從東非走來:人類進化過程中,身體發生了哪些變化?

為什麼選擇非洲作老家

上世紀20年代,科學界相信人類起源於喜馬拉雅山的升起,因為它的升起使從南邊印度洋吹來的溫暖溼潤的海風被阻擋,山北邊的氣候變得乾燥,森林稀疏,古猿被迫下地生活。探尋人類起源的問題屬於科學研究,需要用證據說話。喜馬拉雅山北麓沒有發現早期人類化石,根據迄今所見的考古發現,如果把這套思路放到東非,就基本接近事實真相了。

讓我們來看一組近百年來關於早期人類的發現。南方古猿,1924年最早發現於南非開普省的塔翁採石場,生活在三百多萬年前。能人,1960年開始陸續發現於東非坦桑尼亞的奧杜韋峽谷和肯尼亞的圖爾卡納湖畔,生存年代在距今150萬到240萬年之間。“露西”,1974年發現於非洲埃塞俄比亞阿法爾地區的哈達,是一具成年女性南方古猿類化石骨架,“露西”生活在稍早於300萬年前。納里奧科託姆男孩,1984年發現於非洲肯尼亞西北部圖爾卡納湖西岸的納里奧科託姆,他生活在差不多175萬年前。地猿始祖亞種,生活在440萬年前。地猿族祖亞種,生活於580萬-520萬年前。原初人,生活在600萬年前……越來越多的證據指向,人類起源於非洲。

地球這麼廣闊,為什麼人類要選擇非洲作為自己的老家呢?

人類演化是地球演化、生物進化的一部分,人類起源於非洲不是偶然的。非洲是赤道經過的最寬闊的陸地,這片陸地比較完整、面積最大。赤道也經過亞洲,亞洲也有雨林,但是亞洲的熱帶雨林沒有非洲面積那麼大。

人類起源和雨林有關係嗎?不僅有,而且關係巨大。這就好像下棋時候思考一個殘局,現代的人類發展成這樣,我們要追溯源頭的話,應該倒回去幾步思考:在人之前,地球上最高級的動物是什麼,它們生活在哪裡,有什麼可能它們會演化成人類?

在人類出現之前,地球上最高級的動物是主活在熱帶雨林中的高等靈長類。美國學者理查德·利基在《人類的起源》一書中,為我們講述了“東邊的故事”。那就是,在一千多萬年前非洲大裂谷形成,東部非洲被抬升,大氣循環系統從而被改變,東邊的雨林消失,變成稀樹草原,原先生活這裡的高等靈長類為了適應新的環境被迫¨下地”,從偶爾站起來、到慢慢習慣,終於直立起來。東非大裂谷的形成是新生代以來全球最重要的地質事件之一,這個舞臺很寬、這一齣戲也演得有點久,在這裡演出的人類起源的故事一直持續了幾百萬年。

那麼在沒有被東非裂谷抬升的非洲西邊發生的,“西邊的故事”呢?由於環境沒有大的變化,那裡原來怎樣,現在還是怎樣。現在在非洲雨林裡,還繼續生活著倭黑猩猩、黑猩猩、大猩猩等幾種高等靈長類,據動物學家研究,它們跟人的關係很近,達爾文主要由此提出人類起源於非洲。


從東非走來:人類進化過程中,身體發生了哪些變化?


讓北京人的頭骨說話

人之所以成為人,不僅僅是因為可以站起來。隨著環境的變化和生存技能的提高,人類自身的體質發生了不可逆轉的、方方面面的巨大改變。這些改變使得人們再也不必懼怕平坦的世界。可以說每一位新人的誕生都是進化的一小步,從母親到孩子的每一點新的改變,都為人類增添了戰勝自然的新裝備和武器。經過多方面的逐漸變化,不斷改進,人終於變成現在這樣手腳分工聰明靈巧。那麼,我們和祖先的身體具體差別在哪裡呢?

將近一百年前,不少探尋人類起源的學者還是信奉人類起源於喜馬拉雅山升起,他們紛紛來到亞洲中部,希望可以找到古人類留下的痕跡。瑞典的地質學家和考古學家安特生就是其中的一位。

那時候,在北京工作的外國人是有一個小圈子的,在圈中的一次偶然聊天中,一位教書的外國人向安特生透露:北京西南大約50公里的周口店村附近有動物化石。也許那裡能夠發現一些有趣的東西?於是1918年的3月22日。安特生特地前去考察。這一去,就揭開了後來震驚世界的北京人發現的序幕。

1921年夏天以前,安特生他們考察的地方還只是周口店小火車站東南的雞骨山。那時候這裡比較流行挖“龍骨”,龍骨是一味中藥。它是從地層裡採集岀來的動物骨骼和牙齒,據說能治療腹瀉和刀傷。有一天,以為他們在挖龍骨的一位老鄉,好心走來說,雞骨山的龍骨都很小,賣不了什麼好價錢,西北邊的一座小山上能採到更大更好的龍骨。那座小山,就是龍骨山。

此後幾十年,一代代的考古工作者在這裡先後發現6個比較完整的北京人頭蓋骨化石和一些身體其他部位的化石,和數以萬計的石器和石片,這些構成了研究資料豐富的北京人大家庭。

從人類演進過程來說,北京人屬於能人之後、智人之前的直立人,是舊石器時代早期的人類,生活在二十多萬年前到五十多萬年前。從出土的化石來看,他們的平均腦量(顱腔的容量)只有1088毫升,比現代人平均的1300多毫升要少。北京人身材粗短,男性高約156釐米。他們前額低平,眉骨粗大,鼻子寬扁,嘴巴突出,沒有下巴頦子,頭部微微前傾,相貌和現代人差別挺大的。


從東非走來:人類進化過程中,身體發生了哪些變化?


長相和我們差別這麼大,為什麼要說他們是我們的祖先呢?

我們就先從頭骨說起。

直立人兩個眼眶上方各有一條粗厚的眉脊,兩側眉脊連成一個圓枕。後來兩個眉脊各自位於眼眶上方,不再相連,並隨著時間而逐漸變薄,縮短,變弱,到現代人便僅在眼眶上緣的內側段上方形成眉弓。男性的眉弓粗壯,女性的較弱,甚至幾乎消失。直立人的腦顱前部比中部狹窄得多,與粗大的眉脊結合起來形成特別顯著的“眶後縮狹”。隨著時間的推移其縮狹程度越來越小。直立人的顏面部骨骼比現代人相壯得多,除表現於粗大的眉脊外,還表現於嘴和鼻部向前突出,而後嘴部逐漸後縮,成為我們今天這個樣子。白種人後縮的程度比黑種人更加顯著,黃種人居於其間。總之從直立人到現代人,顏面部骨骼越來越小,裝腦子的腦顱越來越大。

附帶說一下,千萬不要誤以為因此白種人比黑種人進步。猿沒有紅嘴唇,黑種人紅唇最厚,也不可以此認為黑種人最進步。總之,不可以根據某個人種的身體某些部分比較接近猿類便斷定那個人種落後。

上面說到的這些頭骨變化,可能與人類進化過程中對食物進行加工能力的變化有關。因為缺乏考古證據,我們只能推測,當人們越來越熟練和技巧地使用工具,特別是會用火後,吃熟食的他們就不再需要用力咀嚼。結果導致牙齒變小咬合面的結構變得簡單,牙床和承載牙床的上頜骨和下頜骨變小,咀嚼肌肉變弱。承受咀嚼力的骨骼從直立人到現代人都逐漸減弱,導致眉脊弱化,嘴部後縮。下頜骨牙槽變小,使得下頜骨下緣反而顯得突出,成了下巴頦子。

頭骨能告訴我們的信息還不只這些。如果把頭骨左右對稱地從中間豎著劈開,我們會發現人類頭骨的底部呈拱形,而包括猿猴的哺乳動物的顱底比較接近直線形,這是何故?

別忘了,人是直立行走的,直立起來以後,頭部和脊椎連接的位置就發生了改變,哺乳動物的頸在頭部的後下方,人類的頸部挪到了頭部的正下方。這一挪位還有另一個意義巨大的影響:頭和頸相對位置之不同,導致從肺經過氣管、咽喉到鼻腔和口腔呼出氣流的方向也不同。猿猴等哺乳動物從“下後”流向“前上”,方向基本上不變;而人的這股氣流是先向上,到喉以上轉向前方,再到鼻腔和口腔。氣流如此轉向,加上人舌和聲帶肌肉的異常複雜的運動,使人類能夠發出多變的聲音。


從東非走來:人類進化過程中,身體發生了哪些變化?


語言在人類,特別是智人和自然界其餘生物之間拉開了一條具有飛躍意義的鴻溝。人有50種音素,而猿只有大約12種,理論上人類平均具有10萬個單詞的詞彙量,這麼豐富的詞彙可以極大地提高人類改造客觀世界和主觀世界的能力。可以說,在腦、口、鼻、咽、喉發生如此變化之後,智人在快速和詳細交流信息的能力,以及思想的豐富性上,將其他生物遠遠地甩在了後面。人變得越來越像“人”了。

總結以往的考古發現可知,包括北京人在內的直立人頭骨普遍比現代人厚得多。在中國發現的生活在距今二三十萬年到五萬年間的早期智人中,有一些的頭骨厚度與直立人相仿現代人顱骨壁的厚度只相當於直立人的一半。

直立人的頭骨上還有矢狀脊、眉脊、枕骨圓枕、角圓枕,這些讓他們的頭顱顯得奇特的特徵,其目的都是使腦顱更加堅固。以便更有效地保護藏於其內的腦子。

保護腦子?聽起來很奇怪,這與包括北京人在內的直立人生存的原始環境有關。有人推測,也許在猿人的生活中碰破皮或者打破頭骨、四肢骨折的機會比較多,人群中一些骨壁比較薄的人在頭部遭受外力打擊時容易損傷性命攸關的腦子,四肢比較容易折斷導致殘廢而被淘汰,而骨壁比較厚的人有較多的機會繁殖後代。

同樣的道理,不只頭骨比較厚,直立人的四肢骨也比現代人的厚,如果將他們的大腿骨或上臂骨在骨幹中部鋸斷,可以看到中間有個接近圓形的空腔。這個空腔是容納骨髓的所以叫做髓腔。直立人的髓腔直徑大約相當於骨幹直徑的三分之一,現代人的髓腔直徑則相當於直徑的二分之一。直立人四肢骨這麼厚也和防止骨折有關。

進化,從改變身體開始

解釋過了相貌的演變,我們再來說說其他幾個有趣的方面。

比如身高。有些人看見古代文物的戰袍和盔甲比現在一般人的衣物長,長城的臺階很高。小說裡說到武人時常常說身高八尺。便以為古代的人比現在的人高,事實真是這樣嗎?


從東非走來:人類進化過程中,身體發生了哪些變化?


其實人類最初的身體比現在矮得多。1992年在非洲埃塞俄比亞中部阿瓦什河谷的阿法爾窪地發現距今440萬年的地猿化石,經過十幾年的發掘獲得了許多化石,其中有一副女性人類化石骨架,被暱稱為“阿蒂”(Ardi)。身高僅120釐米,而300多萬年前的南方古猿阿法種的肢骨化石,他們的身高有頗大的變異範圍。在阿法種中發現一副包含全身骨骼40%的骨架。被暱稱為“露西”(Lucy)根。據其髖骨(構成骨盆兩側和前壁的骨)可以判斷為女性,大約20歲。她的身高105釐米,根據其他估計屬於男性的骨骼推算。那時候人類男女兩性的身高可以相差約1.5倍,有人估計這種南方古猿的體重男女之間可以相差1.7-2倍。為什麼早期人類的男女身高相差這麼懸殊呢?在很多狩獵—採集者社會中,男人負責狩獵。女人負責採集植物性食物,狩獵就需要更強壯的身體。男女性之間的差異起初相當大,後來逐漸變小。最初男人要為女人尋找食物和戰鬥,而女人更多地需要負責生殖後代。人和現生猿是最接邁的親戚,猿有比較大的性別差異,最早期人類比較大的兩性差異也可能是從他們與現生猿的共同祖先繼承來的特徵。

但是從大約180萬-160萬年前到如今,人類的身高基本上沒有太大的變化。根據小說裡的“身高八尺”,就說古代的人比現在的人高是出於誤解。因為戰袍和盔甲都是武人穿戴的,長城臺階的高度也是為適合武人緊急攀登而定的,武人總是比一般人身材高大。小說對人的身材描寫難免有些誇張,其描寫的武人身材不能作為其所屬人群的代表。另外。古代的度量衡與今天不同,比如漢代一尺只相當於今天的八寸。比一萬年前更早的人類化石不多,有人考慮,是否當時也有高個子的人,只是成為化石保存下來的,恰巧都屬於當時的矮個子呢?但是幾千年前的骨骼已經發現了相當多,那些骨骼顯然表現出那時人的身材儘管有高有矮,但是與現在大體上是一致的。

總之越來越多的考古證據證明。人類的身高發展總的趨勢是:起先很矮,後來逐漸變高;男女性之間的差異起初相當大,後來逐漸變小。

再比如大腦。現在人類之所以被稱為萬物之靈,異常大的腦量是很關鍵的因素。但是已經發現的化石表明,很早時期人類的腦量並不很大。總括起來看,最早期人類的腦量與現在的黑猩猩不相上下,在進化過程中逐漸增大,似乎在最近幾十萬年中有速度加快的趨勢。對古人類製造和使用的石器和其他文化遺物的研究也顯示,在人類進化的大部分時間中,古人類在生產能力和生活水平上所表現的智力在緩慢地提高,在最近幾萬年中發展得越來越快。


從東非走來:人類進化過程中,身體發生了哪些變化?


根據已故古人類學家吳汝康提出的人類體質發展不平衡理論,人類的四肢由於勞動的作用較早地由猿的狀態發展到人的狀態,而四肢特別是上肢的活動會促進頭腦發展。後者對前者也有促進的反作用。早期人類化石的研究也證明了他的觀點:人類頭腦的發展確實是落後於四肢的。

總體看來,古人類的祖先從間或樹棲,到完全直立行走,這一過程使得雙手越來越徹底地解放,雙手與包括腦子在內的神經系統一起,在協同地進行社會化生產活動和謀生的同時,提高了語言的能力,所有這些又反過來刺激和促進腦的發育和發展,以及肢體操作的技巧,從而提升包括工具製造和使用的能力在內的生產技術和行為,也使包括食物獲取和加工、用火在內的物質生活和精神生活質量逐步得到改進。在進化的全過程中,所有這些因素反覆不斷地起著互相促進的作用。總之,直立行走、腦的增大和咀嚼力度的下降,對人的許多形態細節的改變,起著極重要的作用。


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