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早期人類:系統發育和年代學

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系統發育和年代學

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800萬到400萬年前

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查德沙赫人(600-700萬年前)和圖根原人(600萬年前)的化石分別於2001年和2000年被發現,仍然存在爭議。

圖根原人的發現者聲稱這些化石代表了現代人類的真正祖先,而其他早期人類(例如,南方古猿和傍人)是旁支。他們根據其評估,該人類是雙足行走(比之前認為的早了200萬年),並且表現出某些比其他早期人類更現代的特徵。其他權威人士不同意這種分析,有些人質疑這種形式是否甚至屬於人族。在這一點上,資訊太少,只能提及這兩個新發現的人類。然而,隨著新資料的到來,我們故事的主要部分可能會發生變化。

始祖地猿(440萬年前)的化石與之前發現的任何化石都足夠不同,因此需要建立一個新的類人猿屬。雖然來自枕骨大孔的證據表明它們是雙足行走的,但來自腿部、骨盆和足部的確鑿證據仍然有些神秘。可能存在某種共識,即始祖地猿代表人族的一個旁支。

400萬到200萬年前

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肯亞古猿(420-380萬年前)表現出原始(大的犬齒,平行的牙齒排列)和衍生(犬齒的垂直根,更厚的牙釉質)特徵的混合,並有雙足行走的證據。似乎存在某種共識,即這可能代表所有後來人族的祖先。

下一個物種已經確立,其性質也普遍達成一致:阿法南方古猿(400-300萬年前)。毫無疑問,阿法南方古猿是雙足行走的。這種形式似乎仍然是我們產生後續人族的最佳候選物種。

同時,在查德生活著第二種人族:查德南方古猿(350-300萬年前)。這表明早期人族比之前認為的分佈在非洲大陸的範圍更廣。然而,這種分類的完全接受以及化石的含義還有待進一步研究。

另一種與阿法南方古猿同時代的化石物種存在於東非:肯亞平臉人(350萬年前)。這些化石顯示出一系列不同於任何其他形式的特徵:腦容量、牙齒、鼻部細節類似於南方古猿屬;扁平的臉、臉頰區域、眉脊類似於後來的類人猿。這組特徵導致其發現者不僅賦予它一個新的物種名稱,還賦予它一個新的屬名。一些權威人士認為,這種新形式可能是阿法南方古猿更好的共同祖先。然而,需要更多證據和更多具有相同特徵的例子,才能確定這些化石是否代表了一個全新的分類學。

從阿法南方古猿到下一個物種:非洲南方古猿變化不大:體型和形狀相同,腦容量相同。然而,也有一些差異:犬齒較小,牙齒排列沒有間隙,牙齒排列更圓(更像人類)。

我們可以將非洲南方古猿視為阿法南方古猿的延續,其分佈範圍更廣,遍佈南部和可能東部非洲,並表現出一些進化變化。需要注意的是,這種解釋並非所有研究人員都同意,並且仍然是假設性的。

在衣索比亞的布里發現的化石導致研究人員指定了一個新物種:粗壯南方古猿(250萬年前)。引人注目的特徵混合:一些牙齒特徵類似於早期的Homo;而磨牙異常大,甚至比南部非洲的粗壯南方古猿還要大。

粗壯南方古猿與其他人族的進化關係仍然存在爭議。它的發現者認為它起源於阿法南方古猿,並且是Homo的直系祖先。其他人則不同意。顯然,需要更多證據才能更精確地解釋這些標本,但它們確實表明了這一時期人族之間的變異程度。

在200萬到300萬年前出現了兩種截然不同型別的人族:粗壯南方古猿(傍人)和早期Homo能人)。

第一種型別保留了與黑猩猩大小相同的腦和南方古猿的小體型,但在參與咀嚼的顱骨區域進化出了明顯的粗壯性:這就是粗壯南方古猿(鮑氏南方古猿羅百氏傍人衣索比亞傍人)群體。

  • 南方古猿的飲食似乎主要由植物性食物組成,儘管阿法南方古猿非洲南方古猿粗壯南方古猿也可能攝入了少量動物蛋白;
  • 後來的南方古猿(鮑氏南方古猿和羅百氏傍人)進化成更專業的“研磨機”,因為它們的頜骨變得明顯更大,而腦容量卻沒有。

大約250萬年前出現的第二個新人族屬是現代人類所屬的屬,Homo

  • 考慮相對體型而言的腦容量,顯然能人的腦容量已經擴大了遠遠超過基於體型單獨預測的值。這意味著與南方古猿相比,資訊處理能力有了明顯的提高;
  • 儘管能人的牙齒按現代標準來說很大,但與顱骨的大小相比,它們比南方古猿的牙齒要小。主要的腦容量增加和牙齒尺寸減小是Homo屬進化的重要趨勢,但不是南方古猿屬的趨勢;
  • 僅從解剖學的角度來看,長期以來人們一直認為阿法南方古猿非洲南方古猿構成了Homo屬的一個良好的祖先,現在看來,能人的身體與這兩個物種幾乎沒有變化。這兩個物種中究竟哪一個產生了能人仍在激烈爭論。能人是否起源於阿法南方古猿非洲南方古猿、兩者兼而有之,或者兩者皆無,仍然存在爭議。也有可能已知的南方古猿都不是我們的祖先。查德沙赫人圖根原人肯亞古猿的發現是如此之新,以至於很難說它們會對目前的理論產生什麼影響。

是什麼導致了導致粗壯南方古猿(傍人)和Homo新形式的分支?是什麼導致了南方古猿屬在大約同一時間(200-300萬年前)的滅絕?最後,是什麼導致了傍人屬在大約100萬年前的滅絕?

無法確定這些問題的答案。但是,當時的自然環境可能提供一些線索。大約600萬年前開始並持續至今的環境變異性增加,導致一系列新出現的和多樣化的棲息地,可能最初促進了人族群體之間不同的適應性,正如導致粗壯人族和Homo出現的分支所見。

如果環境波動的程度持續增加,這可能會對人類的適應性反應施加壓力,那些適應能力較差的群體最終可能滅絕。由於無法在資源減少的情況下(例如,專門吃素的傍人)生存並繁衍,這些現已滅絕的人類可能在生存空間和資源的競爭中敗給了適應性更強的人類,這種現象被稱為競爭排斥。

在這種情況下,只有包括大腦尺寸增加的適應性反應,以及隨之而來的理解和操控環境能力的提高,才從長遠來看取得了成功。

人猿總科、人科、人屬

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傳統的觀點是將人猿總科識別為三個科:長臂猿科(亞洲小猿:長臂猿和合趾猿)、猩猩科和人科。

  • 猩猩科包括非洲大猿,包括大猩猩、黑猩猩和亞洲的猩猩;
  • 人科包括現存人類和通常具有以下特徵的化石猿:雙足行走、犬齒尺寸減小和大腦尺寸增加(例如,南方古猿)。

人猿總科的出現

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人猿總科是中新世晚期(1500萬至500萬年前)的靈長類動物,與現存猿類和人類共享少量顱後特徵

  • 無尾;
  • 骨盆缺乏骨性擴張;
  • 肘部類似於現代猿類;
  • 相對於體型大小而言,大腦略大於體型相似的猴子。

什麼時候人猿總科也屬於人科?

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當我們說查德沙赫人是最早的人科動物時,我們的意思是它是被歸類為人科中最古老的化石。將查德沙赫人歸入人科的依據是,它們在一些共有衍生特徵上與人類相似,而這些特徵將人類與其他現存靈長類動物區分開來。

有三類特徵將人科與當代猿類區分開來

  • 雙足行走;
  • 相對於體型而言,大腦更大;
  • 牙齒和肌肉。

要被歸類為人科,中新世晚期(人猿總科)的靈長類動物必須至少表現出其中一些特徵。查德沙赫人是雙足行走的,並且在許多牙齒特徵上與現代人類相似。然而,查德沙赫人的大腦並不比同時代的黑猩猩更大。因此,這塊化石被歸入與現代人類相同的科(人科),但不是同一個屬。

早期人屬的特徵

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早期人屬(例如,能人)與任何最早的人科動物(包括南方古猿)都截然不同,並且在以下方面與我們相似

  • 大腦尺寸比任何最早的人科動物(包括南方古猿)都要大得多;
  • 牙齒更小,牙釉質更薄,齒弓比最早的人科動物(包括南方古猿)更呈拋物線形;
  • 頭骨更圓;面部更小,突出程度更低,與最早的人科動物(包括南方古猿)相比,下頜肌減少了。
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