能人（Homo habilis）作为猎物：人工智能（AI）揭示早期人类与食肉动物间的权力平衡转变

本期推荐：本文运用人工智能（AI）与计算机视觉（CV）技术，通过对骨表面痕迹（BSMs）的高精度分析，首次明确证实早期人属成员——能人（Homo habilis）的奥杜威标本OH 7和OH 65被豹属动物捕食。这一发现挑战了传统关于能人在工具制造、食肉行为及生态地位中的主导角色假说，为重新审视早期人类演化（尤其是人属起源阶段）的生存策略、古生态位及与食肉动物的互动关系提供了关键证据。

　　

早期人类与权力平衡：能人（Homo habilis）作为猎物

摘要

传统观点认为，能人（Homo habilis）是石器制造、动物屠宰、肉食行为以及逆转与食肉动物间捕食-被捕食关系的最早代表。评估这些假说的实证基础对于理解能人在人类演化中的作用至关重要。本文通过人工智能（AI）支持的计算机视觉（CV）方法，对能人正模标本（OH 7）及其他标本的骨表面痕迹（BSMs）进行分析，首次以高置信度证实OH 7和OH 65被豹（Panthera pardus）所食。这一发现对理解能人在奥杜威考古记录 emergence 以及导致完全陆地适应和行为演化中的地位具有深远意义。

引言

捕食是灵长类演化的主要驱动力之一。中新世猿类在稀树草原生物群的干旱季节性森林和林地中演化，面临的捕食风险高于现代热带雨林灵长类。早期人科动物必须应对更高的捕食压力，尤其是在C4植物主导的生态系统中。南非洞穴中大量古人类化石的积累常被解释为食肉动物捕食的结果，这意味着在人类演化的前半段，我们的祖先相对于其他大型哺乳动物食肉动物处于从属地位。传统上，这一权力平衡的转变与早期人类进入捕食者行列相关，尤其是与石器使用和动物屠割证据的出现相吻合。然而，无可争议的石器使用或屠割证据仅出现在260万年前（Ma）之后。此外，能人的原始解剖特征（如OH 62的部分颅后骨骼）与从奥杜威遗址 taphonomic 分析中推断的一些行为不相容。因此，能人在现代人类演化中的作用仍需重新评估。

材料与方法

本研究分析了OH 7和OH 65的骨骼标本。OH 7包括下颌骨、顶骨、手骨等，发现于奥杜威峡谷FLK NN3层位，年代约为1.84-1.85 Ma。OH 65为几乎完整的上颌骨，发现于奥杜威峡谷Bed I，最小年代为1.785 Ma。

方法包括：

1. 1.

   taphonomic 分析：记录骨表面痕迹（BSMs）、皮质保存状况和断裂模式，使用光学显微镜和数字相机对痕迹进行高倍摄影和焦点堆叠处理。

2. 2.

   人工智能（AI）分析：使用深度学习（DL）模型（ResNet-50, DenseNet-201, VGG-19）对1496张齿痕图像（包括鳄鱼、鬣狗、豹、狮和狼的齿坑和划痕）进行训练和测试。图像经数据增强和标准化处理，通过迁移学习（TL）和集成学习（EL）优化模型性能。

3. 3.

   置信度阈值：设定70%概率为最小置信阈值，确保分类可靠性。

结果

1. 1.

   OH 7下颌骨保存良好，呈现两处三角形齿坑（标记1和2），与绿色断裂关联，形态符合豹齿痕特征（图2-4）。其他骨上的痕迹（如顶骨上的4条沟痕）实为生化作用所致，非食肉动物造成（图5-6）。

2. 2.

   OH 65上颌骨有一处齿坑（标记1′），与骨折相关（图7）。

3. 3.

   DL模型分析：OH 7的两处齿坑被ResNet-50和DenseNet-201分类为豹所致，概率>0.95（表1）。VGG-19对标记2的分类置信度低（0.46-0.53），不符合阈值。OH 65的齿坑通过多数投票确认为豹所为。

4. 4.

   模型性能：ResNet-50准确率88%，DenseNet-201为81%，VGG-19为76%，集成学习准确率85-87%（图8）。

讨论

1. 1.

   能人的捕食者身份：OH 7和OH 65的齿痕及关联绿色断裂表明，它们被豹捕食，而非鬣狗等碎骨型食肉动物（后者会破坏骨骼）。这得到FLK NN遗址整体动物群积累以猫科动物为主的 taphonomic 信号支持。

2. 2.

   生态意义：能人未能逆转与食肉动物的权力平衡，其地位类似于南方古猿，仍以猎物品为主。其树栖适应成分可能是应对捕食风险的策略。

3. 3.

   考古记录 authorship：能人的原始解剖特征（如OH 62）与奥杜威 anthropogenic 遗址中推断的狩猎行为不兼容。同时，更进步的 Homo erectus 已在Bed I出现，可能是考古记录的真正创造者。未来需通过技术谱系和行为差异区分能人与 erectus 的贡献。

4. 4.

   方法论优势：AI和CV方法提供了高特异性的食肉动物机构鉴定，克服了传统形态计量学（GMM）的标记选择偏误和重叠问题。

结论

能人（Homo habilis）的OH 7和OH 65标本被豹捕食的证据表明，该物种仍处于食肉动物的捕食压力下，未能实现权力平衡的转变。这一发现挑战了能人在工具制造和食肉行为中的核心角色，提示Homo erectus 可能是早期考古记录的主要 agent。理解这一转变的 timing 和机制对人类 genus 的演化至关重要。

作者贡献

Marina Vegara-Riquelme, Enrique Baquedano, and Manuel Domínguez-Rodrigo 设计并执行研究，分析数据，获取 funding，撰写和修订稿件。

致谢

感谢西班牙科学与创新部、文化部、马德里社区政府、Palarq基金会的资助；感谢坦桑尼亚当局和研究机构；感谢Edgard Camarós提供鳄鱼齿痕样本；感谢TOPPP团队和同事的方法论支持；感谢审稿人的宝贵意见。

利益冲突声明

作者声明无利益冲突。