不止是大脑容量,围绕着直立人的谜题还有很多 | 宇宙自然生命简史 68

两足直立行走是进化史上的一次冒险。这意味着人科动物必须改变骨盆的构造,使它能承受全身的重量。为了满足这个需要,女性的产道只好变得很窄。这产生了两个影响,一个是短暂的,还有一个是长期的

首先,产道的狭窄让生孩子变得非常痛,并且大大增加了母婴的死亡风险。即使是现在,生孩子仍然是一位女性可以做的最危险的事情之一。在美国,20-34 岁女性中,致死原因排名第六的就是生育。目前在美国,每10 万例生育(包括怀孕或生产)中,有 15 位女性会因此而丧命。中国的死亡率略高于美国,但大差不差。

但是,仅仅在一个世纪以前,每 10 万例生育中,会死亡超过 600 名妇女。退回到 17 和 18 世纪,这一数字超过 1000。据估计,那时生一个孩子,死亡率大约是 1-1.5%。如果你考虑到一个女性一生可能多次生产,那么女性因生孩子而死亡的比例可能高达 4%。维基上给出了相近的数据。18世纪的英国乡村,生产死亡率平均为每 1000 例死亡 25 人,也就是 2.5%。

然后,为了让婴儿能通过那么狭窄的产道,就必须在婴儿的大脑还很小的时候就出生。这就意味着刚出生的婴儿很弱小,完全没有自主能力,因此需要得到长期的照料,这就要求男女之间保持稳固的关系。

即使到了今天,当我们已经成为这个星球上智力发达的主宰者时,上面两个问题依然对我们有足够大的影响。可想而知,作为脑容量只有一只橙子大小、又极易受到攻击的南方古猿,他们所面临的风险该有多么巨大啊。

为什么露西和她的同类从树上下来,又走出了非洲丛林呢?这很可能是因为别无选择。巴拿马地峡的慢慢隆起,切断了太平洋的海水进入大西洋,改变了流向北极的暖流方向,从而使得北纬地区进入了严酷的冰河时代。这又导致非洲出现了季节性的干旱和寒冷,丛林逐渐变成了草原。所以,与其说是露西和她的同类们离开了丛林,不如说是丛林放弃了他们。

但是,在开阔的草原上行走,人科动物却也大大地暴露了自己。直立的好处是能看得更远,但坏处是更容易被发现。即便到了现在,当我们身处野外时,也会感到不安全。几乎每一种你叫得出名字的大型动物的身体都比我们更强壮,动作更快,牙齿更尖利。面对它们的攻击,现代人只有两项优势。一是我们有智慧,会耍谋略;二是我们有双手,能投掷和挥舞具有杀伤力的物体。我们是地球上唯一能远距离杀伤对手的生物。正是依赖于这两样优势,我们才能承受这样的风险。

看上去,促使大脑快速进化的一切条件都具备了,但似乎并没有发生。在300 多万年的时间中,露西和她的南方古猿同伴们几乎没有发生任何变化。他们的脑容量没有增大,也没有任何迹象表明他们使用过工具,哪怕是最最简单的。更为奇怪的是,我们现在知道,另外有一些人科动物,在与他们共存的 100 万年间,使用过工具。但是,南方古猿却从未利用周边的东西发展出实用的技术。

在 300 万到 200 万年前的某一个时期,至少有 6 种人科动物在非洲共存。然而,最终只有其中的一种延续了下来,也就是“人属”,他是在 200 多万年前的一个不太确定的时间点出现的。我们现在还不知道南方古猿和人属之间的确切关系,只知道他们共存了 100 多万年。然后,所有的南方古猿,不论粗壮的还是苗条的,全部在 100 多万年前神秘地消失了,并且,很可能是突然消失的。消失的原因不详。有一位古生物学家叫里德雷(Matt Ridley),他说,“也许,我们把他们吃光了。”

一般认为,人属这条线是从能人这里开始的,但我们几乎对能人一无所知。能人最后又进化成为了智人,也就是我们现代人。在能人和智人之间,还有 6 种别的人属:匠人、尼安德特人、鲁道夫人、海德堡人、直立人、先驱人。但这并不是共识。

“能人”这个名称是路易斯·利基(Louis Leakey)和他的同事在 1964 年命名的,因为他们是最先学会使用工具的人科动物,尽管只是非常简单的工具。他们还是一种非常原始的动物,样子更像是黑猩猩,而不是人类。但是,他们的脑容量已经比露西的大了将近 50%,即使考虑到身材比例,也差不多。因此,可以说他们是那个时代的爱因斯坦。至于为什么人科动物的脑容量会在 200 万年前突然增大,现在还没有一个有足够说服力的解释。有很长一段时间,我们认为大脑变大与直立行走有直接关系。因为走出丛林后,他们需要动脑子生存下去,这促进了大脑的进化。但是,令人感到很意外的是,我们一再地发现很多蠢笨的两足动物,这才让我们意识到,其实两者之间并没有明确的关联性。

图:能人

塔特萨尔说,“为什么能人的大脑会增大,我们很难拿出一个令人信服的解释。”现代的科学研究表明,大脑是一个很耗能的器官,仅占身体 2% 的重量,却消耗了 20% 的能量。而且,大脑对能量的来源还有些挑剔。如果你从不吃油腻的东西,大脑一点不在乎,因为它对脂肪不感兴趣。它需要的是葡萄糖,大量的需要,甚至不惜从其他器官中夺食。布朗(Guy Brown)是这么说的:“贪食的大脑常使人体处于枯竭的危险之中,但大脑却又是万万不能被饿着的,否则就会送命。”大脑越大,人就会吃得越多;吃得越多,危险也就越大。

塔特萨尔认为,脑容量的增加很可能只是进化中的一次意外事件。他和古尔德都相信,如果生命的演化允许倒带重放的话,哪怕是倒回到人科动物刚刚出现的那个节点,现代人或者类似的智慧生物出现的概率“几乎是不存在的”。

塔特萨尔还说道,“对我们人类来说,还有一个很难接受的观点。那就是,我们不是万物的顶点。我们的出现,并非必然。人类往往会自负地认为,进化的最终目的就是成就我们。直到上世纪七十年代,人类学家们也都是这么想的。”在1991年出版的教科书《进化的阶段》(The Stages of Evolution)中,作者仍然强调线性进化的观点。他只承认粗壮型南方古猿是进化的一个分支,而其他每一种人科动物都是接过了前辈的接力棒,再把它传给年轻的后继者。然而,今天我们几乎已经可以肯定,有很多种人科动物都走进了死胡同。

幸运的是,有这么一支会使用工具的人科动物不知从哪里冒了出来,与神秘而富有争议的能人同时存在。这就是直立人,也就是杜布瓦 1891 年在爪哇发现的人种。他们生活在距今 180 万年到 2 万年之间,不同的资料说法不一。

按照《爪哇人》这本书中的说法,直立人是一条分界线。在它之前的一切种属都具有猿的特征。而在它之后的则都具备人的特征。直立人创造了很多的第一,第一个学会狩猎;第一个使用火;第一个制造复杂的工具;第一个留下在野外露营的证据;第一个懂得照顾弱小。与之前所有的种属相比,直立人无论是外表和行为都更像人类。他们四肢修长,身体强壮(比现代人强壮得多)。他们有动力也有能力大范围地迁徙。在其他的人科动物的眼里,直立人肯定显得高大威猛,聪慧敏捷。他们的头脑是当时世界上最发达的。

尽管直立人的发现已经超过 100 年了,但我们对他们的了解仅仅建立在七零八落的化石碎片上,甚至都无法拼凑一副完整的骸骨出来。这一切终于在二十世纪八十年代得到了彻底改变,因为在非洲有了一个非凡的发现。这一发现终于让学界完全承认,在现代人类的直系先祖这个问题上,直立人的地位至关重要,至少有这种可能性。事情的经过大致是这样的:著名的古人类化石猎手利基(Richard Leakey)有一次乘坐的飞机偏离了航线,飞到了肯尼亚的图尔卡纳湖区的上空。他突然意识到这个地方可能会有收获。于是,一支考察队被派到了这个地区。刚开始什么也没找到。有一天午后,利基手下最著名的化石猎手基穆(Kamoya Kimeu)在一座小山上发现了一小片人科动物的眉脊化石。原本大家不认为这样一个地方会有收获,但出于对基穆直觉的信任,大家也就挖了起来。没想到让他们大吃一惊的是,居然真给挖出一副几乎完整的直立人骸骨。这是一个大约 9-12 岁的男孩,死于 154 万年前。塔特萨尔认为,这副骸骨具备了“所有现代人类的身体结构”。在某种意义上,这是史无前例的发现。

同时在图尔卡纳湖区发现的还有另外一副骸骨,编号为 KNM-ER1808,是个女性,距今 170 万年。这副骸骨上的一些特征让科学家们首次意识到,直立人比原先以为的更加复杂和有趣。她的骨骼有一些变形,上面布满了粗糙的斑点,这是由于过量摄入维生素 A 引起的,是一种挺痛苦的疾病。这种病的病因一般是长期食用肉食动物的肝脏导致的。这首先说明直立人吃肉,然后,更让人吃惊的是,骨头斑点的数量表明她在患病后还存活了几周甚至是数月,说明有人在照料她。这是在人科动物进化过程中第一次出现温情的信号。

研究还发现,直立人的头骨中包含(或者说,有一些人认为可能包含)布洛卡区,这是脑前叶一个与语言有关的区域。黑猩猩没有这种特征。沃克尔认为,无论从这片区域的大小还是复杂度来看,直立人都不会说话,他们的沟通方式或许与现代的黑猩猩相似。但以利基为代表的另外一些专家却坚信直立人会说话。

有一段时期,直立人似乎是地球上唯一的人属。他们挺有冒险精神的,似乎以很快的速度在全球范围内迁徙。如果仅仅从现有的化石证据来看,有一些直立人在离开非洲的同时,就已经到达了爪哇岛,甚至可能还要更早一些。这让一些抱有幻想的科学家认为,现代人可能并非起源于非洲,而是亚洲。想法虽然引人瞩目,但却脱离实际,因为我们从未在非洲以外的地区发现过比直立人更早的人科动物,除非,亚洲的直立人是独立进化而来的。但不管怎么说,亚洲起源也只不过是将直立人的迁徙方向反一反,我们依然不得不解释直立人是怎么如此快地从亚洲跑到非洲去的。

为什么直立人首次在非洲出现后的没多久,就在亚洲出现了?这还有几个貌似合理的解释。首先,年代测定有很大的误差。如果非洲化石的实际年龄要早于测定出的年龄,或者爪哇化石的实际年龄要晚于测定出的年龄,又或者这两种情况同时存在,那么非洲的直立人就有了足够的时间迁徙到亚洲。另外还有一种可能性也完全存在,就是还有着更古老的非洲直立人化石等待发现。此外,爪哇人的年龄或许根本就是错的。

可以肯定的一点是,大约在 100 万年前的某个时候,有一支相对更接近现代人的直立人离开了非洲,勇敢地走向了地球上的许多地方。他们扩散的速度可能非常快,平均每年增加 40 公里。他们穿越山脉、河流、沙漠、以及各种其他障碍,逐渐适应了不同的气候和食物。但他们是如何穿过红海的西部地区,至今仍然是一个谜。那个地区在今天也是出了名的干燥,过去甚至更干燥。一个挺有讽刺意味的事情是,促使直立人离开非洲的是环境的恶化,但他们却来到了一个更加恶劣的环境中。尽管如此,他们还是克服了艰难险阻,在别的大陆繁衍生息了下来。

以上这些就是迄今为止关于人类演化的全部共识了。而人类历史的下一个发展阶段则充满了长期激烈争论的话题,我们马上就会讲到。

在我们接下去讲之前,有一件事值得你记住。从遥远的令人困惑的南方古猿进化到真正的现代人,用了 500 多万年。但这 500 多万年造就出的我们和现代的黑猩猩在基因上有着 98.4% 的重合率。换句话说,你可能会觉得斑马和马的亲缘关系很近,其实我们跟黑猩猩的亲缘关系比他们还要近。

大约在150万年前的某个时候,人种动物中的一位天才干出了一件出人意料的事情。不知道这位天才是男是女,总之 TA 拿起了一块石头,用它仔细地切割另外一块石头。于是,一把泪滴状的手斧诞生了,虽然极为简单,但却是世界上第一件高级技术的产物。

这把手斧明显比其它的工具都优越。于是,没过多久,其他人都开始学样,纷纷制作起了自己的手斧。一时间,大伙似乎都不干其他事情了。塔特萨尔说,“他们制作了几千把手斧。在非洲的某些地方,走两步就会踩着它们。这挺奇怪的,因为制作手斧是很费功夫的,他们好像是纯粹为了好玩才这么干的。”

在明亮的工作室中,塔特萨尔从架子上取下了一把很大的模型递给了比尔。它有半米长,最宽的地方有20厘米,形状像一个矛头。模型是用玻璃纤维制成的,因此只有150克左右,但是原物的重量却有11公斤。

那些手斧后来被称为“阿舍利工具”,因为它们的首次发现地是在法国的圣阿舍利。在这之前,还发现过一种更古老也更简单的工具,称为奥杜威工具,是在坦桑尼亚的奥杜威峡谷发现的。这种工具是从更大块的石头上敲下来的,用于切割东西。

图:阿舍利工具

人类的先祖大约 10 万年前离开非洲时,阿舍利工具是最佳的随身携带品,他们非常痴迷于这种工具的制作。但令人困惑的是,在非洲、欧洲、西亚和中亚都发现了阿舍利工具,但在远东却几乎从未发现过。这是古人类史上的一个未解之谜。

上世纪四十年代,哈佛大学的古生物学家莫维士(Hallam Movius)划出了一条“莫氏线”,将使用阿舍利工具和不使用阿舍利工具的地区分隔开。这条线沿着东南方向跨越欧洲、中东,直到现代的孟加拉国和加尔各答附近。在这条线之外,包括整个东南亚和中国,只发现了相对更古老、简单的奥杜威工具。我们知道智人到过的地方远不止这些地区,那么,他们带着那些宝贝工具一走到远东边缘就扔掉了吗?

图:莫氏线

澳大利亚国立大学的桑恩(Alan Thorne)回忆说,“这个问题长期困扰着我。整个现代人类学都建立在这样的观点之上:古人类是分两批人从非洲走出来的:第一批是直立人,他们成为了爪哇人和北京人等;后来,更高级的智人取代了第一批直立人。如果要接受这种观点,你就必须相信,智人带着先进的工具走了那么远之后,却出于某种原因,全扔光了。这怎么说都是令人费解的。”

除了这个工具问题,在探索人类演化的过程中,还有更多的谜题在前方等待着人类学家们,科学有故事,我们下期接着聊。

本期节目,我特地给大家找了一个有意思的小视频。在这个看脸的时代,你有没有想过人类脸部的进化史是怎样的呢?

说明:

《宇宙自然生命简史》是我重译、改编的《万物简史》。

1、修正了原书中不准确的知识点。

2、更新了最近这 10 年来的科学进展。

3、补充新增大量相关知识点。

4、直接翻译自英文原著,没有使用原译。

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