為什麼東非大裂谷的類人猿露西是人類的祖先?為何稱作人類祖母?

2020-12-17 科學美少男

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

露西是指代猿類演化成人類過程中的需要經歷的一個階段,即雙腳直立行走。但露西並不一定是人類直系祖先,甚至有可能不是人類演化主線上的物種,可能是旁支物種。

達爾文的理論

1871年,達爾文發布了《人類的由來與性選擇》,裡面提及到人類由猿類進化而來。可想而知在當時「神造論」教會主導下的社會中引起軒然大波。

(當時社會諷刺達爾文的漫畫)

達爾文通過全世界各地觀察大量的物種及化石證據,發表了《物種起源》,於是有了物種進化論。而人類也是地球上的一種動物,應該也遵循進化論。達爾文通過大量科學資料證明人類和猿類在身體結構上有很多相似之處,並且通過古猿化石、胚胎發育、人體身上多處由猿類退化的痕跡,包括部分新生嬰兒出現的返祖現象,試圖說明人類是由猿類進化而來。

(達爾文物種胚胎發育理論)

然而擺在面前的問題是:猿類是一種樹棲動物,四肢行走,雙腳可以握住樹枝,在樹上蕩來蕩去。人類雙腳直立行走,雙腳並沒有猿類靈活,並且人類擁有更大的腦容量。由於存在大量完全不同的特徵,所以如果要證明人類是由猿類進化而來,那麼找到猿類如何越來越像人的證據——人猿演化史上每一個進化過渡階段的化石,串起來形成人類的演化路線就至關重要。

東非大裂谷

物種的演化是由隨機的遺傳變異產生的,而演化的方向則取決於自然選擇,適應環境的遺傳變異產生的進化更容易使物種生存下來。現代分子生物技術已經通過女性的線粒體DNA及男性的y染色體追蹤到人類起源於東非。即使從大量出土的化石分布,也可以看出來人類起源於東非。

(Y染色體追蹤父系起源於東非)

為何是東非3000萬年前由於地球板塊運動,非洲出現了一條裂縫,把原本茂密的非洲森林分割成兩個部分。東部由於氣候的變化,慢慢形成了樹稀草原,就是這個巨大的自然環境轉變成為了人類誕生的導火索。原本居住在西部的猿類繼續它們森林樹棲的演化之路。而東部由於沒有了足夠的樹木供猿類生生活,演化出陸地生活的技能是必然的,否則就是被自然選擇所淘汰。

人類的「祖母」露西

1994年,古人類學家在東非發掘的化石中,發現了下地生活的地猿,距今440萬年,這是從樹棲到地面的第一個過渡階段的證據。1972年,人類發掘出了骨架完整度高達40%的阿爾法南方古猿化石,存在於330多萬年前。由於發現當晚考古隊一直放著披頭四的音樂《Lucy in the Sky with Diamonds》,於是取名為「露西」,並被稱之為人類的祖母。

從化石中可以發現露西有著猿類的腦容量及人類的雙腳直立行走方式,並且科學家通過骨骼分析得出露西同時過著樹上和陸地的生活,2016年《自然》有篇文章指出露西可能是因為從樹上掉下來骨折受傷而死。

人類演化

隨著400萬年前至今不同時間段的化石不斷被發現,於是對人類腦容量演化和直立行走演化有了初步的路線圖。人類經歷了南方古猿、能人、直立人最終演化成智人,在這個過程中還出現了大量旁支物種。我們的基因,還被旁支尼安德特人與丹尼索瓦人的滲透過,並且近日又發現了西非人的基因被其他未知的人屬物種滲透過。

可見人類的演化是錯綜複雜的,即使到目前位置還存在著大量的未知的人種等待科學家去發現,從而更新演化路線圖。

露西可能不是我們的祖母

如果說在最初階段直立行走猿類只有南方古猿一個獨立物種,演化過程中並沒有出現旁支,那麼我們可以說露西可能是我們的祖先所屬物種中的一員,即使不是直系,也沾親帶故。

事實上,除了阿爾法南方古猿,古人類學家還發掘出特徵相同的湖畔南方古猿的化石。原本科學家認為湖畔南方古猿是阿爾法南方古猿的直接始祖,而2019年9月份一塊生活於380萬年前、較為完整的湖畔南方古猿的頭骨被發現,通過研究發現兩者並不存在祖裔關係。

阿爾法(左)湖畔(右)

湖畔南方古猿頭顱具有明顯突出的臉部和長而窄的腦殼,與阿法南方古猿大不相同。

群英薈萃從最新觀點看來,最早的阿爾法南方古猿存在於390萬年前,說明露西並不是第一批阿爾法南方古猿,此次發現的湖畔生活於380萬年前,它們存在著10萬年的交集。

由此我們可以看出擁有具備人類演化過渡特徵的南方古猿肯定不止存在一種,除了湖畔及阿爾法,後續也許會有更多的同樣具備過渡特徵的古猿被發掘。

總結

人類始於它們這些已知的南方古猿或許尚未發現的物種之一,但具體是誰,尚未能確認,所以阿爾法南方古猿並不具備唯一性,它只是指代人類演化過程中的過渡形態的物種。

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