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人类演化史上一个极其关键且成功的物种:直立人

直立人是人类演化史上一个极其关键且成功的物种 | 大历史在线
by:卜可2026年1月22日

直立人简介

直立人(Homo Eractus)生活在 190 万至 14 万年前(或更晚,约 3 万年前,如果弗洛勒斯人等物种也被看做是直立人的话)。化石最初是1891年在印度尼西亚的爪哇岛(Java,程序员们请抑制一下冲动)发现的。随后,这批化石的归属物种引起了极大的争论,直到20世纪20年代在中国北京周口店陆续发现了北京人的化石和石器后,直立人才确立了它在人类演化史上的重要地位。目前,普遍的观点将直立人看做是“人”与“猿”之间的分水岭(有争议)。

和直立人相关的遗址非常多,并且距离很远,独立存在的时间也很长,可能造成化石体现出形态特征上的较大差异,这种多样化在考古学者中引发了大量争议。一些保守的学者认为,应该将亚洲发现的直立人和同时代的匠人等亚种分开,还有学者认为应该将亚洲的直立人和非洲的匠人、能人,以及鲁道夫人等,全部合并到同一个种属内。目前(2020)更主流的看法是真正的直立人,应该既包括欧亚大陆的直立人,也包括非洲的匠人。非洲的匠人代表了早期的一部分直立人,欧亚大陆的直立人则是早期直立人走出非洲后产生的地理种。

抛开学者们的争论,直立人是目前(2023)已知最早的体型比例接近现代人的人属物种,是第一种长得更像现代人而不像猩猩的早期人类亚种,他们分布极广,足迹遍布欧亚非三洲。不过直立人的名称可能会造成误解,容易令人产生他们是最早“直立”的人种,实际上在直立人之前很久,人类就可以站立了。从最重要的“双足行走”特征来判断,这一时期的人类已经获得了非常“完美”的双足行走能力,甚至可以奔跑了。相对于躯干的大小,他们具有相对较长的腿和较短的手臂。这些特征非常重要,表明直立人已经适应了地面生活,也具备了长距离行走和奔跑的能力;同时也意味着他们失去了早期人种攀爬树木的能力。

脑容量是衡量人类演化状态最重要的指标之一,与早期人类的化石相比,直立人的颅腔脑容量增加明显。这个物种最完整的化石个体是发现于图尔卡纳湖(Turkana Lake)西岸,被称为“图尔卡纳男孩”(Turkana Boy),他是考古学家眼中的宠儿,和露西一样重要。男孩的骨架虽然几乎没有手骨和脚骨,但总体保存完好,年代大约为距今160万年。牙齿的显微研究表明,图尔卡纳男孩的生长速度与大猩猩类似。化石证据还显示,这个物种会对老年者和虚弱个体进行照料。

Turkana 男孩 图片来源:Smithsonian NMNH

左侧为“图尔卡纳男孩”的骨架,这个骨架的完整程度为40%,基于互补原则:身体一侧的骨骼可以揭示另一侧缺失骨骼的样貌,因此整体信息非常完整。通过研究,科学家们获取了大量关于直立人的体态、体形和生长速度等重要信息。右侧图是这个男孩的艺术重构,无论如何,他都应该被看做是“真正的人类”了。

图尔卡纳的骨盆表明了他的男性身份。他的第二颗臼齿已经长出来了,但第三颗智齿还没有长出来,这表明他没有完全成年。通过牙齿的显微结构可以估算牙齿的生长速度,从而帮助推断出他的年龄:八或九岁。他在去世时身高1.6米(和南猿相比已经很高大了),体重为大约48千克;如果成年,他可能只会稍微长高一点儿。图尔卡纳男孩死时的颅容积为880立方公分,但科学家估计,如果成年,他的颅容积可能会达到909立方公分。

他的脊椎骨,即构成脊柱的骨骼,受到了疾病的影响,导致轻微的曲度,可能让他行动显得较慢,这也许造成了他的不幸早亡。尽管他有一个妨碍他运动的残疾,但他的身体显示出长腿和狭窄的肩膀,这是今天生活在炎热干燥气候中的人类典型特征。对于直立人来说,长腿有助于长时间行走和长距离奔跑。直立人是已知在整个非洲和亚洲广泛传播的第一个人类物种。

图尔卡纳男孩所属的物种制造并使用石器工具,在图尔卡纳盆地发现的 160 万年前的工具包括简单的石制核心和碎片,还有著名的阿舍利手斧(Acheulian handaxes)等大型切割工具,标志着人类石器技术的第一次重大创新。以这类石器命名的“阿舍利文化”也是直立人特有的创造。

阿舍利手斧 图片来源:Research Gate

不同时期的阿舍利手斧(Acheulian handaxes),造型为两面打制,一端较尖较薄,另一端略宽略厚,呈水滴等形状。由于它左右两边和正反两面基本对称,由此被公认为人类历史上第一种标准化加工的重型工具,说明在直立人时期,人类的石器加工技术获得了极大进步。

距今约 150 万年前,在肯尼亚北部伊勒雷特(Ileret)的一个湖边,有一群人留下了他们的脚印,这些脚印的主人应该就是直立人。2007到2014年间,科研人员发现了这些脚印,清晰的有97个,分属20多个人,大部分为成年男性。这些脚印和 360 万年前南方古猿在坦桑尼亚留下的“莱托利脚印”一样(见“南方古猿阿法种”内容),成了人类演化史上的重要证据之一,让今天的学者可以了解人类远古祖先的行走姿势、脚掌骨骼结构,甚至身高和体重。从而弥补了图尔卡纳男孩没有脚骨的遗憾。另外,这么多人在一起,这本身也是人类群体生存与合作能力的实证之一。

直立人留下的脚印 图片来源:archaeology.wiki

直立人留下的脚印,距今大约150万年。

Laetoli 脚印 图片来源:milnepublishing.geneseo & 《祖先的故事》

南方古猿在莱托利(Laetoli)留下的脚印,距今约360万年。脚印位于新的火山灰上,一直向前延伸了大概27米,后来变成了化石。脚印的主人很可能就是南方古猿阿法种。突如其来的火山一定把他们吓坏了,他们拉着手吗?是否躲过了这场灾难呢?

相隔约200万年之久的两组脚印异常珍贵,通过比较,让我们可以知道早期人类在这段漫长时期中的演化情况。古人类学家们发现,不同于南方古猿的脚印,伊勒雷特脚印的主人们,他们的行走方式和现代人已经没有太大差别了。如果他们是直立人的话,那么他们已经演化出了适合长途跋涉的足弓;通过脚印可以判断他们的步幅也和现代人基本相同。根据足迹的长度、宽度和深度,推测这些直立人的平均体重接近 50 千克,跟今天肯尼亚地区的土著人体重差不多。显然,脚印主人的体形比 350 万年前的南猿要更加高大。这再次表明,到了距今 150 万年前,当时的直立人在体型上已经和现代人非常相似了。

到了直立人阶段的人类,已经攀登到了从未有的高峰,并且第一次具备了走出非洲的能力。随后,早期人类的脚步便踏上了中东、高加索、东亚,以及东南亚等地区。遍布各地的直立人充分展示了人类的开拓和适应能力,还分化出很多亚种。其中,因为发现较早,印度尼西亚的爪哇人被看做是直立人的“标准种”。散布在欧洲区域的直立人包括格鲁吉亚人、托塔韦人西布兰诺人,梭罗人等等。在走出非洲 15 万年后,直立人中的至少一个支系抵达了亚洲,目前直立人遗址在中国区域发现最多,包括云南元谋人、河北泥河湾人、陕西蓝田人、周口店北京人、和县人郧县人等等。

尽管考古学者们对直立人进行了大量研究,但关于直立人还有很多谜团:他们的祖先是谁?和能人及鲁道夫人的关系是怎样的?什么原因让他们离开了非洲?他们的的体格、食肉习性以及工具的使用哪个才是最主要的因素?他们对火的使用究竟有多么熟练?他们会说话吗?最重要的,从他们到我们的演化路线是怎样的?是不是亚洲的直立人真的走向了灭绝,而非洲的直立人则演化成了智人的共同祖先,即海德堡人和罗德西亚人呢?

这些疑问引发的争论非常多,暂时也还没有确定的答案。

爪哇直立人

1891年,尤金·杜布瓦(Eugène Dubois,荷兰解剖学家)在印度尼西亚爪哇岛(Java)河岸发现了一个令人惊叹的化石遗址。其中包括一具古老的人类骨骸,周围还有动物遗骸和贝壳。遗址随后被挖掘,如今以“爪哇人”而闻名,但更为人所熟知的名称是直立人。

这些化石的年代约为100万至70万年前,它们立即引发了争议,因为杜布瓦声称它们显示了类人猿与人类之间的过渡物种的证据。后来证实他是正确的,直立人化石在非洲和亚洲其他地方也被发现,一些学者认为,这个物种有可能是我们的直系祖先(争议很大,也非主流观点)。

但引起轰动的是在爪哇遗址内发现的一枚手掌大小的贝壳。对贝壳的研究后来被发表在《自然》杂志上(Joordens等人,2015)。相关研究表明,在50万年前,爪哇直立人可能就已经使用了这些贝壳来制作工具,并用几何雕刻来装饰其中的一些贝壳。这是目前(2023)已知使用贝壳制作工具的最早记录。

爪哇遗址贝壳 图片来源:Don Hitchcock, donsmaps.com

图中为爪哇遗址发现的具有50万年历史的贝壳,贝壳上刻有花纹。右下图显示钻孔的地方,位于蛤蜊的闭壳肌附近,这会迫使贝壳张开。爪哇遗址后来被突然掩埋,可能是火山或洪水造成的灾难。但这个不幸事件也为后世保存了珍贵的古老证据。

贝壳上的刻痕呈现出醒目的白色线条,显然是有意为之。但这个贝壳和普通工具不同,因为这样的痕迹并没有明显的实际功能,很可能只是一种装饰。从制作的精细程度考虑,类人猿不可能具有这样的抽象思维能力,只有真人属的成员才能完成这种复杂的抽象创造。这表明在那个遥远的年代,人类便已经具备了一定的审美意识。也许这些贝壳只是为了消遣,也许是为了记录拥有者的身份,或者其他一些我们想象不到的用途;但无论如何,这些人类最早的艺术行为所隐含的抽象特征是无法被否定的。

而抽象思维能力是人类最重要的标志。

北京直立人

来自爪哇(爪哇直立人)和中国(即著名的“北京人”头骨化石,二战时期遗失于日寇战火)的早期化石发现,为这个物种提供了典型的案例。直立人通常被认为是首个从非洲扩散出去的物种,同时也被认为是一个变异程度很高的早期人类,他们广泛分布在两个大陆上(但还不确定是否曾抵达欧洲)。直立人可能是存在时间最长的早期人类物种,大约是我们(现代人)存在时间的九倍长!

北京人头骨化石的复制品 图片来源:Baidu

“北京人”头骨化石复制品。原始化石是在1929年于北京周口店被发现,后来正式命名为“中国猿人北京种”,科学上常称之为“北京直立人”,属旧石器时代。北京人生活在距今70万年至20万年之间,平均脑量达1088毫升(现代人脑量为1400)。据推算北京人身高为男性156公分,女性150公分。北京人能捕猎大型动物,还可能是最早使用火的古人类。

最早的直立人

无论是北京人还是爪哇人,他们都不是最早的直立人。云南元谋人(约170万年前)、泥河湾出土的石器(约166万年前)以及陕西蓝田人(163万年前)都比北京人更古老。格鲁吉亚南部的德马尼西(Dmanisi)从1991年开始也陆续出土了一批直立人化石和石器,年代可追溯到距今180万年左右;因为他们的到达时间更早,因此直立人离开非洲的时间位于 200 万年前到 180 万年前之间。

到了2018年,《自然》杂志发布重要报告,通过对陕西蓝田上陈村古人类遗址历时13年的考察,科研人员以古地磁法测年,发现遗址中最古老的石器距今约 212 万年,最年轻的石器则为 126 万年。这表明,在至少长达 86 万年左右的时间里,这里曾经有人居住过(不一定是连续居住)。遗憾的是,上陈村遗址目前还没有发现古人类遗骸。

非洲以外最古老的人类石器 图片来源:mujeresconciencia

根据发表在《自然》杂志上的一项重大研究,位于中国西北黄土高原中的上陈村,现在(2024)发现了非洲以外最古老的人类石器,距今超过了 210 万年。

截止报告发表时,上陈村发现的石器包括 82 具被打击处理过的石器,包括石核、石片、刮削器、尖状器、钻孔器和手镐等,虽然形制简单,但这些都是古人类早期使用工具的证据。由于没有发现骨骼化石,学者们还无法证实石器制作者的身份,但从年代看来,最有可能是直立人。如果最终被证实,那么直立人走出非洲的历史又要被改写了,比之前所知(德马尼西)的年代要更久远,需要前推约25万年。

远古人类的迁移和扩散并不新鲜,当环境变化或食物不够时,人类就必须寻找下一个栖息地。事实上,假设原始人类每年只移动 1 到 5 千米,那么他们也可以在2000-5000年间,从非洲内陆的坦桑尼亚迁徙到太平洋深处的所罗门群岛。根据目前(2024)科学家的推测,从人类祖先和黑猩猩祖先开始分化算起(即距今约700万到600万年前),直到早期人类走出非洲,这中间经过了漫长的 400 万年。在这个过程中,人类也从猿类的外貌逐渐演化成了直立人的样子。

走出非洲后,直立人同样也经历了不断的演化。比如,填补了直立人历史大片空白的德马尼西(Dmanisi)化石就代表了较早期的类型,他们成年后的身高约为145公分-166公分,体重约40-50千克,脑容量也只有600-775立方公分。总体看来,将德马尼西人和“图尔卡纳男孩”所代表的族群相比,他们的体型明显比后者要小很多。毕竟,两者之间相隔了约 160 万年的演化过程。

Dmanisi 头骨 图片来源:donsmaps.com

对迄今为止发现的五个德马尼西头骨进行的计算机模拟重建。背景就是发现地的景观,这里是世界上出土最多直立人化石点的地方之一,另一个出土较多的地方位于北京周口店。科研人员认为,他们可能是最早演化出来的直立人,诞生后不久就离开非洲,还处于这个物种演化的初期。

直立人复原图 图片来源:Smithsonian NMNH

直立人复原图

扩展阅读

地球时间表

人类的演化


参考资料

《人类起源的故事 : 我们是谁,我们从哪里来》 大卫·赖克;叶凯雄 胡正飞[译];浙江人民出版社 2019-06

《给智人的极简人类进化史》 [法] 希尔瓦娜·孔戴米 / [法] 弗朗索瓦·萨瓦提埃;李鹏程[译];海峡书局 2021-07

《人类起源和迁徙之谜》李辉;上海科技教育出版社 2020

《硬核原始人》何叶紫;浙江文艺出版社 2020-11

《人从哪里来 : 人类600万年的演化史》赖瑞和;中信出版集团 2022-08


The origin of our species

Archaeology

What does it mean to be human?



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