科學(xué)家發(fā)現(xiàn)30余件古人類(lèi)化石

2019-04-30 16:11:22 來(lái)源：古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所

距今30-13萬(wàn)年的中更新世晚期是東亞古人類(lèi)演化的重要時(shí)間段。直立人消失與古老型智人繁盛、演化多樣性與不同古人類(lèi)成員出現(xiàn)以及古老型人類(lèi)向早期現(xiàn)代人演化等一系列重要事件都發(fā)生在這一時(shí)期。由于以往發(fā)現(xiàn)的中更新世晚期人類(lèi)化石大多破碎或年代存在不確定因素，古人類(lèi)學(xué)界對(duì)這一時(shí)期東亞古人類(lèi)演化的許多問(wèn)題一直存在爭(zhēng)議。因此，年代可靠、保存狀態(tài)良好的人類(lèi)化石對(duì)于研究和論證這一時(shí)期人類(lèi)演化過(guò)程尤為重要。近日，《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所劉武、吳秀杰、裴樹(shù)文以及中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所蔡演軍等對(duì)華龍洞中更新世人類(lèi)化石的研究論文，為深入探討東亞古人類(lèi)演化提供了新的證據(jù)。

2013年以來(lái)，該研究團(tuán)隊(duì)對(duì)位于安徽省東至縣的華龍洞進(jìn)行了連續(xù)5年的系統(tǒng)發(fā)掘，先后發(fā)現(xiàn)了30余件古人類(lèi)化石、100余件古人類(lèi)制作使用的石器、40余種哺乳動(dòng)物化石。此外，還發(fā)現(xiàn)了動(dòng)物骨骼表面切割、砍砸痕跡等反映古人類(lèi)生存行為的多種證據(jù)。通過(guò)同位素測(cè)年、動(dòng)物群組成分析及地層對(duì)比等多種方法的綜合研究，人類(lèi)化石的年代被確定為距今33.1萬(wàn)-27.5萬(wàn)年之間。

華龍洞位于一處寒武系灰?guī)r山坡的底部，含化石地層堆積物系古老洞穴坍塌形成，地質(zhì)、地層及埋藏演化過(guò)程較為復(fù)雜。由于華龍洞遺址是由坍塌的洞穴形成，整個(gè)工作區(qū)域包含大量灰?guī)r塊體及堅(jiān)硬的膠結(jié)，發(fā)掘工作極其艱難。在連續(xù)5年的發(fā)掘過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)成員每年都需要克服采用工程破裂手段破碎巨石并清理現(xiàn)場(chǎng)等重重困難。在發(fā)掘過(guò)程中，針對(duì)膠結(jié)物不規(guī)則分布、地形起伏大和地層堆積非常復(fù)雜的特點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)采取國(guó)際洞穴和裂隙常用的發(fā)掘技術(shù)，運(yùn)用頂部整體布方，全面揭露，全程記錄出土遺物三維信息的技術(shù)，自上而下發(fā)掘，發(fā)掘膠結(jié)物進(jìn)行手選、干篩、水洗等多種程序，以便尋找古人類(lèi)化石及相關(guān)標(biāo)本。5年來(lái)，研究人員在發(fā)掘過(guò)程中對(duì)地層進(jìn)行觀測(cè)和描述，原位采集了近百件年代測(cè)定樣品，并對(duì)早期洞穴的次生碳酸鹽堆積進(jìn)行考察和測(cè)年樣品采集。在室內(nèi)測(cè)試分析過(guò)程中，首先遴選適合年代測(cè)定的較為純凈的次生碳酸鹽樣品，然后分別在西安交通大學(xué)和美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)鈾系年代實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行不平衡鈾系年代的測(cè)定，獲得54個(gè)次生碳酸鹽樣本和兩個(gè)動(dòng)物牙齒的鈾系年代數(shù)據(jù)，確定了華龍洞人類(lèi)化石的年代。

在華龍洞發(fā)現(xiàn)的人類(lèi)化石一共有30余件，代表大約16個(gè)古人類(lèi)個(gè)體。其中編號(hào)為華龍洞6號(hào)(HLD-6) 的頭骨保存最為完整。這件化石發(fā)現(xiàn)時(shí)尚包裹在地層膠結(jié)中，僅露出眼眶和部分面部。在清理包裹化石的地層膠結(jié)后，發(fā)現(xiàn)了屬于同一個(gè)體的19件頭骨和下頜骨碎片。經(jīng)過(guò)細(xì)致的修復(fù)、拼接、CT掃描、手工和虛擬復(fù)原，獲得較為完整的虛擬和實(shí)體頭骨、下頜骨和顱內(nèi)模。復(fù)原后的華龍洞頭骨包含幾乎完整的面部和大部分腦顱部以及一側(cè)下頜骨，代表一個(gè)大約14-15歲少年個(gè)體。近兩年來(lái)，該團(tuán)隊(duì)對(duì)華龍洞人類(lèi)頭骨、下頜骨和牙齒形態(tài)特征、測(cè)量數(shù)據(jù)、腦形態(tài)、腦量、顱骨內(nèi)部結(jié)構(gòu)等特征進(jìn)行了細(xì)致的研究并與世界范圍內(nèi)古人類(lèi)化石及數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比。

對(duì)華龍洞人類(lèi)化石的研究發(fā)現(xiàn)：距今大約30萬(wàn)年的華龍洞人類(lèi)頭骨、下頜骨和牙齒呈現(xiàn)與東亞中更新世直立人、更新世晚期人類(lèi)及現(xiàn)代人類(lèi)相似的混合特征。華龍洞人類(lèi)頭骨具有一系列與周口店等東亞更新世中期人類(lèi)一致的原始特征，包括低矮的顱穹窿、顱骨最大寬位置低、額骨矢狀脊、發(fā)達(dá)的眶上圓枕、寬而低矮的鼻部梨狀孔、緩坡型鼻腔底部結(jié)構(gòu)、第三臼齒先天缺失等。這些解剖學(xué)特征與多數(shù)中國(guó)更新世人類(lèi)化石特征相似，體現(xiàn)了東亞地區(qū)更新世人類(lèi)演化的區(qū)域連續(xù)性總體趨勢(shì)。同時(shí)，華龍洞人類(lèi)頭骨、下頜骨和牙齒化石還呈現(xiàn)出一些與更新世晚期人類(lèi)及現(xiàn)代人相似的特征，表現(xiàn)為上面部扁平、顱穹窿部和面部形態(tài)纖細(xì)、下頜骨聯(lián)合接近垂直并出現(xiàn)頦三角、牙齒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及尺寸較小等。這些相對(duì)進(jìn)步的特征揭示這一時(shí)期東亞大陸人類(lèi)已經(jīng)出現(xiàn)向早期現(xiàn)代人演化過(guò)渡的趨勢(shì)。因而華龍洞人類(lèi)化石提供了東亞地區(qū)人類(lèi)演化區(qū)域連續(xù)性以及從古老型人類(lèi)向早期現(xiàn)代人演化過(guò)渡的新證據(jù)。

華龍洞古人類(lèi)生存行為信息主要來(lái)自石制品和人類(lèi)對(duì)動(dòng)物資源的利用。古人類(lèi)采取錘擊法對(duì)質(zhì)地較好的燧石結(jié)核進(jìn)行剝片和加工石器，而針對(duì)石英原料則采取砸擊法制作石制品，反映了多樣化的適應(yīng)策略。在出土的燧石石片邊緣均顯示有古人類(lèi)使用過(guò)的痕跡，這與出土多件動(dòng)物骨骼表面保留割切和砍砸痕跡相吻合。未來(lái)對(duì)石制品、動(dòng)物化石及痕跡標(biāo)本的深入研究，將進(jìn)一步揭示華龍洞的遺址性質(zhì)及古人類(lèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)策略等多方面的信息。

近10余年來(lái)，該研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了大量的野外調(diào)查和發(fā)掘，先后在湖北鄖西黃龍洞、湖南道縣福巖洞以及安徽東至華龍洞等地發(fā)現(xiàn)重要古人類(lèi)化石及古人類(lèi)生存活動(dòng)證據(jù)，并開(kāi)展相關(guān)的多學(xué)科研究。華龍洞是繼周口店之后，在中國(guó)發(fā)現(xiàn)的出土人類(lèi)化石最為豐富，同時(shí)還包含石器及其它古人類(lèi)生存活動(dòng)證據(jù)的綜合性古人類(lèi)遺址。長(zhǎng)期以來(lái)，古人類(lèi)學(xué)界對(duì)支持東亞古人類(lèi)連續(xù)演化以及現(xiàn)代人當(dāng)?shù)仄鹪吹幕螒B(tài)特征一直存在爭(zhēng)議。華龍洞人類(lèi)化石的發(fā)現(xiàn)和研究為探討這些問(wèn)題提供了新的證據(jù)。對(duì)華龍洞人類(lèi)化石的研究，發(fā)現(xiàn)了包括第三臼齒先天缺失等一些支持東亞古人類(lèi)連續(xù)演化的區(qū)域性特征。此外，華龍洞人類(lèi)頭骨、下頜骨、牙齒呈現(xiàn)一系列與現(xiàn)代人類(lèi)相似的形態(tài)特征，暗示現(xiàn)代人在東亞大陸出現(xiàn)時(shí)間可能比以往認(rèn)為的更早。這些發(fā)現(xiàn)也符合世界范圍古人類(lèi)演化的纖細(xì)化及區(qū)域連續(xù)性的總體趨勢(shì)。目前對(duì)華龍洞人類(lèi)化石的初步研究已經(jīng)提供了論證東亞古人類(lèi)演化的新的證據(jù)，標(biāo)志著我國(guó)學(xué)者在人類(lèi)演化研究領(lǐng)域取得的又一項(xiàng)成果。

這項(xiàng)研究得到中科院和國(guó)家自然科學(xué)基金委的資助。

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