古脊椎所等發現東亞古人類鼻底形態與尼安德特人並無二致
2020-11-30 中國科學院中國科學院古脊椎動物與古人類研究所副研究員吳秀傑、研究生潘雷及美國合作者通過對世界各地古人類化石鼻腔底部形態類型的對比，發現東亞地區的直立人和早期智人「雙層型內鼻底」的出現情況也非常高，與尼安德特人沒有顯著差異，提出雙層型內鼻底並非尼安德特人獨有特徵的觀點。9月21日，國際期刊Anthropological Science在線發表了該項研究成果。
大約20-3萬年前生活在歐洲和西亞地區的尼安德特人以其特有的粗壯身材、莫斯特文化和早期埋葬等習俗為古人類學研究所關注。多年來，古人類學界對尼安德特人化石特徵和演化地位一直存在爭議。根據化石形態研究，一些學者認為尼安德特人是現代歐洲人的祖先，而對尼安德特人化石DNA的分析顯示尼安德特人是演化的旁支。另有學者提出，尼安德特人與來自非洲的早期現代人發生雜交共同構成現代歐洲人的直接祖先。
中國古人類化石的研究也發現了一些與歐洲尼安德特人相似的特徵，一些學者認為這些特徵是東西方基因交流的證據；但也有學者對此持不同意見。因而，尼安德特人在有關現代人起源的「出自非洲說」和「多地區進化說」研究與爭論中具有非常重要的科學價值。對尼安德特人化石形態特徵的系統深入研究，尤其是確認代表尼安德特人演化譜系的關鍵形態特徵在論證東亞古人類演化爭議性問題方面將發揮重要的作用。
人類「內鼻底」即鼻腔內底部的平面，根據其與通過上頜側門齒處鼻腔入口（外鼻口）的相對高度，通常分為以下三種類型（見圖1）：1）水平型，內鼻底與外鼻口的高度相近，二者連續形成一個平坦面；2）緩坡型，外鼻口略高於內鼻底，形成一個緩慢向內略傾斜的坡面；3）雙層型，外鼻口明顯高於內鼻底，向內急劇傾斜或形成一個明顯的向下凹陷。以往研究顯示，尼安德特人雙層型內鼻底的出現率大於80%，遠遠高於其他「非-尼安德特人」的更新世人類及現代人群，因此「雙層型內鼻底」被一些學者認為是尼安德特人特異的或自近裔性狀。
吳秀傑等採用CT和三維雷射掃描技術獲取了東亞、非洲和歐洲主要更新世中、晚期人類（95例），以及部分現代人群（637例）鼻腔底部斷面形態的數據。經過對比分析，發現東亞直立人和早期智人多表現為雙層型內鼻底；更新世非洲及歐洲晚更新世古人類雙層型內鼻底的出現率為15%–50%；現代人群雖然也有雙層型出現，但比例很低（10%左右），主要表現為水平型。研究中列舉的4例東亞古老型人類中（見圖2），3例（印度尼西亞的桑吉蘭4號、巢縣、許家窯PA 1480）表現為明顯的雙層型內鼻底，1例（長陽人PA 76）為雙層型或者緩坡型；晚期智人中，除日本的港川4號表現為緩坡型外，其他5例標本（山頂洞101、麒麟山人、柳江人、資陽人、馬來西亞的尼亞1號）都表現為水平型。
東亞地區古老型人類雙層型內鼻底出現情況與尼安德特人相近，那麼，是不是說二者在系統發育上有一定的親緣關係呢？
以往的研究已經證實，鼻上頜區的大小與整個面部的大小呈正相關性。東亞地區古老型人類的上齒槽突高（巢縣人28.4 mm，長陽人24.5 mm，桑吉蘭4號28.1 mm），比現代人群的平均值16.9 mm 大出30 - 35%，接近尼安德特人的24.2 mm。因此，研究人員推測，這些具有雙層型內鼻底的東亞古人類可能與尼安德特人一樣，面部的尺寸都比較大。但鑑於桑吉蘭4號、巢縣人、許家窯人和長陽人的面部皆缺失，所以目前還不能完全證明東亞古人類與尼安德特人在系統演化上存在一定的親緣關係。
雙層型內鼻底有什麼功能上的意義嗎？從解剖學上來講，內鼻底由三個解剖結構組成，即鼻齒槽骨斜坡，前鼻底和後鼻底。鼻齒槽骨斜坡和前鼻底來源於前頜骨，後鼻底是由上頜骨的顎骨和顎突組成的。現代人類1歲時前頜骨與上頜骨即融合，而在尼安德特人6歲左右才癒合。個體發育時間的不同可能是導致成年後的尼安德特人和現代人面部形態特徵差異的一個原因。此外，內鼻底的結構和齒列之間也存在個體發育上的聯繫，古人類門齒的齒根比現代人長，向下凹陷的雙層型內鼻底可以擴大其面積，從而縮小與齒根的比例，增加鼻腔高度，保證顎骨到牙齒齒冠咬合面的距離，可以維持其功能上對高度的需求。
據文章第一作者吳秀傑介紹，東亞地區保存有內鼻底的古人類雖然不多，但也為當時人類內鼻底的模式提供了重要的信息。由於受研究材料的限制，研究人員無法準確獲得巢縣人、長陽人、許家窯人等古人類面部的尺寸和形狀，目前對「內鼻底與面部大小」之間功能上的意義也還只是一種推測。儘管如此，本項研究結果足以證實高頻率出現的雙層型的內鼻底並不是尼安德特人獨有的特徵，對雙層型內鼻底在系統發育和在功能上的意義提出了質疑。
本項該研究獲得了中國科學院重點部署項目和戰略性先導科技專項的資助。
論文連結
圖1. 柳江人3D復原頭骨通過上頜側門齒處矢狀面分割圖，示內鼻底位置及表現的類型（吳秀傑供圖）
圖2. 本研究使用的東亞直立人及早期智人表現的雙層型內鼻底模式（吳秀傑供圖）
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