进化

10月8日发表在《美国国家科学院院刊》网络版上的一项研究表明,穿插着多变湿润期的迅速干旱的气候,可能在人类祖先加速向现代人类的转变的过程中起了巨大作用。

自从科学家从“人类的摇篮”——东非大裂谷发现大量的古人类化石和石器等考古证据以来,他们一直试图通过拼凑细微复杂的证据,探究我们人类的起源历史以及环境背景。而最近一项基于湖泊沉积物岩心的研究,就首次为从肯尼亚南部裂谷盆地附近地区收集到的各种考古证据提供了连续的环境背景证据。

马加迪湖是一个周期性干涸的浅湖,靠近肯尼亚的奥莱格斯里盆地,是非洲发现人类考古遗迹最多的地方之一。由亚利桑那大学教授科恩(Andrew Cohen)领导的古人类遗址和古遗迹钻探项目(HSPDP),从湖中采集了岩芯。通过观察这些岩芯,研究人员认为,剧烈的气候变化可能是人类进化、现代智人出现和中石器时代开始的背后驱动力。

在这篇题为《过去50万年东非干燥气候对人类进化的影响》的研究论文中,作者指出,虽然之前有假说认为,人类蛋白的进化与气候变化有关,但之前大多数的研究都缺乏有关两者之间联系的地域尺度证据。新的这项研究发现,该地区早在57.5万年前就出现了严重的干旱,在时间上与动物灭绝和奥莱格斯里地区石制工具技术的重大转变相对应。这种变化是此前从未在东非大陆连续岩芯中发现过的。

研究论文第一作者、香港浸会大学的欧文(Richard Owen)表示,“研究人员已经在该地区发现了不少人类进化的证据,但能用来连接现有证据、还原当时环境细节的元素仍然欠缺。在50万年前的早期石器时代工具和约32万年前的中期石器时代工具出现之间的记录,之前仍存在很大差异,我们的研究结果用连续的环境记录填补了这一空白。”

在上面提到的50万年前至32万年这段时间,早期人类制造、使用和交易石器的能力出现了飞跃。而马加迪湖的岩芯提供了气候变化与该地区考古记录中已知事件之间的第一个详细联系。

科恩表示:“我们知道当时的气候多变,更关键的是,这些记录与这一转变的考古证据或许存在联系。奥莱格斯里发现的古老石器在120-50万年前都没有多大变化,但突然之间,在50万年-32万年前的时间段内——我们不知道确切的时间,但在那个时代——考古遗迹发生了一个关键的转变,人类工具变得更加复杂,也被运送到更远的地方。”

与此同时,岩芯的记录表明,气候当时正变得越来越干燥、越来越多变,非洲其他地方也有现代智人出现的证据,这引发了人们对这两者之间是否存在联系的诸多猜测。

他说:“人类大脑变大是否与新工具的使用紧密相连,现在还不完全清楚,能够确定的是,摩洛哥最早的现代智人化石可以追溯到32.5万年前,与此同时,我们看到了人类使用的工具发生了变化,这2件事都发生在同一时间。同时,我们的核心记录还显示,在考古遗址附近出现了严重的干燥。”

马加迪湖最深的岩芯深度达到200米(650英尺),穿透了所有的沉积层,直到湖的火山基岩。岩心样品,每个约10英尺长,直径2.5英寸,被切割成易于管理的5英尺部分,包装好后空运到明尼苏达大学国家湖岩芯设施进行存储、管理和分析。

欧文说,根据变异选择假说,快速变化的环境会产生选择性压力,迫使物种适应快速变化。在这种情况下,人类的大脑会进化到让我们的祖先迅速适应一个越来越难以预测的世界的水平。

欧文说:“现在我们有证据表明,人类工具的改变、人类的进化和气候变得更加干旱发生在同一时期。所以现在我们有一系列的巧合,会让人觉得‘这可能是真的’。至少,现在我们知道了环境何时发生了变化,接下来就要将其与该地区的考古证据进行比较。”

随着研究人员收集更多该地区的气候数据,继续研究人类进化过程中环境变化的重要性,HSPDP在附近其他地点的钻探工作已经完成。