②形态特征
非洲南方古猿与阿法南方古猿在很多方面都很相似,它们都是双足行走,而手臂亦稍长于脚。除了头盖与人类相似外,非洲南方古猿有其他较原始特征,如像猿的弯曲手指可以攀树。
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由于在非洲南方古猿有其他原始的特征,一些学者相信它们演化成傍人,而非现今人类的祖先。罗百氏傍人就相信是非洲南方古猿的后裔。罗百氏傍人及非洲南方古猿的头颅骨非常相似,但罗百氏傍人则较粗壮,适合像大猩猩般咀嚼食物。另一方面,非洲南方古猿的头颅骨则较接近黑猩猩,脑部大小都约有400-500立方厘米,所以它可能有像猿般的智能。非洲南方古猿的盆骨较阿法南方古猿纤细,更为适合双足行走。
③生活习性
查尔斯·达尔文指人类最源自于非洲,米芙·利基家族支持达尔文的说法,因为在当地有很多人科的发现,例如在东非利特里的脚印。另外人类学家[谁?]认为,美洲人是经由亚洲迁移过去的。
现今人类在腰椎上的两性异形亦出现在非洲南方古猿上。这是雌性在怀孕上演化出的适应性,是非两足行走的灵长目所没有的。
(5)阿法南方古猿
阿法南方古猿(学名:Australopithecus afarensis),又名阿法南猿或南方古猿阿法种,是大约生存于390-290万年前已灭绝的人科南方古猿属成员。它与较年轻的非洲南方古猿一样,身形都比较修长。研究发现,阿法南方古猿是南方古猿属及人属的祖先。
①动物学史
a.发现
阿法南方古猿是生存于约390万年前至约300万年前(根据最新研究,其生存时代可能提前至390万年前,甚至存在扩展到400万年的可能性)的已灭绝的人科。它与较年轻的非洲南方古猿一样都是身形比较修长的。阿法南方古猿被认为是南方古猿属及人属的祖先。最新证据表明,它与更古老的南方古猿湖畔种曾共存近十万年,两者并非简单的祖裔关系。
该物种最著名的个体是1974年在埃塞俄比亚发现的化石“露西”。露西的骨骼表明阿法南方古猿已能经常性直立行走,但其脑容量较小(约380-485毫升),与类人猿相似。然而,其大脑发育模式却像现代人类一样缓慢,这可能为复杂社会行为的发展奠定了基础。同时,锁骨等骨骼证据揭示该物种终生保持树栖攀爬能力,呈现出“地面直立行走与树上活动并存”的镶嵌适应特征。
研究还显示,阿法南方古猿雄性体型远大于雌性,暗示其社会结构可能为多配偶制。在距今约340万年前,它们曾与更原始的近亲南方古猿在同一区域共存,两者通过差异化的行走方式与食性(阿法种饮食更广泛,包括草本植物)避免直接竞争。此外,在迪基卡遗址发现的带有切割痕迹的动物骨骼表明,阿法南方古猿可能已会使用石制工具获取肉类。
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b.化石
模式标本:阿法南方古猿的模式标本LH4,是一个成体的下颌骨,于坦桑尼亚的拉多里发现。
AL129-1:这是由唐纳德·乔纳森于1973年发现的首个阿法南方古猿的膝盖关节,是在埃塞俄比亚中部阿瓦什的阿法尔洼地发现的。
露西:首个阿法南方古猿的骨骼,于1974年由托马斯·格雷(Thomas Gray)及唐纳德·乔纳森同样在埃塞俄比亚中部阿瓦什的阿法尔洼地发现的。
333位点:唐纳德·乔纳森的学生于1975年在近发现露西的位点发现了“第一个家庭”,当中包括阿法南方古猿的200块骨骼碎片。这个地方称为“333位点”,因为共发现了333个化石碎片,如牙齿及颚骨。遗骸是来自13个个体,所有都是成体,且没有任何伤痕。所有13个个体都在同一时间死亡,故乔纳森结论它们是因洪水即时致死的。
塞拉姆:于2006年,《科学美国人》发表在埃塞俄比亚迪基卡发现了一个3岁大的南方阿法古猿女童化石,包括了整个头颅骨及躯体,并大部份的肢骨。这些骨骼显示它适应直立行走及攀树,与露西的骨骼特征一致,是介乎人类及类人猿之间。它的名字意思是“平安”
c.分类
于1977年,唐纳德·乔纳森(Donald Johanson)及蒂莫西·怀特(Tim White)对露西及“第一个家庭”的化石进行了一次详细的形态学研究。他们将这些化石与黑猩猩、大猩猩及现今人类的标本,并已灭绝的人科化石进行比较,尤其是在颚骨及牙齿排列方面。研究发现是介乎人类及猿之间,虽然身体似人,但可能较为接近猿。他们结论出它们并非属于人属,而是属于独立的南方古猿属,命名为阿法南方古猿。他们相信阿法南方古猿是非洲南方古猿及罗百氏傍人,并人属及智人的祖先。但是于2006年的另一项形态学研究发现阿法南方古猿编号AL 822-1标本的下颌骨与大猩猩的很相似,并从进一步的研究认为阿法南方古猿是罗百氏傍人分支的成员,而非人类的祖先。故此指怀特于1990年代发现的始祖地猿才是人类分支的祖先。
阿法尔洼地及以外的发现,包括于333位点的发现,出现了很多同时期的骨骼化石,故唐纳德·乔纳森认为库比福勒人族是与阿法尔洼地人族同期生存的。即是说露西并非单一演化成双足行走及平面的物种。
另外肯尼亚平脸人的发现,虽然头颅骨(KNM WT 40000)扭曲了,但都有很多与露西相同的特征,并明显是完全另一属的物种。
始祖地猿是由蒂莫西·怀特于1990年代发现的。它是完全双足行走,与林地环境同期,并且最重要的是与阿法南方古猿同期。学者现时仍未能估计始祖地猿的颅腔体积,因为只有细小的颚骨及脚骨碎片被发现。
②形态特征
a.头颅骨
与现今及已灭绝的类人猿比较,阿法南方古猿的犬齿及臼齿较细小,其第一下前磨牙呈椭圆形并只有一个尖点,属于类猿特征。阿法南方古猿的体型比现今人类较大,身高存在显著的性别二态性,雌性个体(如著名化石“露西”)身高约1.1米,体重约27-29千克;雄性身高可达1.5-1.7米,体重可达雌性的1.7-2倍。在坦桑尼亚莱托里发现的脚印推测身高约为1.2~1.4米。阿法南方古猿的脑部亦较小,脑容量约388立方厘米,不及现代人的平均1400立方厘米,只能跟现代黑猩猩相比。有下巴突出的面部。
阿法南方古猿的骨骼特征呈现“镶嵌式”特点,即下肢适应直立行走,而上肢保留了许多适应树栖生活的类猿特征。
阿法南方古猿细小的脑部及原始面孔,加上双足行走的发现,改革了当时古人类学的想法。因为最初认为人类的最先及重大的转变是增大脑部。在1970年代发现阿法南方古猿前,一般认为脑部增大是较双足行走先出现。因为当时最古老的人族的脑部相对较大,如早露西几年发现的卢多尔夫人脑部就有约800立方厘米。
b.双足行走
对于阿法南方古猿的行走模式有着很多争论。一些学者相信它差不多是完全双足行走的,而其他的则认为它是部分栖于树上的。手、脚及肩膀关节的结构都支持后者的说法。手指的弯曲及趾骨像现今的猿,足以表示它们可能用来抓住树枝攀树。它们的手腕可以紧扣,适合指背行走。肩膀关节比现今人类更近头骨。连同相对较长的手臂,相信阿法南方古猿是伸高双臂来攀树的。再者,从头颅骨的扫描中发现沟漕及骨质的迷宫形态,可能它们并非双足行走的。
但是阿法南方古猿仍有一些特征显示有可能是双足行走的。整体上说,它的骨盆较像人的而多于像猿的。它的胯骨片短而阔,阔的荐骨直接在臀部关节之下,且有明显证据是连接股直肌。纵然骨盆并非完全像人的,这些特征都支持是一个某程度双足行走的结构。它的大腿骨亦指向膝盖,令脚更为贴近身体的中线,适合双足行走。现今的人类、猩猩及蜘蛛猴都有相同的特征。它的脚上亦有内收的脚趾,难以用后肢来抓住东西(如树枝或母体),增加了婴儿从母体掉下的危险。阿法南方古猿的脚踝关节亦像人类的。
电脑模拟阿法南方古猿的惯性及运动学显示它们可以像人类般行走,不论是直立的或是屈膝的姿势,但却不能像黑猩猩般行走。直立姿势比屈膝行走有效得多,差不多节省一半的能量。阿法南方古猿似乎以双足行走短距离是很有效的,而在拉多里的脚印显示它们的行走速度为每秒1米或以上,与人类平时行走的速度相近。
普遍认为直立双足行走是由弯曲双脚的指背行走演化而来。但是像图根原人等的化石显示双足行走已于500-800万年前出现,正值黑猩猩及人类分支的时候。现今的猿及其祖先都会在攀树时采直立的姿势,故有指直立行走是演化自树上栖息的适应性。就现今苏门达腊猩猩的研究显示它们是以四肢在大树枝上行走的,但在较细小的树枝时则以双足及直立的脚来摆动。这可以帮助它们到达树枝边掷下果实或到达其他树上。
于1100-1200万年前的气候转变影响了东非及中非的森林,限制了在树上的移动,令当时人科的祖先需要适应在地上直立行走。但大猩猩及黑猩猩的祖先则习惯了以屈膝姿势攀上直立的树干,最终令它们使用指背行走的方式在地上行走。故此,阿法南方古猿可能都是直立双足在地上行走的,而仍会以双臂攀爬细小的树。但是黑猩猩及大猩猩是人类的最近亲,且同时拥有融合的腕骨,故人类祖先亦有可能是指背行走的。其他研究则指灵长目直立的脊骨及身体最初出现于2160万年前中新世早期的莫洛脱猿。
③生活习性
阿法南方古猿具有终生的树栖行为,锁骨形态和内部骨结构证据支持其持续进行悬吊和攀爬适应。
阿法南方古猿的饮食结构多样,牙釉质碳同位素分析显示食物包括树木、灌木的C3类植物和草类的C4类植物,比近亲种更广泛。
阿法南方古猿可能使用石器工具,迪基卡遗址发现动物骨头切割痕迹,表明早在340万年前可能用石头工具处理肉类。
阿法南方古猿的日常活动模式为白天地面直立行走,晚上可能爬到树上休息。
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④生长繁殖
阿法南方古猿的颅内印记显示出类似猿的大脑组织,但大脑发育时间较长,类似人类。其雌雄个体体型差异显著,符合现代狒狒的模式,推测其社会结构可能为类似狒狒的一夫多妻制。
对南方古猿下颌骨的分析表明,其第一颗恒臼齿约在3岁时萌出,生长曲线遵循似猿模式。双足行走比四肢行走更节省能量,可能有助于繁衍更多的后代。
⑤栖息环境
阿法南方古猿生活在东非大裂谷地区,如埃塞俄比亚阿法尔地区,其环境为草木葱郁、林木茂密的稀树草原或森林边缘。阿法南方古猿适应树地双栖生活,既能地面直立行走,又能攀爬树木以觅食、栖息或躲避捕食者;锁骨证据揭示其终生持续树栖行为;露西化石的死亡原因表明树栖习惯。阿法南方古猿生存于约390万至290万年前。
⑥地理分布
阿法南方古猿生存于距今约380万年至300万年前(上新世)。其化石发现于今天的东非大裂谷地区,如埃塞俄比亚、坦桑尼亚等地。
阿法南方古猿化石只在东非发现。除了拉多里是它的模式产地外,在埃塞俄比亚的哈达尔亦有大量发现,当中包括“露西”及在AL333位点发现的“第一个家庭”。其他位点包括埃塞俄比亚的奥姆、马卡、Fejej及Belohdelie,并肯雅的洛沙冈。
⑦保护现状
露西化石的复制品曾于2010年在上海世博会非洲联合馆埃塞俄比亚展区亮相。在埃塞俄比亚国家博物馆,绝大多数情况下也只能看见露西化石的复制品,因为当地条件不佳,无法提供保护完善的展出设施,所以露西的“真身”被保存在不见天日的保险库内。她最近一次“显露真容”是在美国,从2007年至2013年长达六年之久,不过这次巡展一度引发争议,不少古人类学家、古生物学家批评说,脆弱的化石无法承受长期巡展,在巡展过程中很可能受到“无法挽回的”损伤。科学家认为,作为独一无二的生物学标本,露西应该仅限于科学研究用,应该在发掘国妥善保管。
埃塞俄比亚国家博物馆研究和保护中心主任埃弗雷姆·阿马雷表示,埃塞国家博物馆正在与中国驻埃塞俄比亚大使馆合作,计划在2020年初将博物馆的讲解标识牌增加中文内容。此外,研究人员同时公开了这一全球最著名化石部分3D模型的电子副本,任何人可以从网站elucy.org上下载和打印其3D模型,并进行研究。
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