环境演变背景下的早期人类起源与演化

环境演变背景下的早期人类起源与演化

李潇丽

【期刊名称】化石

【年(卷),期】2014(000)001

【总页数】5

我们越来越关注环境变化对人类自身生活的影响，然而早期人类起源与演化是

否和全球环境演变有某种关系呢？相关研究结果显示，人类的起源与演化固然

有其内在的因素在起作用，但外部自然环境的变迁也对其产生了十分重要的影

响。古人类学研究表明，人类演化具有阶段性，并且在某些时段具有类似于突

变的特征。而古人类这种演化特点和新近纪以来古气候、古环境变化不稳定性

有密切关系。越来越多的证据表明，在距今2000万年以来总体趋冷的背景下，

地球环境的变化对全球产生了深远的影响，气温和降雨随之发生变化，动植物

的演化和活动也随之改变。这些重要的变化都或多或少地对人类的起源和演化

产生了重要的影响。

让我们将目光聚焦在人类的诞生地——非洲大陆。在非洲猿类演化的早期，大

约开始于距今2200万年的中新世，非洲的环境和目前完全不同，非洲大陆大

部分为草木繁盛的热带森林和林地所覆盖，撒哈拉沙漠尚未形成。自中中新世

（大约距今1400万年前）开始，新生代的板块运动形成了非洲大裂谷，东非

的降雨量也因此而逐渐减少，并朝着干旱和开阔的稀树草原环境演化。那些习

惯栖息于相对潮湿和森林环境的非洲猿类迅速减少，而那些习惯于生活在相对

干旱和草原环境的猿类在新的环境下发生了较大范围的迁徙和扩散，并演化出

新的种类。

目前我们至少可以大致确定有五个关键的气候演化阶段与早期人类的起源、演

化和扩散存在密切联系：

1、10～5百万年前：在该阶段地球经历了一个相对变干变冷的时期，草原和食

草类动物广泛分布于非洲多个地区。在此环境变化阶段，两足行走的人类诞生，

他们从人猿共同的祖先——某种非洲猿类逐渐进化成人类。该阶段化石材料稀

少，目前在乍得Toros-Menalla地区发现了距今6～7百万年前的一种脑量较

小的早期人科成员——撒海尔人乍得种（俗称“托麦人”，当地语言涵义为

“生命的希望”）（Sahelanthropus tchadensis），在肯尼亚Baringo盆地出

土了原始人图根种(Orrorin tugenensis)（俗称“仟僖人”，因发现时间处在

世纪之交得名）。其中，托麦人化石的年代与分子生物学推断的人猿分离时间重

合，化石又呈现人猿混合的镶嵌特征，是迄今发现的年代最古老可能位于人猿

分叉位置的化石成员，但由于发现的化石只有头骨、下颌骨和牙齿，目前还不

能十分确定撒海尔人乍得种是否已经具有了直立行走的能力。仟僖人化石包括

2件下颌骨残段、3件股骨（其中2件近乎完整）、1件肱骨骨干、1件近端指

骨和6枚单个牙齿，代表至少5个个体。科学家对股骨的分析表明，这些化石

成员在陆地行走时已经适应习惯性两足行走（bipedalism），甚至已经完全两

足行走，但同时具有攀缘功能。除了上述两类早期人科成员外，在该阶段的较

晚时期，科学家在埃塞俄比亚发现了地猿家族祖先种（Ardipithecus kadabba，

Ardi在阿法语中是“地”的涵义），这批地猿早期人类化石包括正型标本的右

侧下颌骨、近端趾骨、中间和近段趾骨、肱骨、尺骨、锁骨以及4枚单个牙齿，

代表至少5个个体，年代测定其生存于距今5.8～5.2百万年前。研究人员通过

对化石的分析认为，地猿家族祖先种完全具备了两足行走的能力。上述三种早

期人科成员的化石虽然数量不多，但已经表明在该环境转变时期，早期人类已

经和猿类分离，诞生在东非大地上了。

2、5～3百万年前：与上一个相对变干冷的阶段不同，此阶段是气候相对温暖

和潮湿时期，降雨量较大，东非大部为森林覆盖。1992～1993年期间，美国

加州大学伯克利分校的教授在埃塞俄比亚的Middle Awash地区

Aramis地点发现了具备两足直立行走能力的地猿始祖种（Ardipithecus

ramidus，ramid在阿法语中是“根”和“祖先”的涵义）化石，包括17个个

体的多件人科化石，年代测定为距今4.5～4.3百万年前，相关研究还表明他们

生活在森林环境。在该阶段，最早的南方古猿——南方古猿湖畔种

（Australopithecus anamensis）在肯尼亚的Kanapoi和Allia湖畔地区被发

现，生活在距今4.2～3.9百万年前；在该阶段稍晚时期，南方古猿阿法种

（Australopithecus afarensis）同样在埃塞俄比亚的Hadar（“Lucy”化石

的发现地）和Dikika地区以及坦桑尼亚的Laetoli遗址现身，年代测定其生活

在距今约3.7～3.0百万年前。科学家对上述人类成员的研究表明，他们均生活

在森林环境中，显示古猿向人类演化很可能在森林环境下发生，随着气候的向

干冷转变，大部分森林变成了稀疏草原，迫使这些早期人类成员离开它们喜好

的森林环境而下地，逐渐适应两足行走。

3、3～2百万年前：在上新世晚期至早更新世早期，全球又经历了另一个相对

变冷和变干的环境变化阶段。此时，南极和北极的冰盖形成，当时北美和欧洲

等北半球地区的陆冰迅速积累，非洲大陆气候的干旱程度大大加强，典型的中

国黄土在260万年前后开始堆积。作为人类起源地的非洲也不例外，这里也逐

渐变得相对干旱，开阔的稀疏草原环境逐渐扩大。在该时期，“纤细型”南方

古猿仍然继续演化，包括在南非的Taung和Sterkfontein遗址发现的南方古

猿非洲种（Australopithecus africanus）和在埃塞俄比亚的Middle Awash

出土的南方古猿惊奇种（Australopithecus garhi，garhi在阿法语中是“惊奇”

的涵义）；同时“粗壮型”南方古猿逐渐出现并开始繁衍，包括早期的南方古猿

埃塞俄比亚种[Australopithecus(Paranthropus) aethiopicus，俗称傍人，发

现于肯尼亚的West Turkana遗址和埃塞俄比亚的Omo遗址]、随后的南方古

猿鲍氏种（Australopithecus boisei，俗称鲍氏东非人，发现于坦桑尼亚的

Olduvai Gorge和Peninj遗址，肯尼亚的East Turkana、West Turkana和

Chesowanja遗址，埃塞俄比亚的Omo、Konso和Gardula遗址，以及马拉

维的Malema遗址）和南方古猿粗壮种（Australopithecus robustus，发现

于南非的Swartkrans、Kromdraai和Drimolen遗址）。在此阶段，最早的人

属成员——能人（Homo habilis）出现，化石在多个地区出土，包括坦桑尼亚

的Olduvai Gorge、肯尼亚的East Turkana以及南非的Sterkfontein遗址等；

同时值得我们注意的是，在人类出现约450万年后，我们人类才学会制作并使

用工具，这些用砾石打制的工具在埃塞俄比亚的Gona遗址现身，年代测定为

距今2.5～2.6百万年前。该阶段古人类的石器面貌是以简单打制的石核和石片

为主要类型的奥杜威（Oldowan）工业；同时，从动物骨骼表面保留的割切痕

迹等现象推测，当时的人类已经具备了狩猎并加工食用肉食资源能力。

4、1.8～1.6百万年前：该阶段地球又逐渐经历一个向变干、变冷的变化过程，

大区域甚至全球性气候和环境也发生了重要的转变。在非洲，粉尘堆积显著增

加，指示非洲大陆干旱程度进一步增加；在中国，黄土地层的风化程度指示了

气候进一步趋于干旱。作为人类起源地的非洲地区气候趋于干旱，降水量总体

上趋于减少，草原大面积扩张。由于环境变化，资源凸显紧张，人类被迫寻找

各种解决食物危机的办法，迁徙可能是人类当时依赖于大自然恩赐的首选方案。

在该阶段直立人[Homo erectus,早期的非洲直立人，学术界常称为匠人

（Homo ergaster）]出现，随后最早的阿舍利（Acheulean）产品（两面加工

的手斧、薄刃斧等石器类型）在非洲出土。与早期的人科成员——南方古猿和

能人相比，直立人除脑量增加外，还拥有较大的体型，因此，直立人的出现可

能为这次迁徙提供了生理基础。在该阶段人类开始首次走出非洲迁徒至亚洲的

中、低纬度地区，比如在格鲁吉亚的Dmanisi、爪哇的Mojokerto、中国的元

谋以及泥河湾盆地均发现了直立人化石或文化遗物。

5、1.2～0.6百万年前：该阶段环境变化的幅度显著增大，从深海氧同位素记

录来看，10万年气候波动周期主要始于此时。气候总体上是冰期时更加寒冷，

间冰期时则愈加温暖。黄土堆积层和古土壤层厚度增大，指示夏季风气候显著

增强以及冬、夏季风的反差增大。这种增大的间冰期效应为早期人类开始由中

低纬度的热带亚热带地区迁徙至中高纬度的温带和内陆干旱-半干旱地区、由海

拔较低迁徙至海拔较高的地区、穿越撒哈拉沙漠提供了环境条件。在该阶段早

期，所有的南方古猿宣告绝灭，人类开始走出非洲的第一次大迁徙浪潮，西班

牙的Atapuerca遗址出土了距今1.2～1.1百万年的人类化石，形态特征位于

非洲的匠人（Homo ergaster）和海登堡人（Homo heidelbergensis）之间，

科学家命名为“先驱人”（Homo antecessor）或者“前尼安德特人（Pre-

Neanderthals）”。此阶段，以色列的Ubeidiya也出土直立人化石，同时中

国的蓝田和郧县也出土了距今1.0百万年左右的直立人化石和文化遗物。此阶

段后期，由于人类数量的扩大和大规模迁徙的发生，人类开始逐渐占据非洲和

欧亚大陆，在各地留下丰富的文化遗存。

通过上述的介绍，大家会发现，人类起源、演化和扩散固然是人类发展到一定

阶段其体质进化的产物，与人类本身所固有的创造性有关，但外部环境的变迁

也对其产生了十分重要的影响。在漫长的新生代地质历史时期发生的诸多环境

变化事件之中，上述几个明显的气候转型阶段更具有区域性甚至全球性，影响

层次也更深远。距今6～7百万年来早期人类起源和演化历史与上述气候变化

在发生时间上的一致性，揭示了两者可能存在内在的联系，由此不难推测，转

型时期气候和环境的变化可能是早期人类演化和扩散的主要驱动力，但其具体

机制和过程尚需人们去探索。