作者:胡珉琦 来源:中国科学报 发布时间:2021/6/27 15:36:53
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智人找到新姊妹,她的名字叫“龙人”

 

数十万年前,多个人种同时存在于非洲、亚洲和欧洲。在中国,大荔人、金牛山人、华龙洞人等古人类化石表现出原始性状和进步性状镶嵌演化特征。这些古人类化石究竟是独立的人种,还是属于直立人和智人之间的过渡类型,学界长期以来存在激烈的争论。

北京时间2021年6月25日晚,The Innovation杂志以封面文章的形式报道了在黑龙江省哈尔滨市发现的中更新世古人类头骨化石的研究成果,河北地质大学联合了国内外多个科研团队将该古人类头骨化石命名为人属的一个新人种——“龙人”(Homo longi)。这件标本为研究智人起源和人类演化提供了至关重要的证据。

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龙人和他的生活环境复原图(赵闯绘,研究团队供图)

惊艳众人的巨型头盖骨

 

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哈尔滨发现的古人类头盖骨化石(研究团队供图)

根据这篇论文的报道,这件头盖骨标本是在1933年哈尔滨修建东江桥时被偶然发现的。由于它并不是经过正常发掘得到的,而且自发现以来历经了漫长的岁月,因此,化石的准确产出地点和层位无法考证,这就给化石定年带来了很大的困难。

于是,科研团队开展了复杂的地球化学分析。他们对这件标本以及后来在东江桥附近采集的人类化石、哺乳动物化石进行了稀土元素对比、锶同位素比值分析、X-射线荧光谱学分析等。结果表明,这件头盖骨与那些新近发现的中更新世-全新世的人类化石和哺乳动物化石具有非常相似的成分分布规律。科学家还使用铀系法测年,检测了头盖骨的年代。综合各种地层约束条件,可以证明这件头盖骨来自中更新世,距今至少有14.6万年。

通讯作者、河北地质大学特聘教授季强表示,这件古人类头骨化石搬运的距离并不远,可能产自哈尔滨市向西15公里的范围内,那儿出露着一套中更新世地层——上荒山组。

凡是见过这件标本的研究人员无不被它的外形所惊艳。除了下颌以外,这件古人类头骨保存得出奇得完整。

“哈尔滨发现的古人类头骨可以说是巨大的。在我们对比的数据库中,这件古人类头骨的很多测量值都是数一数二大的,脑容量约为1420毫升,完全落入现代人的范围。”研究团队的主要成员、伦敦自然历史博物馆古人类学家Chris Stringer介绍说。

更为特别的是,这件标本同时具有原始性状和进步性状的镶嵌演化特征。

“除了长而低的脑颅,额骨不隆起,顶骨轮廓平缓,眉脊弯曲且异常粗壮,这些原始特征,他还具有扁平而低矮的面颊骨骼,犬齿窝较浅,面部似乎也缩短了,并且缩到脑颅的下边,这些是与智人相似的特征。”Chris Stringer解释。

考虑到这件标本的形态与其他古人类类群,比如智人、直立人、尼安德特人、海德堡人等都不同,研究团队认为,应该以这件头骨为模式标本命名一个新人种。最终,他们以地理名称“龙江”为来源,正式将其命名为“龙人”(Homo longi)。

比尼安德特人与智人的关系更亲

一件古人类化石既表现出了原始性状,同时又有进步性状,很容易让人猜测这是直立人向现代人演化的一种中间过渡类型。但最终的研究结果却出人意料。

研究团队采用了演化生物学中广泛使用的系统发育分析法来确定龙人在人类演化谱系中的位置。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(以下简称古脊椎所)研究员倪喜军把这件标本放到了他多年来建立的一个标准化的形态特征矩阵中。这一矩阵包含了上千个离散和连续变量的特征,以及一百多个古人类的头骨和下颌化石。这也是科学家首次把人属中几乎所有的主要分支放在一起进行系统发育分析。

“基于这个矩阵,我们在超算系统上运行了多个算法程序,检验了数万亿次的分枝结构,找到了数学上最可能的拓扑结构作为反映人属演化的最佳模型。我们还利用数学模型估计了每个分枝事件的时间。”古脊椎所副研究员张驰解释。

倪喜军表示,这样的系统分析结果表明,哈尔滨的龙人以及过去发现的大荔人、金牛山人、华龙洞人、夏河人等古人类化石同属于一个单独的演化支系,他们与智人有一个共同的祖先。

“以往流行的观点认为,尼安德特人是智人支系的姊妹群,但是我们的研究表明哈尔滨发现的古人类头骨化石和中国其他地区发现的一些古人类化石组成了一个生活于东亚地区的第三支系,这个支系与智人的亲缘关系要比尼安德特人与智人的关系近得多。”Chris Stringer指出。

Chris Stringer还补充,由于这件古人类头骨化石的测年时代为中更新世,表明他与智人、尼安德特人以及丹尼索瓦人支系是同期演化的。

单向的“走出非洲”不可取

关于人类起源的讨论,有一点是毋庸置疑的,那就是非洲是现代人起源最重要的地区。

“人类的演化模型明显不同于其他生物的演化模型,人种越来越少但种群却越来越大,结果全球目前只有一个人种,那就是智人。但是,认为各时期人类每次都是从非洲走出来的单一模型并不可取。”季强坦言。

在这项研究中,针对化石年龄校正的人属系统树,团队还检验了18个生物地理模型,结果并不支持单向的“走出非洲”模型,而是多方向的“穿梭扩散模型”可以更好地解释非洲、欧州和亚洲之间人属成员的复杂系统关系。

“数十万年前,多个古人类支系尽管都处于较小的孤立种群的状态,但可能都具有很强的扩散能力。”倪喜军推测,“与非洲和欧洲相比,亚洲可能是适合人属诸种和种群生存发展的一个‘人汇’之地,更多的接收了来自于非洲和欧洲的人类扩散,要比扩散到欧洲和非洲的数量多得多。”

至于其中的原因,倪喜军分析,“从沙漠到雨林,从沿海平原到青藏高原,亚洲多样性很高的古地理环境,很可能是在人类演化过程中以生物地理的优势形成‘人汇’之地的主要原因”。

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穿梭扩散模型(研究团队供图)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100130

https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100131

https://doi.org/10.1016/j.xinn.2021.100132

 
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