揭秘疑似東亞人祖先“許昌人”:生活不錯有肉吃
2017年03月27日22:09

  “許昌人”生活得還不錯,起碼有肉吃。

許昌人遺址
許昌人遺址

  2017年3月,隨著美國權威學術期刊《Science》發表一篇論文,“許昌人”突然火了起來。這些生活在距今10.5萬至12.5萬年前河南許昌地區的古老人類,激發了公眾好奇心。有網友評論稱:“許昌人,真的是我們失散多年的表兄弟嗎?”

  論文名為《在中國許昌發現的更新世晚期古老型人類頭骨》,第一作者是河南文物考古研究院第一研究室主任李占揚。因為論文發表,他也一下子成為“紅人”。

3月7日,李占揚(右一)和中科院古環境專家研究“許昌人”化石
3月7日,李占揚(右一)和中科院古環境專家研究“許昌人”化石

  從2005年起,李占揚帶隊用了10年時間,從許昌靈井舊石器遺址挖出了45塊古人類頭骨碎片,被拚接複原成兩顆較為完整的人類頭骨,被命名為“許昌人”。

  在考古界,出土古人類化石一直是少之又少,這兩枚拚接好的頭骨化石顯得尤為珍貴。通過研究,李占揚團隊發現,“許昌人”是一種既有東亞古人類的特徵、又有歐洲尼安德特人的特徵,同時也具有一部分向現代人演化的特徵的人類。這被認為“許昌人”是中國古人類跟尼安德特人交流、並向現代人過渡的證據。

許昌人頭骨拚接示意圖。圖A可以看出,相比原始人眉骨粗突,許昌人眉骨已經開始變細
許昌人頭骨拚接示意圖。圖A可以看出,相比原始人眉骨粗突,許昌人眉骨已經開始變細

  文章發表後,現代人“非洲起源說”和“多地起源說”再次成為學術界熱議的焦點。此前,歐美專家認為現代人起源於非洲。但是,中國、澳州以及部分美國學者卻認為,現代人起源於多個地區。現在,“許昌人”的研究發現,成為支持現代人“多地起源說”的新證據。

  “許昌人很可能代表著華北地區早期現代人的直接祖先中的一支。”參與“許昌人”研究的中科院古人類學家吳秀傑說。

  “久違的老朋友”

  那塊只有手掌大小的人類頭蓋骨化石,從埋藏了十萬多年的泥土裡被挖出一點的那一刻,沉寂了30多年的靈井舊石器遺址沸騰了,工人李翠雲第一個發現了它,她大喊一聲:“有戲了!”

  周圍的人都跑過去看,一塊褐色的化石嵌在土裡,骨面光圓,技工曹秀梅看到,骨頭連接的地方有像鋸齒狀的接口。

許昌人第一塊頭骨化石出土現場
許昌人第一塊頭骨化石出土現場

  “那是骨縫,是人類化石獨有的特徵。”2017年3月9日,坐在河南文物考古研究院第一研究室,李占揚回憶發現第一塊人類化石的畫面。

  那是2007年12月17日,初冬,原定的當年考古發掘最後一天,工人們散佈在許昌市靈井鎮西側一個舊石器考古現場,進行最後的挖掘。兩年時間,考古隊員們用考古鏟子刮了一個近300平米、深七八米的工整的方形大坑。

  那天臨近中午,考古現場的電話打到李占揚家裡。他立刻通知工人們原地等待,從家裡出發時,激動得忘了關掉正在煮米飯的電飯煲:“那一刻,我也等了很久。”

  2005年4月開始,李占揚第一次帶領來自河南文物考古研究院的考古隊,在許昌靈井鎮一處舊石器遺址進行考古挖掘。

挖掘前的靈井遺址
挖掘前的靈井遺址

  這是一處位於許昌西約15公里的遺址,位於許昌靈泉附近,在古代,是許昌十景之一。上世紀六七十年代,中科院幾名工作人員曾在這裏收集到兩段疑似人的股骨化石和一些用動物骨頭做的骨器、動物化石,但受限於當時的研究條件,這些化石沒有做年代鑒定。

  李占揚也一直關注著這片地方,但是因為這裏地勢低窪,而且靠近泉眼,遺址常年有積水。

  2005年4月,遺址附近的積水突然消失。據李占揚回憶,積水消失跟附近一處煤礦發生了透水事故有關。

  那之後,對遺址的正式挖掘才開始。

靈井遺址地形圖
靈井遺址地形圖

  挖掘進行得頗為順利,開工兩個月後,這裏便出土了第一片石英石片。

  “開始是一片,後來是成組地顯露”,李占揚曾記錄,到2005年底,他們已經在這裏挖掘出了石製品2452件,動物化石3000多件。但一直沒有出土人類化石。

  2007年12月17日,受寒冷天氣限製,考古隊計劃停工。但就在那天,那塊頭蓋骨突然出現。

  匆忙趕到靈井遺址,李占揚蹲在化石周邊觀察了很久,“像是看到了久違的老朋友。”

  中科院古脊椎動物與古人類研究所原副所長高星在那天接到了李占揚的電話。想到後續的挖掘研究工作還需要更多專業技術的支持,李占揚那天向中科院請求支援。

  “當時我正在野外考察,無法及時趕過去,就邀請和選派了北京最好的專家去現場做處置。”3月16日,高星告訴新京報記者。

  被高星派往許昌的專家,有中科院古人類學家劉武,古脊椎所野外化石發掘、化石修復專家趙忠義,和博士生張雙權。

  “那兩天的靈井,像是經曆了一場熱鬧的紅白喜事。”李占揚回憶。

  化石發現後,河南本地的考古專家和參與過的工作人員都來觀看和幫忙。怕化石受損,還請了警察過來保護現場。

  由於人數眾多,他們不得不在遺址旁邊臨時架起大鍋,鍋裡燉白菜豆腐粉條,人們幹活餓了就去盛一碗,蹲在地上吃幾口,吃完繼續忙碌。

李占揚和中科院古環境專家研究“許昌人”生存環境
李占揚和中科院古環境專家研究“許昌人”生存環境

  那顆手掌大小的人類頭骨化石,埋藏前已經破碎。碎化石埋藏在約2平方米的灰綠色泥土裡。那幾天,包括這塊頭蓋骨,他們共取出了16塊人類頭骨化石。

  兩天后,按照重要文物級別,這些化石被專家和保衛人員直接護送進中科院的標本室。

  從事了20多年史前考古的李占揚知道,出土一塊人類化石有多麼重要。

  高星曾給出過一組數據,到目前為止,中國有文化遺存的遺址是2000多處,這其中,有人類化石的遺址僅有70多處。

  測年

  周力平,來自北京大學地表過程分析與模擬重點實驗室的教授。高星找到他,是因為他的實驗室是國內測年領域的權威。化石被發現的那一刻,它的年代成為所有考古人員最關心的問題。

  周力平回憶,見到頭骨的那個場合,還是很神聖的。頭骨到達中科院標本室時,被裝在一個大箱子裡,周圍用石膏套著。頭骨化石邊緣棱角清晰,周力平分析,化石磨損不大,說明它破碎後不久就埋藏在那裡了。

  周力平被分到化石周邊一大塊還沒有見過光的土塊,他用“光釋光測年法”測量化石的年代。這是一種目前國際上比較權威的化石測年技術,周力平在英國劍橋大學讀書時的導師溫特爾博士是這項技術的發明者。

  “我們測年代,是測出土化石周邊的沉積物。”3月12日,周力平告訴新京報記者。

  周力平解釋,化石邊上沒有見過光的土壤、顆粒或者礦物,比如沉積物中的石英顆粒,裡面一些有缺陷的雜質會俘獲電子。一見光,這些電子獲得了能量,會跑掉。與此同時,這些礦物顆粒所帶有的年齡信號也全部清空為零。

  “埋藏的時候,周圍的土、或者更準確地說土裡面的礦物顆粒,一定是見到了日光之後再被埋藏起來,這些礦物顆粒就成為了時鍾定在零時的紀年材料。”周力平說。

  現在,提取這些礦物顆粒,把它們能重新積累多少光測出來,就有可能知道它是什麼時候被埋藏的了。

  實驗前後經曆了兩年多時間,他們反複測試石英、長石等不同顆粒物的沉積年齡,又嚐試了七種不同的光釋光測試方法。最終得出結論是,埋藏化石的沉積物是在10.5萬至12.5萬年前沉積的。

  測年的結果讓中科院院士、古人類學家吳新智很重視。這是因為,在中國古人類化石的出土年代中, 5萬至10萬年的人類化石一直缺失。但恰恰是10萬年左右,被人類學界看作是現代人起源的關鍵時間點。

  吳新智告訴新京報記者:“‘許昌人’的研究發現,因此成為支持現代人‘多地起源說’的新證據。”

  關於現代人起源,有一種說法是“非洲起源”,即現代人的祖先追溯至大約20萬年前生活在非洲的一個婦女。5萬至7萬年前,這些代表早期智人的非洲人來到了東亞。

“非洲起源說”早期現代人走出非洲示意圖 李占揚供圖
“非洲起源說”早期現代人走出非洲示意圖 李占揚供圖

  還有一種說法是“多地起源說”,即現代的人類不止一個起源,而是有多個起源。吳新智讚成這一說法,他還提出,中國的人類進化應該是“連續進化附帶雜交”。

  他分析中國出土的元謀人、北京人、遼寧金牛山人、許家窯人、廣西崇左人、山頂洞人等人類化石發現,中國從170萬年至3萬年前,均有出土人類化石,而且分佈在全國各地。

  他們是東亞人的祖先嗎?

  按照古人類命名的慣例,在許昌靈井遺址發現的人類頭骨化石被命名為“許昌人”。

  2008至2016年,李占揚帶領的考古隊又陸續在許昌靈井遺址進行了漫長的考古發掘。

  至2014年5月,李占揚帶領的考古隊在第一次發現“許昌人”頭骨化石的探訪里,又一次發現了20多塊人類頭骨化石,至此,“許昌人”遺址共出土45塊人類化石。

許昌人遺址遺物出土情況
許昌人遺址遺物出土情況

  中科院古脊椎動物與古人類研究所研究員吳秀傑,通過高清晰度CT掃瞄、手工及三維虛擬複原等手段,將45塊人類化石複原出了兩顆相對較為完整的人類頭骨。通過比較,這是兩顆具有東亞古人類、尼安德特人和現代人共同特徵的“許昌人”頭骨。

  1800cc,是第一個“許昌人”的顱容量,這個數值一個遠大於現代人的1400cc左右,另一個與現代人接近。

  “說不定,他們比我們的智商還高。”一位參與過該項考古工作的人員說。

  通常情況下,古人類的頭骨骨壁都比較厚重,但是“許昌人”的骨壁呈現變薄且圓隆化的特徵。

  “另一個顯著特徵是,‘許昌人’的眉骨已經由古人類的粗壯、前突,變得纖細和不再那麼突出了。”3月9日,李占揚指著“許昌人”的頭骨化石告訴新京報記者。這是一個1:1比例的“許昌人”頭骨複原模型,它看起來比正常人的頭顱要大,但是性狀跟現代人接近。

  吳秀傑表示,以上幾處特徵,都指向“許昌人”正在向現代人演化。

  同時,“許昌人”也有明顯的更新世早期人類(如周口店直立人、和縣直立人等)的特徵。

  “他們頭骨穹隆低矮、腦顱中矢狀面扁平、最大顱寬的位置靠下、短小並向內側傾斜的乳突。”吳秀傑說。這些特徵是東亞古人類的一些原始特徵。也因此,她認為從更新世中、晚期,東亞古人類可能具有一定程度的連續演化模式。

  “許昌人”的出土,最引人關注的是他們是否是“尼安德特人”的後代。

  資料顯示,尼安德特人生活在12萬年前的德國尼安德特山洞,但在兩萬四千年前,這些古人類卻消失了。2014年2月,根據考古學家們公佈的一項研究,發現尼安德特人的DNA序列和現代人類的DNA序列非常相似。

  3月12日,吳秀傑告訴新京報記者,“許昌人”確實具有與典型的尼安德特人相似的兩個特徵,其中一個特徵是顳骨內的內耳迷路模式。

  內耳迷路是隱藏在人類耳朵深處的一個位置,“許昌人”的內耳迷路已經成為化石,通過CT掃瞄,吳秀傑看到“許昌人”內耳迷路的前、後半規管相對較小,外半規管相對於後半規管的位置較為靠上。

  “這正是典型的尼安德特人的特徵。”她說。

  “許昌人”另外一個特徵,是頭骨最後部的枕骨形態。枕骨圓枕弱化伴隨中上部的一個三角形凹陷,這也是典型的尼安德特人特徵之一。

  根據以上研究,吳秀傑認為,許昌人化石呈現現代人、古代人和尼安德特人的特徵,為複雜及鑲嵌性形態特徵。可以說,他們不是以上任何一種人類,卻又整合了以上幾種人的特徵。她的研究,為中國古人類演化的地區連續性,以及歐洲古人類之間的交流提供了一定的支持。

  李占揚也曾經推測,“許昌人”的祖先應該是受環境影響有過多次遷徙,在一個氣候異常的時期,他們向西遷徙,與尼安德特人的後代進行了交流。

  “他們生活還不錯”

  3月8日再到遺址,李占揚請來了中科院地質所古環境專家呂厚遠、吳乃琴夫婦,希望探索這片“許昌人”生活過的地方在10萬年前是怎樣的植被和古環境。

  如今,當年出土人類化石的探方已經被土填上,周邊建起了圍欄。初春,遺址附近村民家門口的杏花盛開,但遺址早年挖掘的地方,長滿了荒草。

  遺址在一片窪地之中。數十年的挖掘,那片地勢較低的遺址里出土了3萬多件石器、骨器和動物化石,並且分佈十分密集。

許昌人使用的石器
許昌人使用的石器

  石器的材質多是石英岩和脈石英,出土時,分佈在動物骨骼化石的周邊。李占揚曾發現,遺址西南有一條河,這條河的河床分佈有這兩種原料,推測“許昌人”的石器是從那裡搬運而來。

  去遺址里掘取土壤樣品時,三人還觀察了靈井周邊地勢。李占揚做過測量,遺址以北約150米的距離,地勢較遺址高出3.5米,屬於崗地。

  他猜測,“許昌人”應該居住在周邊百米外的高崗地,但經常在遺址里的湖泊邊上處理動物。

  現在,在李占揚的標本室里,滿地、滿桌擺放的,都是石器和骨骼化石。

  “你在這裏看到的每一件石器和化石,都來自10萬年前。”3月7日,李占揚的助手開玩笑說。

  拳頭大小的石頭擺放在他的研究室里,有些表面光圓,像是鵝卵石。但有些則被打擊出來一個尖兒,被稱為打砸器。在舊石器時代,這些都是人類使用的工具。

  數量最多的,是石片。石片是白色的石英石被打擊成的片狀物,有鋒利的邊緣。考古隊員曾經買來一塊肉,在遺址上,他們用石片嚐試切肉,“發現很好用”。

  動物化石被堆放在這間標本室的幾個櫃子裡,以動物四肢骨最多,一部分有明顯的打製痕跡,有些還刻有工整的劃痕,有些骨骼的末端被使用過。

  李占揚推測,“許昌人”已經會狩獵,並且用動物的骨骼製作出了骨器,並用骨器來剝皮。

  這些石器和化石看起來棱角清晰,李占揚認為,它們都保存得相當新鮮,幾乎沒有被磨蝕和風化,“這說明遺物暴露時間不長即被埋藏。”

  動物化石也是指示當年環境的重要標本。2005年至2016年,通過對動物化石的研究,李占揚發現,這一帶在10萬年前生活有至少21種哺乳動物,包括蒙古野驢、馬、獐、鹿、普氏原羚等。

  李占揚告訴新京報記者,他看到的那些動物牙齒和牛角顯示,這些動物死時大都在青壯年時期。

靈井遺址出土的原始牛角化石,現已滅絕,受訪者供圖
靈井遺址出土的原始牛角化石,現已滅絕,受訪者供圖

  “動物到晚年牙齒都會磨損比較嚴重,但我們出土的牙齒,好多都很長,磨損度也不高。”李占揚說。這些都是“許昌人”狩獵的直接證據。

  他推測,“許昌人”可能把一些大型動物趕到水邊,“傍晚,藉著月色,動物在水裡的活動能力下降,‘許昌人’趁機獵殺他們。”

  他們可能是用石球殺死動物,再用尖利的石英碎片切割,用骨器剝皮,並拿大塊石頭把骨頭砸碎,因為出土的很多骨骼化石都有被砸碎的痕跡,“這一點可能是為了敲骨吸髓。”

  食用後,“許昌人”把一部分骨頭扔進水裡,或者直接丟在水邊,動物骨骼得以快速埋藏。

  “‘許昌人’生活得還不錯,起碼有肉吃。”李占揚開玩笑說。

  消失

  在追蹤“許昌人”的蹤跡中,李占揚發現,“許昌人”在第四紀最近一次冰期(距今大約5至7萬年)之後,蹤跡變為了空白。

  長達10萬年的曆史演化中,靈井前後經曆了多個重要的文化時期。值得注意的是,他們並不是同時出現在某一個地層中,而是一個曆史時期被掩埋之後,新的曆史在上一層開始。

靈井遺址地層分佈示意圖,受訪者供圖
靈井遺址地層分佈示意圖,受訪者供圖

  李占揚研究發現,靈井的地層中,距今10萬年的舊石器文化在最底層,深10米,“許昌人”和大量的石器、骨器便是在這一層出土。

  舊石器層之上,從下往上依次是仰韶文化、龍山文化、商周文化、漢~宋文化。這些文化層均出土了大量所在曆史階段的陶器、磚、建築等。

  3月8日,研究古環境的呂厚遠和吳乃琴夫婦在遺址上仔細觀察,他們看到距今10萬年的最底層土壤部分土質發紅。

  “這是氣候在暖期的特徵。”呂厚遠說。此外,埋藏“許昌人”的土質為灰綠色,“這是湖相沉積,說明當時此處是湖泊。”

  這說明,許昌人生活在一個暖期中。呂厚遠告訴新京報記者,冰期和與人類活動有明顯關係,“至少氣候變暖與人口增長是對應的。”

  距今5至7萬年前,倒數第二次暖期結束,地球最近一次冰期來臨。

  李占揚發現,“許昌人”出土的那個文化層之上,有約2米厚的空白層,即不含任何文化遺物的層位。在空白層,泉水也顯示出斷流的跡象。

  “‘許昌人’在那次冰期中不知了去向。”李占揚說。

  正是因為如此,“許昌人”和後來的現代人之間是否有遺傳關係,目前還不清楚。

  李占揚將繼續對遺址進行挖掘,他希望,能找出一些人類牙齒出來。因為牙齒內也許能提取到DNA,這樣關於“許昌人”的秘密也許能進一步解開。

  新京報記者 孫瑞麗 實習生 王雙興 張世超

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