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被称为“人类祖母”的古人类化石标本

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露西(英语:Lucy)是一具发现于东非的古人类化石标本。此标本具有约40%的阿法南方古猿骨架,由唐纳德·约翰森等人于1974年在埃塞俄比亚阿法尔谷底阿瓦什山谷的哈达尔发现。古人类学研究中一般仅能发现化石碎片,很少发现完整的颅骨或肋骨;所以此次发现尤其重要,为古人类学研究提供了大量科学证据。

露西生活于约320万年以前并被归类人族,是已知最早的人类祖先,被称为“人类祖母” 。这副骨架具有类似猿的脑容量和类似于人类的二足直立行走方式,支持了人类进化争论中直立行走在脑容量之前的看法。

2016年8月,英国《自然》期刊刊登论文指出,露西可能是因为从树上摔下受伤而死的。

2023年6月,英国剑桥大学科学家首次以数字方式重建了露西丢失的软组织,发现她能像我们今天一样直立行走,论文发表于《皇家学会开放科学》杂志。

基本信息

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中文名:露西少女

外文名:Lucy girl

类型:遗骸化石

发现者:美国科学家唐纳德·约翰逊

发现时间:1974年

发现地点:埃塞俄比亚阿法尔谷底阿瓦什山谷

简介

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露西是一具发现于东非的古人类化石,其生活于320万年前,是已知最早的人类祖先,被称为“人类祖母”。

1974年,科学家在埃塞俄比亚发现了露西这具成年女性骨架化石,她是同类化石中保存最完整的。露西身高一米多,体重约28公斤,大脑大概只有我们的1/3。

发现经过

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法国地质学家莫里斯·塔伊布于1972年在埃塞俄比亚阿法尔三角洲发现了哈达尔地层。稍后他组建了国际阿法尔科学考察队,邀请了来自三个国家的三名科学家共同指导研究工作。参加科考队的科学家有美国人类学家唐纳德·约翰森、英国考古学家玛丽·李奇、法裔古生物学家伊夫·柯本斯。科考队由四名美国人与七名法国人组成。1973年秋天科考队调查了哈达尔有关人类起的化石与文物。

1973年11月,第一轮实地考察接近尾声时约翰森注意到了一处前端被略微切开的胫骨上段的化石。在附近找到了股骨下端。当他试图拼接两段化石时,膝关节所成角度显示编号为AL 129-1的化石属于直立行走的原始人类。此化石年龄超过三百万年,远大于任何当时已知的标本。此地点距之后科考队发现露西的位置有2.5千米(1.6英里)远。

在接下来的一年中科考队展开了第二轮实地考察并发现了一些原始人类颚骨。接下来,1974年11月24日在阿瓦什河边约翰森放弃了更新现场笔记的计划并和他的研究生汤姆·格雷一起在162号地点搜索骨骼化石。唐纳德·约翰森与蒂姆·D·怀特在越来越热干旱平原花了两小时调查多尘的地貌,之后约翰森决定在回车上前绕行到一个至少被其他队员检查过两遍的沟壑底部。最初沟壑中没有任何明显的化石痕迹,在两人将要离开时约翰森发现斜坡上有一肱骨碎片。在其附近有一片来自颅骨后方的碎片。他们在约一米外发现了股骨碎片。进一步观察后他们发现斜坡上还有更多的骨骼化石,包括一些脊椎骨、一部分骨盆、一些肋骨以及颚骨的碎片。他们标记出此处后返回了营地。他们因找到了如此众多的来自单一人科动物化石而激动。当天下午科考队全体队员抵达沟壑处、发掘此地点并准备精细的采集。采集过程最终花了三周时间。某晚在营地中庆祝此发现时,队员将标本AL 288-1昵称为露西。该昵称来源于当晚营地中磁带录音机上反复播放的披头士歌曲Lucy in the Sky with Diamonds。接下来的三周内找到了数百件样本,无一重复,确认了最早关于样本来源于单一个体骨骼的猜想。科考队在进一步分析后计算出发现的样本占完整骨骼的40%。约翰森根据骨盆开口宽度认为此此样品是雌性。露西仅有1.1米(3英尺7英寸)高,重29kg(64lb),外观上类似于黑猩猩。尽管该个体脑容量小,其骨盆和腿骨的功能几乎和现代人类相同,显示这些原始人类已可直立行走。约翰森根据与埃塞俄比亚政府的协议将骨架带回位于克利夫兰的克利夫兰自然历史博物馆。欧文·洛夫乔伊在那里重建了这副骨架。约九年后标本被归还给埃塞俄比亚。

二十世纪七十年代中进一步发现的南方古猿样本令人类学家对该物种的可变性范围和两性异形有了更好的认识。

1992年发现了更完整的早期人科动物的骨架,但直到2009年10月完整结果才被公布。这具骨架被命名为阿尔迪,化石年龄约440万年。

科学研究

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年龄估算

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1990年到1992年通过放射性氩—氩定年法分析该化石与其周围的火山灰可靠地测定了这具化石的年龄。1974年莫里斯·塔伊布与詹姆斯·阿伦森曾在阿伦森位于凯斯西储大学的实验室通过钾—氩定年法测试年龄。化石发现点的火山岩曾产生了化学变化,哈达尔地区也完全没有浮石。这些因素使此次尝试因可供定年的晶体过少而受阻。露西的骨架位于哈达尔序列中沉积速度最快的区域:最老的火山灰位于化石下方18米处,最早的火山灰则在化石上方1米处。化石所处位置粗略地指示了化石沉积的年代。高速沉积也部分解释了骨架为何能完整保存下来。

1976年到1977年对哈达尔的实地考察被暂停,直到1990年得到恢复。同一时间内多伦多大学的德里克·约克改进了更为准确的氩—氩定年法。1990年到1992年在人类起源研究所测得了由两份由阿伦森和罗伯特·沃尔特找到的火山灰样本的年龄,分别为322万年和318万年。

性别争议

科学历史学家隆达·希宾格质疑科考队根据骨盆开口大小判断露西性别的主张。她指出女性骨盆开口尺寸与性别的关系与脑容量增大的时间相互矛盾。希宾格还批评了根据骨骼大小判断露西性别的做法。

死亡原因

2016年8月,英国《自然》期刊发表的一项研究显示,露西可能是因为从树上摔下受伤而死的。该研究分析了露西骸骨中一些部位的骨折情况,发现了可以证明坠亡的证据。该发现的意义在于证明了已经灭绝的古人类阿法南方古猿有在树上居住(树栖)的习惯。

美国得克萨斯大学奥斯汀分校古人类学家、该项研究的主要作者约翰·卡佩尔曼表示,2008年他对露西化石进行了X射线扫描,并建立了数字档案,发现其右侧肱骨有一个罕见的裂缝。在与整形外科医生核对后,卡佩尔曼确认,这是从一个相当高度摔落造成的骨折伤口。他们还在露西左肩和其他部位的骨骼例如左膝和骨盆上发现了类似裂痕,皆符合高处摔落的特征。

这些骨折裂痕让研究人员得出结论,认为露西是从高处摔落而死的,而且认为骨折发生在她死前,因为上述裂纹与她死后产生的那些骨裂可以明显区分。他们还发现了骨折点周围的一些细小裂缝,应该是在死前不久产生的。所有这些骨折裂缝都与人们从高处摔落后遭受的冲击效果一致。

关于露西摔落的高度,卡佩尔曼认为,14米高是保守的估计,这是黑猩猩筑窝的通常高度。

那么一个正在从树林运动进化到人类初级阶段的原始人种因为从树上摔落而死是不是很可笑呢?考古学家和加泰罗尼亚人类古生态学和社会进化研究所所长罗伯特·萨拉认为,这个结论并不让人意外。他说:“这个人种的个体结合了地面和树林的生活习性,其四肢显示他们在树间活动方面具有一定优势”,“从骨折类型来看,她很有可能是从树上摔落。黑猩猩喜欢在树上筑窝睡觉,露西很可能是在某个时候在树上躲避掠夺者时摔落的”。

不过也有研究者认为露西摔落的地点不能确定,也许是树上,也许是悬崖。

此外,仍有科学家认为上述骨骼裂纹是化石形成过程中造成。例如,露西化石的发现者、美国亚利桑那州立大学的古人类学家Donald Johanson坚持认为,露西化石中骨折是化石形成过程中造成的。因为该化石发现地周围的很多其他化石也有这样的骨折损伤。

能直立行走

英国剑桥大学科学家首次以数字方式重建了露西丢失的软组织,发现她能像我们今天一样直立行走。相关研究论文于2023年6月发表于最新一期《皇家学会开放科学》杂志。

古人类学家一致认为露西靠双足行走,但对她的行走方式存在分歧。有人认为,露西是摇摇摆摆蹲着走的,类似于黑猩猩;其他人则认为她的动作更接近现代人的直立行走。此次最新研究确认了后者,因为露西的膝伸肌证实了她有能力像现代的健康人一样拉直膝关节。

化石特点

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颅后

露西的一个显着特征是外翻的膝盖,该特征显示露西通常直立行走。其股骨头小,股骨颈短,皆为原始特征。露西的肱骨与股骨的长度比为84.6%,现代人类为71.8%,黑猩猩为97.8%,这显示或南方古猿的上肢开始缩短,或下肢开始缩短,或两者同时进行。露西的腰曲也显示其习于直立行走。尽管其他南猿个体带有足弓,露西可能是非病理性平足。

骨盆带

约翰森发现了露西的左胯骨和骶骨。骶骨的保存很好,但是胯骨被扭曲了。这导致了两种不同的重建方案。第一种方案预计露西的骼嵴小、没有内唇。这个方案中的髂骨与猿的髂骨类似。此方案因两侧骼相同时耻骨下支无法与互相接触而被证明有误。

稍后由蒂姆·D·怀特提出了另一种方案,此方案中骼嵴宽大并带有内唇。此方案中露西的髋臼宽度正常,耻骨下支长度正常。其耻骨弓张开超过90度,与现代人类女性相仿。但是其髋骨仍然小而原始。

颅骨标本

从标本中取得的颅骨证据争议较颅后少。其脑颅小而原始,其门牙较猿更类似于匙形。脑容量约为375毫升至500毫升。

下颌结构

对人类下颌骨结构的研究中对比了若干南猿标本后发现露西的颚与其他人科物种区别很大,更类似于大猩猩的下颚。洛等人认为此下颌结构独立于大猩猩与人科物种产生,他们还认为南猿变化过大,已不能充当人属与傍人属的共同祖先。

展览信息

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露西少女复制品露西少女复制品

露西被保存在亚的斯亚贝巴的埃塞俄比亚国家博物馆,对外展示的则是一件塑料复制品。克利夫兰自然历史博物馆陈列有经过重建的原件倒模复制品。位于纽约的美国自然历史博物馆在人类生物与进化厅展出包括南方古猿在内的人类祖先在其栖息地上的活动。芝加哥菲尔德自然历史博物馆在《进化的行星》展中展出了重建后的露西骨架倒模。

美国巡回展出

2007年,名为《露西的遗产:埃塞俄比亚的隐藏的宝藏》的巡回展览正在美国进行。此展览中将展示包括露西化石在内的超过一百件文物。这项展览获得了埃塞俄比亚政府同意,由休斯顿自然科学博物馆组织协调。休斯顿自然科学博物馆在2007年8月31日到2008年9月1日进行了展出。

露西少女露西少女

展览所得款项的一部分将会用于对埃塞俄比亚众多博物馆的现代化上。美国国务院同样支持此项活动。在展览开始之前包括古生物学家欧文·洛夫乔伊、考古学家理查德·利基在内的众多专家曾经因标本的脆弱性反对此次活动。史密森尼学会和克利夫兰自然历史博物馆等馆所拒绝举办这次展览。

化石发现者唐纳德·约翰森表示他对可能造成的损坏表示担心,但是因为展出可以唤起对人类起源研究的意识而不反对这次展出。休斯顿自然科学博物馆则安排尽可能多的馆所参加此次活动。在2008年10月4日到2009年3月8日展览在西雅图的太平洋科学中心展出。2008年9月在休斯顿展览与西雅图展览之间化石被送往德克萨斯州大学奥斯汀分校进行大约10天的高分辨率CT扫描。

2009年7月24日到2009年10月25日露西在纽约新落成的探索—时代广场博览园展出。同时参加展出的还有新近发现的麦塞尔达尔文猴化石板块B——艾达(Ida)。

发现意义

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露西的发现,是世界古生物学的里程碑,她甚至被认为是“人类之母”。她是一位高1.10米的女性,结合了现代人类与黑猩猩的特征。虽然她的大脑体积小,但是她的四肢和盆骨说明她有双足,既可以直立行走还会爬树。在她被发现3年后,这种新的原始人种被命名为阿法南方古猿,并赢得世界声誉。

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