那麼,到底誰是最早的人科動物呢?後來生物學家提供的分子證據把人類曆史推前到700萬年前,但人類學家還沒有找到如此久遠的人科動物化石。1995年第5期的《飛碟探索》曾發表楊敏翻譯的《非洲:生命源頭的秘密》,介紹了“露絲”的發現經過,“露絲”屬於南方古猿阿法種,這種古猿的化石年代最早可追溯到390萬年前。南方古猿阿法種一度曾被認為是最古老的原始人化石。
1995年5月,英國《自然》雜誌刊登了人類學家登米符·利基等人的文章,報道在特卡納湖西岸發現了420萬~390萬年前的化石,命名為南方古猿湖畔種,這種古猿代替南方古猿阿法種被認為是最早能直立行走的人科動物化石。
1.正在形成中的人的晚期代表
在大約400萬年至100萬年前,有南方古猿,這類古猿被一般認為是已知的人的係統上最早的成員,雖然它的名稱按照國際動物命名法規仍叫古猿,實際上它是最早踏上人類進化征途的人類的遠古祖先,是早期猿人的階段。
南方古猿化石最早是1924年達特(R。A。Dart)在南非的湯恩發現的,1925年初發表,揭開了人類發展史上重要的一頁。
(1)類型:邇人和遠人
1924年,在非洲南部阿紮尼亞的貝專納蘭的湯恩地方的采石場的工人,爆破出來一個小的化石頭骨,被送到達特那裏。達特當時是南非約翰內斯堡的威特沃特斯蘭德(Witwatersrand)大學醫學院的年輕解剖學教授。他是澳大利亞人,剛從英國倫敦學習醫學、解剖學和體質人類學結束。在此之前,非洲隻有在讚比亞(當時稱北羅得西亞)布羅肯山(Broken Hill)卡布韋(Kabwe)的礦井中發現的一個似尼人的頭骨。采石場工人送給達特的那個頭骨化石,保存的部分有麵骨的大部分完整的顱內模,頜骨上保留著全套的乳齒和正在萌出的第一恒臼齒,屬於幼年個體,大約相當於現代6歲的小孩。1925年他發表研究報告,說這個幼年個體的腦子大小像一個大的成年的大猩猩,大約為500毫升,由此估計在成長時也不過600毫升左右;但其頭部已能平衡地維持在脊柱上方而不向前傾;硬齶的形狀像人而不像猿;牙齒雖然巨大,但大齒並不超出齒列的水平。他的結論是:這個南非化石既具有某些猿的性狀,又具有某些人的性狀,是似猿的和似人的性狀的奇特的混合體。他認為這是已發現的與人的係統最相近的一種絕滅的猿。由於它發現於非洲的最南部,因而命名為南方古猿非洲種或非洲南方古猿(Australopithecus africanus)。文章發表後,受到英國解剖學界和人類學界許多權威學者的嘲笑,其中有些是他以前的老師,認為這個南非化石不過是另一個猿類化石。隨後的十多年中,這個頭骨由於我國周口店北京猿人化石的發現而被掩蓋了,很少有人再提起它。
1936年,在南非特蘭斯瓦爾地區的約翰內斯堡以北幾公裏的斯特克方丹采石場又爆破出來一批化石,送到了布魯姆(Robert Broom)手裏。他原先是一位蘇格蘭的生物學家,後來轉學古脊椎動物。化石中有一個完整的成年人頭骨,他立即認出它與南方古猿相似。但認為其差別足以建立一個新屬新種,於是命名為邇人,並提出把南方古猿類提升為南方古猿亞科(Australopithecinae)。但以後一般認為它隻是南方古猿屬的一種(非洲種),隻是時間較早而已。
從南方古猿頭骨的顱底部分可以判斷其頭部位於脊柱上方,一段股骨的遠端也非常像人的,從而認為南方古猿已能兩足直立行走,似應屬於人的係統。兩年以後,即1938年,在離斯特克方丹3公裏多的一個叫做克羅姆德萊(Kromdraai)農場的地方,又發現了更多的南方古猿類化石,引起了布魯姆的注意。頭骨片、頜骨、牙齒、臂骨、手骨和足骨都表明是一種相似於最早的南方古猿的種類,但又更為粗壯。於是布魯姆稱它為傍人粗壯種(Paranthropus robustus),以後一般稱為晚期的或粗壯的南方古猿或南方古猿粗壯種(A。robustus)。很多人類學家認為它隻是人類進化係統上的一個旁枝,而不是主幹。
1947年,第二次世界大戰結束已有一段時間,布魯姆已80多歲,又回到了南非,對斯特克方丹進行發掘,在短時間內便發現了大量的南方古猿化石材料,其中有近乎完整的半邊盆骨,與現代人非常相像。所有至此時已發現的南方古猿骨骼破片,大多數明顯表明其能兩足直立行走。
1947年,達特也繼續進行對南方古猿的研究,他的工作集中在距斯特克方丹東北約360公裏的馬卡潘斯蓋特采石場廢料堆。在那裏找到了不少南方古猿化石,顯然是與湯恩和斯特克方丹為同一種類,即非洲種,但達特給了新的種名——“火神種”。在兩年內達特還找到了一大塊盆骨,甚至比斯特克方丹的盆骨更為與人的相似。
1948年,布魯姆及其助手羅賓遜開始在離斯特克方丹不遠另一地點的斯瓦特克朗工作,隨即發現了與10年前布魯姆在克羅姆德萊發現的同一種類的南方古猿。1949年,在斯瓦特克朗的一個口袋狀洞內,首先發現了一個近乎完整的人類下頜骨,起初被命名為“遠人”。後經比較研究,羅賓遜及其他人相信它與亞洲的猿人沒有區別。在其後的10年內,達特及其助手在馬卡潘斯蓋特,羅賓遜在斯瓦特克朗和斯特克方丹,都繼續發現各種類型的化石。
在南非的5個地點總共發現70多個南方古猿的化石,標本編號達到幾百號。他們把已發現的南方古猿化石定了4個署名,6個種名。隨著科學的發展,這些新屬新種名稱大都被廢棄了,現在比較一致的意見是將所有的南非的南方古猿化石歸為一個屬兩個種,即南方古猿非洲種和粗壯種,或稱纖細型和粗壯型。
羅賓遜從50年代起,開始對這兩種類型作出解釋。是否粗壯的是雄性,纖細的是雌性呢?不大可能,因為它們從未在同一地點發現過。經過長期的研究,最後他提出這兩種類型是適應不同食物的反應。粗壯型具有粗大的臉、大的臼齒、小的前部牙齒、強大的肌肉附著痕跡以及其他的許多性狀,可能是吃植物性食物的;因為磨研植物食料需要大的臼齒和強大的頜肌。纖細型是雜食的類型,除吃植物外,還吃一些肉食。但兩者都是人科成員,他們都是直立行走和有著與猿類不同的生活方式。粗壯型最後絕滅了,而纖細型則經過一係列演化過程,發展成現代人。
南非出產纖細型的各地點的年代都早於粗壯型的地點,但不能用放射性同位素來測定它們的絕對年代,估計約在距今350萬~150萬年之間。
(2)東非人和能人
在將近30年的時間裏,路易斯·利基及其妻瑪麗在東非各地尋找人類化石。早在1931年,利基就在坦桑尼亞的奧杜韋峽穀發現了粗製的石器。1959年7月17日,瑪麗·利基在峽穀的層位Ⅰ(地質時代為更新世早期)發現了一個粗壯南方古猿的近乎完整的頭骨(缺少下頜骨)和一根小腿骨(脛骨的大部分)。頭骨特別粗壯,牙床上帶有碩大的臼齒,被命名為鮑氏東非人,後來被認為不過是粗壯型南方古猿之一(A。boisei),俗名叫“核桃鉗人”,因為它的頜骨極為粗壯,像壓碎核桃的鉗子那樣。用鉀-氬法測定其年代為180萬年。
在發掘中還發現了石器和絕滅動物的破裂的和被打碎的骨骸,似因取食營養高的骨髓而造成的。“東非人”是否已能製造工具,甚至狩獵動物呢?從頭骨來判斷,它的腦子還是相當小的;要具有這樣複雜的技術和進行這樣複雜的活動,腦子顯得太小了。
1960年,在發現“東非人”頭骨地點的附近,層位Ⅰ最上界以下6米多的地層裏,發現了大約10到11歲小孩的部分頭蓋骨(頂骨)和下頜骨,小孩和成人的手骨以及一根成年人的鎖骨和近乎完整的足骨。1963年,在層位Ⅱ的中部也發現一件頭骨(包括部分額骨、頂骨、顳骨的大部和枕骨)和附連有大部分牙齒的下頜骨。這些化石在1964年被定名為“能人”,意思是有技能的人。從腦量的計算和對牙齒的觀察,表示“能人”是另一種比“東非人”更為進步的人,其腦子要大得多,其頭骨的形狀更為進步,其牙齒比極度粗壯的“東非人”為小。路·利基相信那些石器是“能人”製造的,破骨片也是“能人”打碎的。這些發現是兩種類型的人科成員同時生活於同一個廣大地區的最早證據。
瑪麗·利基小組在坦桑尼亞萊托裏地點也有了新的發現。1974年,他們發現了12個人的牙齒和頜骨,其年代測定為350萬~375萬年之間。初步鑒定,把這些化石歸入人屬。
1976年,瑪麗·利基小組又在萊托裏有了重要發現。在大約400萬年前沉積下來的火山灰中,他們發現了人科成員的足跡,有成人和小孩的短而寬的足印;另外還發現有三趾馬、羚羊、象、長頸鹿、犀牛和劍齒虎、野兔等的足印。
從1968年起,在肯尼亞的特卡納湖以東地區開始了大規模的發掘。利基夫婦的兒子理查德·利基及工作組在古湖相沉積中獲得了許多保存得很好的、完整的人科化石,其中有的與在坦桑尼亞奧杜韋發現的“東非人”(後改稱鮑氏南方古猿)相像。特別重要的是,其中有12個雌性粗壯南方古猿的標本,它提供了早期人科成員兩性分異的知識,並最後證明了纖細型和粗壯型南方古猿確實是不同的類型,而不是兩性的差別。以後不斷有所發現。1972年,理查德·利基宣布了編號為KNM-ER 1470號頭骨的發現。他認為這個大腦袋的頭骨是“能人”一類的,其年代測定為200萬年,在大約180萬年前的沉積中發現的石器,可能是這種人製造的。
從1967年開始,由美國伯克利加利福尼亞大學的人類學家豪厄爾領導的奧莫研究發掘隊到埃塞俄比亞的奧莫河穀進行調查發掘,獲得了大量化石,包括從大約300萬年到100萬年前的人科化石,大約300萬年前的與南方古猿非洲種相似的牙齒化石,其他大約200萬年前的與鮑氏南方古猿相似的牙齒化石。一些較晚的化石被鑒定為“能人”,更晚的化石有的甚至被認為是“直立人”的。
根據上述東非各地點的資料,表明纖細型的南方古猿非洲種發現於比其他類型為早的沉積中,因此一般相信它是“能人”的祖先。南方古猿非洲種隻需要腦量增大,牙齒有一些改變,發展成能夠製造工具,就能轉化成“能人”了。南方古猿非洲種也被認為是南方古猿粗壯種和南方古猿鮑氏種的祖先。粗壯種是直到大約200萬年前才出現的一種素食者,在“能人”繼續演化成“直立人”時,它們絕滅了。直到20世紀70年代,已有的證據都支持這種看法。
1973年10月,美國俄亥俄州克利夫蘭自然博物館的約翰森在埃塞俄比亞阿法地區幹燥溝壑中的哈達(Hadar)地點,發現了形成一個膝關節的股骨下端和脛骨上端的兩段骨頭,它們比已知的所有的人類骨骼都要小,但其形狀和形成關節的方式,表明它們是人科的骨骼。他們研究的結論說,這是人類祖先的膝部骨骼,表明已能像我們那樣地直立行走,而與猿的膝部明顯不同。特別是這些骨骼的年代,從地質方麵的資料,表明接近350萬年,這是人類兩足直立行走年代最早的證據。
許多人類學家都相信兩足直立行走這種特殊的行動方式是人類進化中的一個關鍵性的發展。雙手從支持作用中解放出來,可用來製造和使用工具、搬運食物和攜帶小孩。直立的身軀也使我們的祖先可從空曠的疏林幹草原或平原的草叢上方看到食物或注視掠奪者,有利於獲取食物和防備敵害。
1974年,約翰森和法國地質學家泰伊伯,又到這個地點進行發掘,獲得了多種動物化石,以及一些與“能人”很相似的頜骨和牙齒。特別重要的是發現了一具人的骨架,約有40%的骨骼保存著。髖骨的形態顯示其為女性,他們叫她為“露西”。
露西大約20歲,死因不明,身高隻有107~122厘米。由於缺少頭蓋骨,頭部的性狀不明,估計其腦子可能是小的。從她的脊椎骨表明生過關節炎。與現代人相比,她的臂長與腿長之比稍大一些。也就是她的臂相對地較長一些。她大概生活在湖邊附近。附近發現的龜和鱷魚蛋化石,甚至螃蟹爪,可能是她當時食物的一部分。約翰森等最初認為她是屬於南方古猿非洲種。
1975年在哈達地點又有了一個重要發現,即一個“古墓地”。某種自然災害,可能是一陣突發的洪水,奪去了至少13個人的性命,把他們埋葬在一個自然的墳墓裏。13個人中有男有女,至少4個是小孩,其中有1個四五歲小孩的近乎完整的頭骨,其餘是成人的,有些是年輕的成人。可能這些人是生活在一起的,因而是人類合作行為的最早的證據。他們稱之為“第一個家庭”。
約翰森等在比較研究了哈達和萊托裏的化石後,認為兩個地點的標本非常相似,它們都能完全兩足直立行走,但有小的腦子和大的犬齒,應同屬於一類。它們雖與南方古猿非洲種相似,但更為原始得多,必須歸入一個新種叫南方古猿阿法種。另一方麵又認為它們與南方古猿非洲種和“能人”也有若幹特點明顯不同,例如牙齒更為原始,有著大的犬齒和形狀不尋常的臼齒;一些標本的下第一前臼齒隻有一個很發達的齒尖而不是兩個齒尖,上、下頜都有著直的齒列,齒弓幾呈長方形。這些性狀表明,它們更近於猿而不是更像人。可以推想它們麵部寬闊,具有大的顴骨。從顱底的肌肉附著痕跡和其他性狀來看,顱底是很原始的。雄性似稍大於雌性。其手和腳與猿的明顯不同,但與較晚期的、更為進化的人科成員也有差別,例如,指骨有較大的彎曲。總的來說,他們的一些性狀是介於猿與人之間的,但其似猿的性狀在明顯地向著人的方向轉變。因而約翰森等認為南方古猿阿法種既是南方古猿非洲種的祖先,又是“能人”的祖先。一方麵從阿法種經過南方古猿非洲種變成粗壯種和鮑氏種,另一方麵發展成“能人”。