接近人類。
但她上半身的一部分與适應樹上的生活有關,她的手指骨長而彎曲,很容易抓住樹枝,她的肩胛骨類似于猿類(朝上)而不是人類(面向側面)。
然而,塞勒姆肩胛骨後部與脊髓肌肉附着區域的比例與人類相似。人類側的下部較大,而猿類的上部面積較大。
像其他阿法南猿一樣,薩拉姆的腿适合走路,手指适合攀爬。"馬賽克進化"(一種在生物體不同部位進化速度不均勻的現象)的一個真執行個體子表明,進化不能像魔術一樣,把四足動物變成一個直立的兩足行走者。
在自然選擇中,雙足行走動物的進化模式一定是下肢和骨盆的第一次進化,随後上肢和肩膀進化而來。
是以,科學家一緻認定,南方古猿屬是該屬的直系祖先,而該屬共發現17種,其中16種已經滅絕,隻有我們的智人這個"幸運"。
結語
雖然很多人都受過良好的教育,但他們仍然不相信人類是從猿類進化而來的,希望這篇文章能幫助他們。