為了解古代人類行為發生重大變化的生態背景,一組研究人員與奈洛比的一家公司合作,鑽入了古代湖泊的河床。在距離湖泊約24公裡處,他們曾發現過一組驚人的石器。在肯亞國家博物館和當地Oldonyo Nyokie社區的參與和支持下,他們取出了跨度近100萬年的巖心,長度為139米。
供圖:HUMAN ORIGINS PROGRAM, SMITHSONIAN
撰文:MAYA WEI-HAAS
70萬年裡,人類的遠古親戚依靠一套持久的技能和生存策略,在東非過著相對穩定的生活。他們用附近的石頭做成簡單的大手斧,用它們切割獵物、砍下樹枝、挖出塊莖。
但32萬年前,也就是最早的智人化石證據出現的年代,這些早期人類徹底改變了原有的生活方式。他們開始製造更小、更靈活的拋擲尖物,它們可以像炮彈一樣從空中飛過,有一些的材質是黑曜石。他們還收集了紅色和黑色顏料,後來常用於洞穴壁畫。
現在,《科學進展》上的一項新研究表明,這種轉變背後的一個重要原因就藏在地下:地殼構造活動導致地貌變得支離破碎。
一直以來,科學家關注的都是氣候變化,比如溼潤期或乾旱期的開始,這是我們早期祖先適應環境的關鍵驅動力。新研究檢查了近100萬年來的氣候變化記錄,以驗證這種觀點。這些記錄被保留在古代湖泊之下139米的沉積巖心中。
大約70萬年裡,生活在奧羅格賽利地區的古人類所使用的是當地石頭製作的大型工具。但到了32萬年前,工具完全改變了:拋擲尖物更小,可以系在拋射物上。其中一些用黑曜石做成,邊緣非常鋒利,但黑曜石在幾公裡之外的地方。這個時候,早期人類也開始使用顏料,說明可能存在符號交流。供圖:IMAGES FROM HUMAN ORIGINS PROGRAM, SMITHSONIAN
湖泊的地質記錄顯示,在考古記錄出現新技術的同時,發生了一連串的生態變化。不斷變化的氣候和地貌導致曾經穩定的食物和水源時有時無,生活在東非的早期人類因此陷入混亂,不得不進行創新,加以適應。
「我認為,適應性是我們這個物種最重要的特質,」此次研究的第一作者、史密森尼國家自然歷史博物館的古人類學家Rick Potts說。
智人之所以比其他人類動物活得更久,一個重要原因在於在面對新挑戰時的靈活性。丹尼索瓦人、尼安德特人、直立人等都曾是人類系譜上的分支,最終這個系譜只剩下了一個分支。「我們是最後一個站立的兩足動物,我喜歡這樣稱呼我們,」Potts說。
當然,我們這個物種的起源仍有很多未解之謎。正如研究著者們所指出的,他們的工作並不能找出現代行為的起源,也無法得知智人出現的地點。但這項研究為我們帶來了非常詳細的關於古代地貌變化細節,而一些基本的人類行為正是在這裡發展起來的。
「一片混亂」
這項研究重建了奧羅格賽利地區的古代環境;這個盆地位於肯亞南部,20世紀40年代,英國古人類學家Mary和Louis Leakey首次在此挖掘。1985年,Potts加入史密森尼學會後就開始在這裡工作。「我原以為這個項目大約為期三年,」他說:「現在三十多年已經過去了。」
那時,年代測定技術有所進步,人們發現,奧羅格賽利地區有大量古人類工具,可以追溯到約120萬年前。但當研究人員仔細研究了經年累月留下的沉積層後,他們遇到了一個問題。「有18萬年不見了,」Potts說。
約50萬年前,沿著大裂縫的運動重塑了地貌。曾經的盆地變成了陸地上的高處,風吹雨打,大自然的侵蝕造成了地質記錄中的一個空白,直至約32萬年前。Potts告訴我們,在這期間,「一片混亂,古人類的行為也出現了重大變化。」
回望遠古祖先的生活,他們在這麼早的時間裡就已經很先進了,令人驚訝。他們的工具多種多樣,而且更加簡潔,包括可以用作投擲物的石制三角形拋擲尖物。「原本大而笨重的東西變得小而輕便,」Potts在談到這一轉變時說:「那之後,就像一部科技史。」
這些早期人類周圍的世界也在變化。在人類行為出現驟變之前,大型動物在這片地區吃草(Potts把它們稱作「更新世的割草機」),包括地球上曾出現過的最大的象之一,雷基象;非洲狒狒的近親,體型碩大的奧氏獅尾狒;河馬的遠古近親,健碩的懼河馬。但到32萬年前,當地大約85%的哺乳動物都消失了,取而代之的是一群體型較小的現代動物。
為了更好地了解這一變化背後的推動因素,研究團隊從2012年9月開始,在研究地點附近一個平坦的平原進行鑽探,這裡曾有一座古代湖泊。Potts談到鑽探地點時說:「有很多猜測,但最後我們選的位置不錯,」。
他們從湖底淤泥下取出了139米的巖心,其中夾雜著火山灰層,這可以幫助確定具體的時間。巖心的時間跨度大約在100萬年前至8.3萬年前,包括缺失的18萬年。
消失的時間
經過一系列檢測,研究人員終於解開了複雜的地貌歷史之謎:地殼構造活動改變了一切。這裡位於東非大裂谷,大陸板塊構造分裂成了兩塊。之前的研究顯示,隨著陸地延伸,板塊變薄、斷裂,原本平坦的地方形成了新的山谷和丘陵;分裂的關鍵時期始於約50萬年前。
根據研究團隊的分析,新形成的小山谷放大了降雨量的變化,導致約40萬年前,這裡頻繁在洪水和乾旱之間轉變。隨著水量高低不定,綠色植物也在樹和草之間瘋狂變化。Potts說,環境條件不斷變化,可能就是古人類行為發生重大改變的原因。
「水資源可用量是生存的關鍵,」洛約拉大學的古人類學家Kristin Krueger在郵件中說:「如果發生了變化,那麼生物有三種基本選擇:遷移、適應,或滅絕。」Krueger沒有參與此次研究。
她指出,隨著水資源稀缺或處於不斷變化之中,古人類可能被迫離開熟悉的土地,去往遠方。「這讓他們發現了不同類型的資源,或者因此加強與其他部族的合作,增加生存的機率。又或者催生了技術進步,人類勉強維持生活,」Krueger說:「這項研究正在探索這些問題。」
古人類的族譜分支上有很多纏結,隨著研究人員發現的線索越來越多,它們之間的關聯也變得更加複雜。伯恩茅斯大學的進化古生態學家John Stewart沒有參與此次研究,他表示,奧羅格賽利地區的故事有一個奇怪之處:沒有人類遺骸。「可能還有更多故事是我們所沒有看到的。」
石溪大學圖爾卡納盆地研究所的古生物學家Isaiah Nengo沒有參與此次研究,他說,研究非洲其他地方的古代生態或許可以幫助研究人員更好地了解,驅使古人類進化的因素。Nengo正帶領研究團隊探查相似的板塊構造和氣候對肯亞北部進化情況的影響,這些影響甚至在最早的古人類出現前就已經開始了。
「擁有詳細的數據記錄很重要,」他說:「我們可能會從中發現一些東西。」
(譯者:Sky4)