中国学者最新Science发布古人类研究重大成果

【字体: 时间:2017年03月06日 来源:生物通

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  中科院古脊椎动物与古人类研究所,河南省文物考古研究院等处的研究人员针对2005-2016年在河南省发现的人类头骨碎片等多个化石,报道了新的古老型人类——许昌人,研究指出距今10.5-12.5万年,中国境内生存着一群体质特征非常特殊的古老型人类——许昌人,其头骨呈现出更新世晚期人类、东亚中更新世直立人以及欧洲尼安德特人的混合特征。

  

生物通报道:中科院古脊椎动物与古人类研究所,河南省文物考古研究院等处的研究人员针对2005-2016年在河南省发现的人类头骨碎片等多个化石,报道了新的古老型人类——许昌人,研究指出距今10.5-12.5万年,中国境内生存着一群体质特征非常特殊的古老型人类——许昌人,其头骨呈现出更新世晚期人类、东亚中更新世直立人以及欧洲尼安德特人的混合特征。

这一研究成果公布在3月3日Science杂志上,文章的通讯作者分别为中科院古脊椎动物与古人类研究所吴秀杰研究员,以及美国圣路易斯华盛顿大学Erik Trinkaus。近10年来,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所古人类化石研究课题组在中国更新世中、晚期人类演化开展了大量的野外调查、发掘和化石研究工作,取得了一批原创性研究成果。吴秀杰研究员表示,许昌人很可能代表着华北地区早期现代人的直接祖先。许昌人头骨化石呈现的复杂及镶嵌性形态特征为中国古人类演化的地区连续性以及与欧洲古人类之间的交流提供了一定程度的支持。

2005-2016年,河南省文物考古研究院研究员李占扬领导的考古队对位于河南省许昌市的灵井遗址进行了连续12年的挖掘,发现了45件人类头骨碎片化石、古人类制作使用的石器以及 20余种哺乳动物化石。通过地层对比、动物群组成分析及光释光测年等多种方法的综合研究,人类化石的年代被确定为10.5-12.5万年前。许昌人化石地点沉积物的测年研究由北京大学教育部地表过程分析与模拟重点实验室周力平教授负责,他的研究组应用最新的光释光测年技术,从沉积物中分离出石英和钾长石两种矿物,尝试了多种测量方法,最终获得了精度很高的光释光年龄数据。

2014年以来,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所吴秀杰研究员领导的研究小组对许昌人头骨化石开展了修复、拼接、复原和研究工作。许昌人头骨化石出土时已经破裂成碎片, 共计45块。经过鉴定,确认这些头骨碎片代表5个个体,其中1号和2号个体相对较为完整:许昌1号由26块游离的头骨碎片组成,复原后的头骨保留有脑颅的大部分及部分底部, 代表一个年轻的男性个体;许昌2号头骨由16块游离的碎片拼接而成, 复原后的头骨保存有脑颅的后部,为一较为年轻的成年个体。

研究小组采用形态观测、高清晰度CT扫描、手工及三维虚拟复原等手段,对许昌人头骨进行了拼接和复原,分别制作了1号和2号人头骨虚拟及实体的复原头骨及颅内膜。在此基础上,对许昌人头骨形态特征、测量数据、脑形态、脑量、颅骨内部结构等特征进行了细致的研究并与世界范围内古人类化石及数据进行了对比。

研究发现:许昌人头骨呈现复杂的混合及镶嵌性形态特征。(1)脑颅的扩大和纤细化:1号头骨的颅容量约为1800 cc,2号头骨虽然小于1号,但也位于晚更新世人类的平均值附近。骨壁变薄,颅形圆隆,枕圆枕弱化,眉脊厚度中等。从中更新世到晚更新世早期, 人类脑量具有增大及纤细化的演化趋势,许昌头骨明显扩大的脑量符合这一演化特点, 进一步证实这一时期的人类具有相似的演化模式;(2)具有东亚中更新世早期人类(如周口店直立人、和县直立人等)的原始及共同特征:包括低矮的头骨穹隆、扁平的脑颅中矢状面、最大颅宽的位置靠下、短小并向内侧倾斜的乳突。许昌人头骨具有东亚古人类一些原始特征及若干共同的形态特征,提示从更新世中、晚期,东亚古人类可能具有一定程度的连续演化模式;(3)具有与典型的尼安德特人相似的两个独特性状:一个性状表现在项区, 包括不发达的枕圆枕、不明显的枕外隆突伴随其上面的凹陷;另外一个性状是内耳迷路的模式,前、后半规管相对较小, 外半规管相对于后半规管的位置较为靠上。这两个独特性状, 其中一个性状(枕圆枕上凹/项部形态)在东亚早期人类头骨不清楚; 另外一个特征(内耳迷路比例)在东亚古人类只出现了1例. 许昌头骨在枕圆枕上凹和颞骨内耳迷路半规管的形态上与欧洲的尼安德特人相似, 暗示了两个人群之间基因交流的可能性。许昌人头骨具有的这种混合性,尤其是镶嵌性头骨形态特征, 反映东亚更新世人类演化特点既具有一般性的趋势,同时还呈现一定程度的地区连续性以及与其它地区古人类之间的交流。

这项研究发现:距今10.5-12.5万年,中国境内生存着一群体质特征非常特殊的古老型人类——许昌人,其头骨呈现出更新世晚期人类、东亚中更新世直立人以及欧洲尼安德特人的混合特征。他们不是早期现代人、不是尼安德特人、不是海德堡人、也不是直立人。他们是一种新的古老型人类,目前还无法将其归入任何已知的古老型类群之中。

许昌人特殊的体质特征,反映出东亚更新世晚期人类演化特点既具有一般性的趋势,同时还呈现一定程度的地区连续性和人群间交流。这项研究以详实的化石形态特征和精细的地层年代数据提供了华北地区晚更新世早期人类形态变异及演化模式的化石证据,标志着我国学者在人类演化研究领域取得的又一项突破性成果。

吴秀杰研究员介绍,近10年来,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所古人类化石研究课题组在中国更新世中、晚期人类演化开展了大量的野外调查、发掘和化石研究工作,取得了一批原创性研究成果。该课题组先后在湖北郧西黄龙洞、湖南道县福岩洞、安徽东至华龙洞等地发现了珍贵的古人类化石。在现代人起源领域开展了多方面的实验研究,先后完成对广西崇左智人洞、许家窑、马坝、盘县大洞、道县等中更新世晚期及晚更新世早期人类化石形态、病理、创伤、先天畸形等研究,提出早期现代人至少10万年前在华南地区出现、部分中国更新世晚期人类化石具有欧洲尼安德特人形态特征等观点。同时,在研究中注意到东亚地区更新世晚期人类演化不同步,在化石形态方面呈现明显区域性差别。这一地区早期现代人直接祖先的地区分布及化石特征还不清楚,尤其缺乏可靠的化石证据。吴秀杰研究员认为,许昌人化石的发现和研究为探讨这一问题提供了新的化石证据。许昌人很可能代表着华北地区早期现代人的直接祖先。许昌人头骨化石呈现的复杂及镶嵌性形态特征为中国古人类演化的地区连续性以及与欧洲古人类之间的交流提供了一定程度的支持。但需要指出的是,东亚更新世晚期人类演化比以往研究认为的要复杂的多。东亚古人类演化并非单纯的“线性进化”或者"取代"的简约模式,在晚更新世早期,东亚地区可能并存多种古人类群体, 不同群体之间有杂交或基因交流。

(生物通:万纹)

作者简介:

吴秀杰

研究员,北京师范大学生物系学士学位,中科院古脊椎所博士学位,美国辛辛那提大学、美国佛罗里达洲立大学、美国哥伦比亚大学和美国自然历史博物馆访问学者。研究方向为古人类学,主要从事早期人类脑起源、演化及相关头骨、头后骨体质特征的变异、身体健康状况的研究,尤其侧重于人类体质特征与环境间相互关系的研究。发表文章50余篇。目前主持国家自然科学基金“中国古人类脑的演化特点及其与认知能力关系的探讨”,院“中国全新世人类体质特征与环境之间的关系”及科技部“中国古人类标本数据库”等项目。

原文标题:

Late Pleistocene archaic human crania from Xuchang, China
Science 03 Mar 2017:
Vol. 355, Issue 6328, pp. 969-972
DOI: 10.1126/science.aal2482

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