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中国发现智人最亲分支龙人:比尼安德特人亲,1933年出土

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中国发现智人最亲分支龙人:比尼安德特人亲,1933年出土

中国发现智人最亲分支龙人:比尼安德特人亲,1933年出土
  长期以来,现代人类智人(Homo sapiens)的起源一直存着着争议。在中更新世晚期和晚更新世期的非洲和欧亚大陆上,有其他几个人种与智人共存。这些灭绝的古人类包括海德堡人、纳勒迪人、弗洛勒斯人、卢梭人、丹尼索瓦人、尼安德特人和直立人,他们与智人之间的系统发育关系也同样充满争议。

  北京时间6月25日晚间,细胞出版社(Cell Press)旗下期刊The Innovation(中国科学院青年创新促进会青年科学家与Cell Press共同创建的综合性英文学术期刊)以封面故事形式同期发表了3篇论文,来自中英澳的研究人员报道了已知的最大人属头骨化石——河北地质大学地球科学博物馆藏有的一块保存近乎完美的古人类化石,即哈尔滨头骨化石。

中国发现智人最亲分支龙人:比尼安德特人亲,1933年出土

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中国发现智人最亲分支龙人:比尼安德特人亲,1933年出土
  研究认为,这块头骨代表了一个新的人种,研究人员将其命名为“龙人”(Homo longi sp. nov.)。研究团队得出,“龙人”与大荔人、金牛山人、华龙洞人、夏河人等一起构成了东亚地区特有的一个新的演化支系,该支系可能是我们智人最近的亲戚,为探讨和推动国际智人起源问题提供了新的确凿的证据。

  上述三篇论文的通讯作者包括著名古生物学家、河北地质大学终身特聘教授季强,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员、河北地质大学客座教授倪喜军,国际著名的古人类学家、英国皇家学会院士、英国自然历史博物馆人类演化研究中心人类起源方向研究带头人Chris Stringer。

  倪喜军在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者采访时表示,“人们原来普遍认为,已经灭绝的尼安德特人是我们智人最近的亲属,现在我们的分析发现,实际上‘龙人’所在的新支系跟智人的关系更近,这是一个很重要的结论。”

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  穿梭扩散模型。

  古老型和进步特征的镶嵌组合

  倪喜军在描述这块头骨化石时提到,从整体来看它它被保存得非常完整,“可以说就是亚洲目前发现的、在这个时间段内的最完整的人类化石,如果放到全世界去比较的话,它也是最完整的古人类头骨化石之一。”

  正因为该头骨化石的完整性,所以包括眼眶内部、鼻甲骨、颅骨底部等精细结构都得以保存。“非常有趣的一点是,它兼具古老型人类特征,同时又有非常进步的特征。”这也是该头骨最显著的特征。

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  龙人头骨化石。

  倪喜军具体解释道,“它的眉脊非常粗壮,整个头骨如果从侧面看就很矮很长,不像我们人类一样高高隆起成球形,吻端相对于智人来说也很宽很厚,这些都是典型的古老型人类特征。”

  进步的特征则体现在,“比如说它眼眶下面的颧骨比较矮平,这个其实是智人的一个很典型的特征。还有它的吻端向后缩到了脑颅下方,原始人嘴巴都是向前突,而我们人的嘴巴都不是那么突出。再比如说内耳和中耳外边的区域,它的骨骼的形态也非常接近于智人类型。”并且,它的脑容量达到1420毫升,属于智人的脑容量范围。

  “整体来看,这块头骨呈现了古老型和进步特征的镶嵌组合。”倪喜军总结道。

  研究人员认为,这块头骨来自一个男性个体,年龄大约50岁,生活在一个森林覆盖的冲积平原环境中,隶属于一个小规模社区。“和智人一样,它们捕猎哺乳动物和鸟类,采集水果和蔬菜,甚至捕鱼。”倪喜军说。

  考虑到这块头骨主人的体型可能非常大,再加上其被发现的地点,研究人员认为“龙人”可能已经适应了恶劣的环境,这使他们能够分散在亚洲各地。

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  化石产地年龄之谜

  该头骨化石如何发现、产地在哪里?该项研究的主要负责人、论文通讯作者之一季强向澎湃新闻(www.thepaper.cn)提供了一份资料,详述了头骨化石发现的历史。季强是长期致力于晚古生代地层和牙形刺与晚中生代地层和古脊椎动物研究的古生物学家。他在鸟类起源和恐龙、哺乳类动物、古植物化石等领域的研究成果,极大地推动了国际晚中生代“三大起源”研究。

  季强提到,2017年8月,他曾参观广西桂林瓦窑奇石市场,看到一位农民在市场上出售松花石、玛瑙、岫岩玉等标本。攀谈之后,这位农民说他认识季强并告诉他,他家有一件珍藏了几十年的人头化石,有意将这件人头化石捐赠给一家国有博物馆收藏。

  双方经过多次协商,这位农民最终在2018年5月将这件人头化石捐赠给了河北地质大学,并作为固定资产永远收藏于该校的地球科学博物馆。

  这位农民并不愿透露任何有关他本人和他家庭的信息,但他描述了一段故事。1932年2月,日本占领了中国北方冰城—哈尔滨。1933年4月的一天,在当时哈尔滨市松花江上桥梁(即现在的东江桥)的修建过程中,一颗“人头”被劳工挖出,并交给了同在工地上的这位农民的爷爷,他爷爷推测这可能是个宝贝,因为几年前他曾听说过北京发现古人头的事。即1929年12月2日,以中国著名考古学家裴文中教授为首的研究团队在北京市房山区周口店龙骨山发现了一件几乎完整的古人类头盖骨化石,也就是闻名于世的北京猿人化石。

  他爷爷没有将这事告诉日本人,偷偷地将这颗“人头”带回家中,包裹好后丢进了院子里的水井中,连夜用土将水井填埋。临终前,老人把那颗“人头”的事和埋藏“人头”的水井位置告诉了儿子和孙子。遗憾的是,老人临终前并没有将发现那颗 “人头”的准确地点告诉其后代,这也成了这项研究最大的不确定性。

  “我们知道这块化石是很早以前发现的,那么关于它具体在在地层里面哪个位置,到底是怎么样来的,我们这个信息已经不确定了。”倪喜军坦言,这个问题确实非常难解决,“化石一旦脱离地层,信息失掉之后,就很难再去复原了。”

  但季强对澎湃新闻记者强调,“很多人都对此感兴趣,但这对研究而言并无实质性干扰。有些人认为应该先把化石的产地搞清楚了再开展研究,我不敢苟同他们的说法。如果一辈子没找到化石产地,这么重要的化石就不研究了?”

  2018年7月,季强和黑龙江省的地质学家实地考察了哈尔滨市东江桥地区。随后,研究团队进行了一系列地球化学分析。倪喜军介绍,他们对从东江桥附近采集的人类化石和一系列哺乳动物化石进行了稀土元素浓度和Sr同位素分析,并使用非破坏性X射线荧光分析检查这些人类和哺乳动物化石的元素分布。同时分析了头骨本身带有的微量的沉积物。

  结果表明,研究头骨与东江桥附近发现的哺乳动物化石具有相似的元素分布和稀土元素分布规律。多条证据都表明“龙人”头骨可能出自“中更新世”晚期的湖相地层。

  “所有的证据就都支持它是从哈尔滨附近发现的,到底具体是哪一个点,现在没有一项技术能够得出结论,但是我们已经能够说它是产自这个区域来,至少目前的证据都支持这样的这一个结论。”倪喜军表示。

  研究团队还用铀系法进行了头骨测年。综合结果表明,这块头骨化石距今至少14.6万年,小于30.9万年。这一时间段也正是智人与其他古人类分开演化的关键时期。

  研究团队假设“龙人”和智人可能在这个时期相遇。“我们看到在这段时间里,亚洲、非洲和欧洲同时存在着多个人种的演化谱系。所以,如果智人确实在那么早的时候就到达东亚,它们可能有机会与‘龙人’接触。但由于我们不知道这个哈尔滨人群是何时消失的,它们也可能是在更晚才有的接触。”论文另一通讯作者、英国伦敦自然历史博物馆古人类学家Chris Stringer说。

  “龙人”:和智人系“姊妹群”

  研究团队还利用了演化生物学中最常用的系统分析的方法确定“龙人”的家谱位置。“要做这样的分析,需要建一个很大的数据库,所以我们就列出了600多个特征,然后去比较了将近100件头骨、下颌标本,然后用超算系统进行了超过3万亿次的计算,得到一个系统关系树。”

  根据这个家谱,研究团队可以确定 “龙人”到底跟哪些已有的人类种群更接近。“结果就发现他它跟原有的大荔人、金牛山人、华龙洞人、夏河人等构成了东亚地区特有的一个新的演化支系,这一支系跟智人是一个姊妹群的关系。”

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  人属的系统演化关系。

  倪喜军表示,“龙人”是与我们最接近的古人类亲戚之一,甚至比尼安德特人与我们的亲缘关系还要密切。值得注意的是,这个一个颠覆性的观点。“人们普遍认为,尼安德特人属于一个已经灭绝的支系,是人类最近的亲属。然而,我们的发现表明,包括‘龙人’在内的新支系实际上是智人的姊妹群。”倪喜军说,所谓姊妹群的关系,就是说他们有一个最近的共同祖先。

  “在演化史上,智人和尼安德特人之间的分异时间可能比一般认为的还要早,超过100万年。”倪喜军说。如果这是真的,我们与尼安德特人分离的时间可能比科学家早先认为的早40万年。

中国发现智人最亲分支龙人:比尼安德特人亲,1933年出土

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  最大似然法进行生物地理学模拟分析。

  基于新建立的系统演化关系树,研究团队还使用最大似然法进行生物地理学模拟分析。结果显示,更新世古人类可能处于相对隔离的小种群状态、但具备长距离偶然扩散并成为建群种的能力。在非洲、亚洲和欧洲之间,古人类存在多方向的扩散,不仅仅有走出非洲,也存在走入非洲的扩散,研究者称之为“穿梭扩散模型”。这一模型可以更好地解释人属物种或种群的多样性和地理分布状况。

  生物地理学模拟分析的结果还表明非洲是人类演化的扩散之“源”(Source),而亚洲则更多的是人类演化之“汇”(Sink)。

  研究认为,从哈尔滨头骨中得出的发现有可能改写人类演化史的主要内容。在智人走出非洲之前,龙人、大荔人、金牛山人、华龙洞人、夏河人等所属的这一支系,作为智人的姊妹群在亚洲已经演化了数十万年。这一支系很有可能在基因和文化方面影响了后期到来的智人种群。“总而言之,哈尔滨头骨为我们了解人属的多样性,以及不同人种和种群之间的演化关系提供了更多的证据。”

  值得注意的是,季强将该新人种命名为“龙人”,主要基于领域内常用的地名命名,“我没有考虑其他因素,由于化石产自黑龙江省,所以名称来自龙江。”季强同时表示,“另一方面,我在化石命名时喜欢别人一看到这个名称时就知道是中国的化石,简明易懂。”

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