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納萊迪人——既原始又現代的南非新星

寒波_96
・2015/09/16 ・2632字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 521 ・七年級
相關標籤: 納萊迪人 (4)

最近人類考古界的焦點,集中在南非新發現的古代人種納萊迪人(Homo naledi)。論文發表後世界媒體紛紛報導,然而納萊迪人的學術價值,真的值得這麼多注目?這個新人種又能如何改寫我們對人類演化的認知?

來自南非的信

2013年時,探險者在南非一個叫做「升星(Rising Star)」的岩洞系統深處,發現一些古代人類的化石,但最後的通道寬度只有20公分,無法進入更進一步挖掘。考古學家李.伯格(Lee Berger)因此向世界發出求援訊息,徵求各界協助。獲得支援後,龐大的跨國團隊在地底深處一共尋獲1550件人類遺骸,至少屬於15個個體,能拼湊出全身完整的骨架[1]。

這是至今整個非洲的單一遺址中,非智人的人類化石一次發現過的最多數目。伯格組成的團隊幾天前正式發表2篇論文[2] [3] [4],報告2年來的成果,命名了全新的人種-納萊迪人。他們還計劃陸續發表至少一打論文,詳細闡述他們的新發現[5]。

人怎麼進洞的?

遺骸不會無緣無故集中某處,為什麼它們會出現在地底深處?

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扣除其他超自然因素,一個可能是自然力量,例如水流造成,然而現場並沒有水流過該有的痕跡;另一可能是被動物拖進去,這些骨頭卻毫無咬痕,相當完整,因此也不像。事實上,除了人的骨頭以外,現場只有一點點小動物的遺骸,沒有大型動物,連動物都進不去,可見真的十分難以進入;谷內也沒有石器或任何工具,意謂這些人應該不是住在裡面。

升星谷內的化石位置,相當不容易抵達。(取自ref 1)
升星谷內的化石位置,相當不容易抵達。(取自ref 1)

那麼剩下最可能的解釋,就是這些人是被同類運進去的屍體。可是考古學家們大費周章,好不容易才爬進通道,這些人當初又是怎麼辦到的?即使當時洞口比較寬,不用這麼費力,納萊迪人也比較矮小,但除非地形發生過劇烈變化,否則這些遺骸所在的位置,一定還是在離出口很遠的地下深處,進入洞穴後要再出來,不可能不用照明。

納萊迪人當然沒有手電筒,他們多半是配備移動式火把之類的照明器具;然而納萊迪人的腦容量跟南猿沒差多少,只有465到560 cc,他們有足夠的智力使用移動式火把嗎?更重要的是,要是這個假說為真,他們竟然懂得集中屍體!這些人是死亡以後,被他們的同類有計劃的「送進墓室安葬」嗎?目前仍不得而知。

南非新星納萊迪人

由於有好幾個個體,科學家們得以詳細研究納萊迪人的種內差異,有趣的是,這些個體之間的形態沒什麼差異,不同個體的同一部位都相當相似。形態上,納萊迪人有相當多屬於人屬(Homo)的特徵,但全身的組合方式前所未見,因此才被歸類為人屬下的一個新種,「naledi」是南非塞索托語「星」的意思。

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科學家們很少有機會獲得古代人種的完整骨架,尤其是在非洲。納萊迪人雖然被歸類到人屬,卻也具備一些南猿的原始特徵。種類繁多,生存年代大部分介於200到400萬年前的南方古猿屬(Australopithecus),是公認的人屬祖先,不過最早的人屬物種出現在280萬年前[6],兩者應該共存了一段時間。

納萊迪人各部位的形態,兼具人屬與南方古猿屬的特徵。(取自ref 4)
納萊迪人各部位的形態,兼具人屬與南方古猿屬的特徵。(取自ref 4)

比起後來出現的人屬,較早演化出的南猿,形態在定義上比較「原始」。這裡南猿的原始,對應的是人屬的「現代」特徵;原始與現代是相對的,同樣屬於人屬,智人的特徵就又比巧人這種早期人種現代得多。

混合原始與現代特徵的馬賽克人種

儘管納萊迪人的頭骨形態接近生存於150到210萬年前的3個早期人種:巧人、魯道夫人,與非洲直立人,腦容量卻是南猿等級,還裝不滿一個手搖杯,不到絕大多數人屬的標準。另外他們肩膀與骨盆的構造也很像南猿,不像人屬,換句話說,納萊迪人在身體核心部位,還是南猿。

納萊迪人的四肢都像人。一般認為四肢構造與生活形態有關,樹棲式生活時,手指以抓握樹枝優先;但改為在地面生活後,不用再像泰山一樣在樹上蕩來蕩去,用腳走路將更重要,因此手與腳的結構都會產生改變。納萊迪人的手與手腕都跟人類似,不像南猿,理論上應該較為適合使用工具,然而手指卻比人彎曲,依然適合抓握樹枝。

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納萊迪人過著樹棲生活嗎?他們的腿及腳構造卻跟我們相當相似,是適合走路的形態,長腿也讓他們的身高遠比1公尺左右的南猿高大,可達150多公分,跟比較矮的智人,例如凱莉.米洛不相上下。由於幾乎沒有納萊迪人除了骨架以外的其他資訊,因此很難推斷他們實際的生活方式,不過猜測碰到危險時他們能爬上樹避難,倒不會太過分。

年代未知,地位成謎

目前仍無法定出納萊迪人的年代,所以不容易推估它在人類演化史上的位置。這個人種兼具原始與現代的特徵,不論擺在任何年代都不會太奇怪。納萊迪人也許早在280萬年前就與我們的人屬直系祖先分開,獨立演化,所以仍保有這麼多南猿的特徵。

納萊迪人的體型與身體比例,接近160萬年前的非洲直立人「圖爾卡納男孩」,不像更早的阿法南猿「露西」。(取自ref 4)
納萊迪人的體型與身體比例,接近160萬年前的非洲直立人「圖爾卡納男孩」,不像更早的阿法南猿「露西」。(取自ref 4)

納萊迪人也可能出現在150到210萬年前,這段早期人種從原始轉型為現代形態的年代;160萬年前的非洲直立人,體型與身體各部位的比例,都已經接近現代人,也與納萊迪人類似。他們甚至有機會存活於100萬年內,甚至距今只有幾萬年,是智人的鄰居;畢竟我們已經見識過,印尼的佛洛勒斯島上,有種叫佛洛勒斯人的小腦袋人種,也具有少數南猿的形態特徵,卻直到2萬年內才滅絕[7]。

納萊迪人會是我們的祖先嗎?機會不大,至少在得知確切的年代之前,任何推論都只是猜測。不論納萊迪人生存在多久之前,都將重整我們對人類演化的認知,只能說,每多一筆新發現,都再一次提醒我們,人類的演化史相當複雜,而我們所知仍相當有限。

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參考文獻:

  1. New human species discovered
  2. Berger, LR et al. (2015). Homo naledi, a new species of the genus Homo from the Dinaledi Chamber, South Africa. eLife
  3. Dirks, PHGM et al. (2015) Geological and taphonomic evidence for deliberate body disposal by the primitive hominin species Homo naledi from the Dinaledi Chamber, South Africa. eLife
  4. This Face Changes the Human Story. But How?
  5. Crowdsourcing digs up an early human species
  6. Villmoare, B et al. (2015) Early Homo at 2.8 Ma from Ledi-Geraru, Afar, Ethiopia. Science
  7. Human evolution: Small remains still pose big problems

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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大腦是個很棒的東西,但是早期 Homo 的大腦不一樣
寒波_96
・2021/05/06 ・3267字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 487 ・五年級

大腦,是人類一大招牌特色。人類所屬的 Homo 曾經有過許多物種,最早的 Homo 誕生超過 200 萬年。新研究卻發現我們的額葉,要等到距今 170 萬年過後才形成。[1, 2, 3, 4]

人類簡史

人類的演化並非一步到位,而是延續數百萬年的漫長過程。已知紀錄中,最早的 Homo 化石距今 280 萬年,出土於東非;但是 200 到 280 萬年前這段期間,化石非常稀少。到了 200 萬年前左右,有巧人(Homo habilis)、魯道夫人(Homo rudolfensis)、直立人(Homo erectus),至少 3 種近親共存。

非洲以外最早的 Homo 化石,出土於亞洲西南部的喬治亞 Dmanisi 遺址,距今大約 177 萬年,一般認為是直立人,或是類似直立人的型號。但是更早以前,也許已經有其他人離開非洲。例如黃土高原便出土過距今 210 萬年的石器。

至於亞洲東部的直立人和其他古人類,像是北方的藍田人、北京人,南方的爪哇人、佛洛勒斯人(Homo floresiensis),都是距今 170 萬年以內的事了。一百多萬年來眾多 Homo 們之間複雜的交流、繼承、遷徙、取代、合體關係,曖昧難解。

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現代化額葉是什麼時候轉型的?

大腦的改變,是人類演化史上非常關鍵的部分。但是頭殼是硬的,有機會形成化石;大腦軟軟的,幾乎不可能變成化石保存,又該怎麼研究呢?

幸好有些時候,大腦的形狀會印在頭殼上,就像軟體動物的印痕化石。這類樣本雖然稀罕,總是比沒有好,能夠提供極為寶貴的線索。

各地古人類以及他們額葉的演化。圖/參考資料 2

新研究比較不同地點、年代的古早頭殼,分析大腦組織的方式,特別是額葉(frontal lobe)。

額葉與認知、語言等功能有關,裡頭的布羅卡區(Broca’s area)對語言至關重要,可謂人之所以為人的一項基礎。

大腦是個很棒的東西,但是早期 Homo 的大腦不一樣

分析對象不只各色 Homo,也包括更資深的南猿。南猿超過 400 萬年前誕生,衍生出許多物種,一直到 200 萬年前全部滅團。Homo 當初應該就是由某群南猿改版而來,和其餘南猿共存了相當一段時間。

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比較結果是:南猿的額葉和黑猩猩相似;而且連末代南猿,198 萬年前住在南非的泉源南猿(Australopithecus sediba)也不例外。上述結果並不意外,畢竟南猿的身體構造、體型、腦容量等特徵,和黑猩猩相去不遠。

那麼 Homo 呢?距今 200 到 280 萬年前期間欠缺樣本;約 200 萬年前的巧人,和南猿差別仍然有限;

值得玩味的是,已經離開非洲,喬治亞 177 萬年前的直立人,額葉組成竟然也還沒什麼改變!

各種古人類們的腦容量、年代、地理位置。大致趨勢是愈接近現代,腦容量愈大,不過納萊迪人 (DH3)、佛洛勒斯人(LB1)例外。圖/參考資料 1

之後大家都有了升級改版的額葉

要一直到距今 150 萬年前之後,才有明顯的轉變。在此之後,不論非洲的直立人、亞洲的直立人,或不太像是直立人的任何其他人,額葉組成都更接近我們。

此一階段另一顯眼的變化是,各地古人類的腦容量都變得更大。由此看來,額葉改版似乎和腦容量增大的趨勢一致。但是距今不是太久的 2 種小腦袋古人類:南非的納萊迪人(Homo naledi)、東南亞外海島上的佛洛勒斯人,卻可能也配備現代版額葉。

距今 20 多萬年的納萊迪人,以及數萬年前的佛洛勒斯人,某些形態特徵相當原始,生存年代卻相對晚近,因此難以判斷與其他人的關係,也不清楚他們的額葉在何時發生轉變。不過應該能夠判斷:腦容量和額葉組織的關係,並非完全一致。

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另一點較為肯定的是,

距今 280 萬年前 Homo 首度誕生的時刻,額葉尚未改版,甚至到了一百萬年後,最早離開非洲的直立人也還沒有。額葉重組似乎發生在距今 150 到 170 萬年前,普及化是 150 萬年以後的事。

額葉組織再造,才能製作更複雜的石器?

不可忽略,額葉改變的年代,和石器技術發生轉型,更複雜的阿舍利(Acheulian)誕生的時期一致。

至今知道最原始的石器,拉米關(Lomekwian)出現於東非的肯亞,距今 330 萬年,不過僅限一時一地。超過 258 萬年前誕生的奧都萬(Oldowan),一直延續使用到幾萬年前。相比之下,176 萬年前首度於東非現蹤的阿舍利,手藝更為複雜。

從簡單的奧都萬到複雜的阿舍利,經過不短的 80 萬年,原因眾說紛紜。近來有研究指出,製作奧都萬或阿舍利時大腦的狀態不一樣,生產阿舍利時有更多腦區活躍(狀態和彈鋼琴意外類似)。

另一研究則認為,必需具備相當的溝通能力,才能傳承阿舍利的技藝。綜合來說,就是

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需要更進階的認知與溝通能力,才能順利發展出阿舍利風格的石器。

比較簡單的奧都萬砍砸器,與比較複雜的阿舍利手斧。圖/改自 Wikipedia 的 Oldowan 與 Acheulean

最早的阿舍利出土於 176 萬年前,周圍沒有化石,不清楚工具人是何許人也。不過可以確定在阿舍利尚未發明以前,直立人已經離開非洲,而喬治亞直立人,以及之後亞洲東部的直立人,都沒有生產過阿舍利。

然而,假如說額葉改版,導致石器轉型,繼續追究下去就會面臨一個矛盾。原始版額葉的人,確實都只能做出簡單的奧都萬;但是升級版額葉的人,不見得就會生產阿舍利,仍有像東南亞的直立人-爪哇人那般,滿足於奧都萬。

論文推論是,較早的喬治亞直立人,和較晚的亞洲直立人之間沒有繼承關係;爪哇人這類亞洲直立人,是祖先在非洲升級完額葉以後,才再度離開非洲的移民後裔。如果論文的推論正確,他們配備改版過的腦袋,卻不會使用升級後的石器,將是個有趣的問題。

大腦是個很棒的東西,我希望每個人都有一個。

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延伸閱讀

參考資料

  1. de León, M. S. P., Bienvenu, T., Marom, A., Engel, S., Tafforeau, P., Warren, J. L. A., … & Zollikofer, C. P. (2021). The primitive brain of early Homo. Science, 372(6538), 165-171.
  2. The enigmatic origins of the human brain
  3. Modern human brain originated in Africa around 1.7 million years ago
  4. Our earliest ancestors weren’t as brainy as we thought, fossil skulls suggest

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改寫智人物種起源:時間從30萬年前起、地點涵蓋整個非洲
寒波_96
・2017/06/29 ・4718字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 531 ・七年級

世上曾經有許許多多種人類存在,如今只剩下我們智人(Homo sapiens)一種。全人類的祖先誕生於何時、何地?最近幾年普遍被接受的說法是:20 萬年前、東非,來自衣索比亞 2 處的化石:Omo Kibish 的頭骨碎片,距今 19.5 萬年;出土於 Herto,比較完整的頭骨,距今 16 萬年。他們比起其他古人類化石,型態上更接近後來的智人,被視為是智人於 15 到 20 萬年前,東非誕生的主要證據 [1]。

然而,新近發表的 2 篇論文報告 [2][3],找到了年代更古老的智人,不但距今有 30 萬年之久,而且位於摩洛哥……咦!不在東非,在北非?

非洲各地,曾出土距今 10 到 100 多萬年前 hominin 化石的遺址,相當明顯,絕大部分集中在東非與南非。圖/取自 ref 11

與尼安德塔人分家以後

在討論「北非」「智人」以前,先回顧一下人類演化史。演化是漫長的過程,具體上,不可能有父母是海德堡人(Homo heidelbergensis),子女突然變成尼安德塔人的狀況,古人類學家只能根據各種證據,判斷出大略的年代,比方說之前認為的,智人大約 20 萬年前於東非出現。

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另一方面,近幾年古代 DNA 研究的進展,也提供了幾個關鍵年代,像是尼安德塔人與丹尼索瓦人,彼此間的親緣關係要比智人更近,他們和智人分家的年代,至少有 40 多萬年,或許還超過 70 萬年  [4]。先不管比較神秘的丹尼索瓦人,至少我們知道,在分家以後,尼安德塔人於歐洲演化,智人則是在非洲發展。

尼安德塔人、丹尼索瓦人、智人,與胡瑟裂谷人四者,細胞核  DNA  間的親關係,與估計的分化年代。圖/改編自 ref 6

距今 43 萬年的胡瑟裂谷(Sima de los Huesos)化石,對了解尼安德塔人的演化至關重要。型態上,他們與後來的尼安德塔人有許多相似之處,特別是顏面部分;但臉以外的部位,卻同時配備一些更古早人種的特徵  [5]。由他們細胞核 DNA 建立的親戚關係,則能與尼安德塔人歸類為同一群  [6]。綜合已知證據,胡瑟裂谷人可以視為通往尼安德塔人支系(Neanderthal clade),處於初期,還沒那麼典型的階段。

成為智人以前

尼安德塔人與智人一定有個共同祖先,有人認為是海德堡人,卻也有人不同意。不過結合型態與 DNA 資訊,想必各位讀者已經注意到一段有趣的時間差:至少在 40 多萬年前,智人與尼安德塔人分家,卻要等到20萬年前,智人才正式出現。考量到人類必需一代傳一代,無法像美國隊長一樣冷凍保存,這段時間差就意謂我們的直系祖先,與尼安德塔人分家以後曾經有段期間,型態上仍尚未完全演變為智人。

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非洲出土過不少距今 20 到 50 多萬年的古人類化石,我們的祖先應該就在其中;只是多數化石記錄都很殘缺,而且外形多變,無法歸類為同一物種,彼此間的關係也曖昧不明  [7][8]。

儘管能較為明確判斷型態上屬於智人的化石,始於 20 萬年前的東非,但學者其實曾在非洲多處遺址發現過,一些型態上已經具備某些智人特徵,年代早於 20 萬年的化石;例如南非 26 萬年前的 Florisbad 古人類遺骸,有學者將其歸類為海德堡人或羅德西亞人(Homo rhodesiensis),也有人覺得他算是初期型號的智人。

不過,已知的化石中,還沒有比這回新報告,30 萬年前的摩洛哥 Jebel Irhoud 遺址,能提供更為明確的訊息。

北非的老遺址,有新發現!

早在 1960年代,摩洛哥的 Jebel Irhoud 遺址就出土過一批人類與動物的化石,以及莫斯特(Mousterian)石器。歐洲的莫斯特石器,絕大部分是尼安德塔人的手筆,相較發明於170多萬年前的阿舍利(Acheulian),莫斯特更為進步。一開始,Jebel Irhoud 的化石被辨識為 4 萬年前非洲的尼安德塔人-那是「尼安德塔人是智人祖先」論點流行的年代。當然,後來這些說法都被推翻了。

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位於摩洛哥的 Jebel Irhoud 遺址外觀。圖/取自 Nature 新聞〈Oldest Homo sapiens fossil claim rewrites our species’ history

遺址在本世紀新的定年結果,距今 16 萬年左右;不過那時學界已經知道,20 萬年前的東非就有智人,因此 16 萬年前歸屬不明的北非死人骨頭,自然無法引發太大重視。看似合理的推論是,他們應該是某種繼續生存於北非,後來滅絕的古早人類,和智人多半沒什麼直接關係 [9]。

2004 年起,古人類學家 Jean Jacques Hublin 又率隊繼續深入挖掘,取得了更多化石與地質樣品,也獲得更可靠的定年結果。新的型態分析與定年,都推翻了之前的認知,讓此處一躍成為人類演化史上,最重要的遺址之一。

通往智人道路上的最早成員

Jebel Irhoud 遺址中有不少石器曾被加熱過,熱釋光定年法(thermoluminescence dating,簡稱 OSL)可以得知樣本受熱時的年代,所以是此地適合的定年方式。結果出乎意料,這批石器曾經熾熱的年代,竟然是 30 萬年前左右;另外用 US-ESR 定年法(combined U-series and electron spin resonance dating),直接估計化石本身是 28 萬多年。2 種方法皆證實,遺址中人生存的時期,比本來以為的更早非常多。

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Jebel Irhoud 遺址中,與人類化石一同出土的燧石製石器。圖/取自 ref 3

是什麼人,生活在 30 萬年前?至今共有 5 位個體,包括 3 位大人,1 位青少年,1 位小孩的化石被尋獲,其中有一個完整的成人頭骨。跟其他化石比較後,令人驚訝的是,這群 30 萬年前北非人的顏面特徵,幾乎跟其他化石智人以及我們沒有區別,意思是只看臉的話,他們和我們是同一種人;我們是智人,照這樣說,他們也能算是智人。

然而 Jebel Irhoud 化石的外觀,跟我們仍有些差異,例如頭殼,就比我們更狹長一些。頭殼是裝腦袋的,頭殼形狀不同,意謂裡面的腦袋結構也很可能不一樣;這表示當今智人的臉,至少在 30 萬年前已經成形;大腦則要等到更晚,根據化石記錄,大概是 10 多萬年前的事。

左邊是 Jebel Irhoud 出土,30 萬年前的頭骨化石;右邊是現代智人的頭骨。現代的智人比起 30 萬年前,腦殼更短、更圓。圖/取自 Nature 新聞〈Oldest Homo sapiens fossil claim rewrites our species’ history

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此次發現證實,智人的型態中,臉是率先形成的特徵,比大腦更早。Jebel Irhoud 化石能否稱作智人,仍有一些爭議,不過能確定即使他們沒有我們的大腦,長相也已經是智人模智人樣。因此,在介於 20 到 50 萬年前,眾多曖昧的非洲化石中,Jebel Irhoud 人可以確定是通往智人支系(H. sapiens clade),只是處於初期,還沒那麼典型的階段。

非常有趣的是,非洲的智人,與歐洲的尼安德塔人,兩者都是首先演化出臉,再來才是其他部位。這在演化上有何意義?個人猜測,臉也許與求偶選擇有關,假如大家都優先選擇長得像自己的對象交流情慾,那麼生殖隔離就會造成族群分化,強烈影響物種生成。不過以上純屬猜測,真實原因目前仍不清楚,仍需更多證據。

古人類演化學家 Chris Stringer 觀點:在智人祖先與尼安德塔人分家以後,尼安德塔人那邊,43 萬年前的胡瑟裂谷人,可以代表其初期的型態;智人這邊,則是可由 30 萬年前的 Jebel Irhoud 化石,觀察到此分支演化的初期階段,此時期的智人在型態上,尚未完全轉變為數萬年前,與我們長得完全一樣的智人。圖/取自 <New Moroccan Evidence for the Early Evolution of Homo sapiens

在綠色撒哈拉狩獵羚羊,火烤斑馬,被獅子追

最早期的智人怎麼生活?遺址有火燒的跡象,表示他們已知用火,這也是熱釋光定年法能奏效的原因。動物相化石顯示,他們吃掉過很多羚羊,其他還有牛羚(wildebeests)、狷羚(hartebeests)、斑馬等多種大型動物,而且骨髓也不放過;比較小的兔子、陸龜、鴕鳥蛋、淡水軟體動物等等比例較低,不過也不缺,看來他們似乎是不錯的獵人與採集者。

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優秀的智人獵人,配備屬於非洲 Middle Stone Age(簡稱 MSA)風格的石器  [10]。本來認為 MSA 始於 20 多萬年前,不過由於 Jebel Irhoud 距今 30 萬年,論文因此建議應該將其開端定為 30 萬年前。東非、南非多處遺址中,都出土過距今 20 多萬年的 MSA 石器,但目前無法確定,這些科技是先在一地發明,再傳往別處,或是多地獨立起源。

幾件屬於 Middle Stone Age 風格的人造物。左邊 3 件錐狀器(awl、perforator),來自南非的 Blombos Cave,距今數萬年前,屬於比較晚期才誕生的 MSA 人造物。最右邊的尖器(projectile point),出土於衣索比亞的 Omo Kibish ,算是比較早出現的 MSA 工具。圖/取自 ref 10

北非與東非、南非之間隔著撒哈拉,這塊跟美國差不多大的地區,由於降雨量的週期性變化,有時是缺水的沙漠,有時卻是水草豐美的綠地。總是較為濕潤的撒哈拉以南,一直養育著牛羚、羚羊、斑馬、長頸鹿、獅子、鬣狗等動物;南非與東非的大型動物,在北方宜居時會向北擴張,等到乾旱,又會退縮回撒哈拉以南。

整個泛非洲地區,都是智人演化大舞台

這是為什麼北非獵人有羚羊可以獵捕,也是獵人之所以住在北非的理由。根據地質記錄,撒哈拉大約 33 萬年前一度綠化過,Jebel Irhoud 的居民,或許就是在那個時期與動物們一起抵達北非。然而,他們後來的命運,與別處 hominin 間的關係,仍混沌不清。

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例如前面提過,南非 26 萬年前的 Florisbad 人,他跟 30 萬年前的 Jebel Irhoud 人位於非洲一北一南,卻型態類似。這是兩地獨自演化的結果,或是可追溯到共同祖先,甚至是牽涉到情慾流動呢?

幾處非洲化石的年代與物種歸類。圖/取自 Science 新聞〈World’s oldest Homo sapiens fossils found in Morocco

儘管已知最早的智人臉在摩洛哥出土,論文倒是相當謹慎的指出,根據至今的微薄線索,不足以證實智人是在北非起源。論文主張的論點是,在非洲多處都能見到有智人特色的化石,以及 MSA 風格的人造物,意謂在智人衍生而成的那段時期,範圍並非僅限於東非、南非,或北非,相對較小的某一地點,而是擴及整個泛非洲地區。

最後,只剩下我們

現在我們知道,至少在 30 萬年前,智人的臉已經誕生,其他型態則是後來補上;他們已知用火,配備 MSA 系列工具,是很好的獵人與採集者。初期智人的活動範圍,也許已經有整個非洲那麼大,整個非洲,都是孕育智人的大舞台!

臉,是最早的智人就已配備的特徵。圖/取自 藍色電影夢

即使孕育出智人的舞台真是一整個非洲,不能無視的是,在我們祖先衍生而成的同時,舞台上仍然住著許多親戚,當然,然後他們就死掉了。除了某些海德堡人(或羅德西亞人)族群外,還有生活在南非,最近確認距今 20 到 30 多萬年前的納萊迪人(Homo naledi)[11]。他們與初期的智人間有無交流,怎麼交流,都是有待探討的問題。

更多化石,更多古代 DNA,更多古代氣候、地質調查,都能讓我們更加認識祖先與親戚演化的歷史。智人發掘未知、探究過去的好奇心,也許是為什麼,所有親戚全都滅亡了,唯獨我們能獨存至今的一個理由。

參考文獻

  1. Palaeoanthropology: On the origin of our species
  2. Hublin, J. J., Ben-Ncer, A., Bailey, S. E., Freidline, S. E., Neubauer, S., Skinner, M. M., … & Gunz, P. (2017). New fossils from Jebel Irhoud (Morocco) and the Pan-African origin of Homo sapiens. Nature.
  3. Richter et al., (2017). The age of the hominin fossils from Jebel Irhoud, Morocco, and the origins of the Middle Stone Age. Nature.
  4. Prüfer, K., Racimo, F., Patterson, N., Jay, F., Sankararaman, S., Sawyer, S., … & Li, H. (2014). The complete genome sequence of a Neanderthal from the Altai Mountains. Nature, 505(7481), 43-49.
  5. Arsuaga, J. L., Martínez, I., Arnold, L. J., Aranburu, A., Gracia-Téllez, A., Sharp, W. D., … & Carbonell, E. (2014). Neandertal roots: Cranial and chronological evidence from Sima de los Huesos. Science, 344(6190), 1358-1363.
  6. Meyer, M., Arsuaga, J. L., de Filippo, C., Nagel, S., Aximu-Petri, A., Nickel, B., … & Viola, B. (2016). Nuclear DNA sequences from the Middle Pleistocene Sima de los Huesos hominins. Nature, 531(7595), 504-507.
  7. Rightmire, G. P. (2009). Middle and later Pleistocene hominins in Africa and Southwest Asia. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(38), 16046-16050.
  8. Stringer, C. (2016). The origin and evolution of Homo sapiens. Phil. Trans. R. Soc. B, 371(1698), 20150237.
  9. Was North Africa the Launch Pad for Modern Human Migrations?
  10. Middle Stone Age Tools
  11. Berger, L. R., Hawks, J., Dirks, P. H., Elliott, M., & Roberts, E. M. (2017). Homo naledi and Pleistocene hominin evolution in subequatorial Africa. eLife, 6, e24234.

延伸閱讀:

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寒波_96
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