盤點2009《科學》年度十大科學突破（組圖）

編者按

　　每到歲末，自然科學多個領域會有各種年度重要進展的評選和回顧，其中美國《科學》週刊的年度十大科技進展的權威性一直被大家認可。上周出版的《科學》(封面如上圖)依例公佈了該刊評出的年度十大科學突破，其中對一具距今440萬年、可能是人類祖先的古生物骨骼化石的研究拔得今年最重要科學突破排行榜的頭籌。為使讀者能從這份排行榜中讀到更多信息，我們約請國內相關領域的專家就其中部分突破的科學意義作出解讀，敬請關注。

　　1.對早期人類進化的新認識

　　一個罕見的、440萬年前的骨骼化石拉開了揭示我們最早祖先的令人驚訝的身體結構和生活環境的序幕。

　　只有個別化石成為人類進化歷史的主要表型特徵。它們包括迄今發現的第一具古人類骨骼，來自德國的尼安德谷的穴居人(也稱尼安德特人，Neandertal)；1924年在南非發現的湯恩小孩(Taungchild)，它首次揭示了人類祖先生活在非洲；還有著名的露西(Lucy)，它的部分骨架進一步揭示了人類進化歷程的關鍵階段。2009年，它們有了一個新成員：阿迪(Ardi)，這是迄今為止已知的最古老的人類祖先骨骼，在埃塞俄比亞的阿法爾洼地發現了至少35個跟她同種的個體。

　　阿迪是440萬年前的女性，她給人類過去的模糊時間提供了新的證據。發現者將其命名為地猿始祖種(Ardipithecus ramidus)，這個名字在阿法爾(Afar)語中是“根”和“地上”的意思，用來描述一種在地面上生活的類人猿。她位於人類系統樹的根附近。雖然有些古人類是更老的，但阿迪是這些久遠的古人類中最完整的標本。她骨架的125個部分包括大部分的頭骨和牙齒，以及骨盆、手、胳膊、腿和腳。

　　當1994年首次發現阿迪的物種化石時，它們立即被公認為是自露西以後最重要的化石。但興奮很快被阿迪的惡劣條件所沖淡，她的較大的骨頭被壓碎而且容易損壞。一個多學科小組用了15年時間來挖掘她，並用數字技術來排除扭曲並分析她的骨骼。

　　期待已久的阿迪的骨架終於在今年10月發表于《科學》的印刷版和網絡版上，共11篇論文。她的發現者提出：她是一種人族中的新種，人族包括人類和我們的祖先，但沒有其他現存的類人猿的祖先。他們説阿迪的不尋常結構不像現存的類人猿或更高的古人類如露西。阿迪揭示出這古老的結構變化，為人類的直立行走奠定了基礎。

　　並非所有的古人類學家都認為地猿始祖種是我們的祖先，甚至是人族，但是並沒有人懷疑這個新證據的重要性。研究人員相信阿迪及其物種的其它標本，為人類進化的最根本問題提供了一些新的和令人吃驚的資料財富。這些問題是：我們怎樣才能識別人類大家庭的最早成員？直立行走是如何演變而來的？人類與黑猩猩的最後一個共同祖先是什麼樣子的？從現在開始，研究人員將從阿迪身上來尋找這些問題的答案。

　　阿迪最令人驚訝的是，她不是南方古猿和與人類有共同祖先的、像現存的黑猩猩和大猩猩之間的過渡體。她有一個120厘米高的身體和比黑猩猩略大的大腦，比露西(Lucy)更原始。但是，她看上去並不像一個非洲猿或者迄今為止已知的更古老的猿。

　　研究人員在仔細思考人族的定義，他們也想知道阿迪在人類家譜中的確切位置。這一發現團隊建議做出一個假設，即地猿(Ardipithecus)産生了露西的屬南方古猿(Australopithecus)，現在普遍認為我們人族的基因是從露西那兒遺傳來的。但他們也指出，阿迪可能是一個分支，與我們的直接祖先是姊妹種，但是它們的宗族已經滅絕。

　　在達爾文誕辰200週年的這一年中，研究人員終於突破了400萬年的障礙來了解我們的起源。我們最早祖先的模型可以從大量新的數據和多個有力證據中得到信息。

　　點評 “阿迪”的新啟示

　　吳新智

　　地猿化石最早的正式科研報告發表于1994年的英國《自然》雜誌，當時被定名為南方古猿始祖種(Australopithecus ramidus)。這批化石代表生活在距今440萬年前的最早人類。1995年懷特等又在英國“自然”雜誌上發表論文，將這種古人類的屬名改為地猿(Ardipithecus)，種名依舊，還是始祖種。

　　地猿保持最早人類的位置直到2000年法國古人類學家報道在非洲肯尼亞發現了600萬年前的人類化石(後經研究，正式定名為“原初人土根種”(Orrorin tugenensis))。2001年在非洲內陸的乍得發現600-700萬年前的撒海爾人乍得種(Sahelanthropus tchadensis)。原初人只發現四肢骨，沒有頭骨出土；撒海爾人只發現一具變形了的頭骨，其進化位置還有爭議，有人認為這個頭骨屬於大猩猩的祖先。而地猿的遺址經過多年持續的發掘獲得的人類化石和其他材料比上兩處都豐富得多，包含著關於最初人類更多的形態和其他有關的科學信息。

　　經過十餘年的科學研究，懷特和他的團隊2009年10月在美國的“科學”雜誌發表了11篇論文，比較全面地闡述了關於地猿的科研成果：

　　估計地猿始祖种女性個體身高1.2米，體重50公斤，腦量300-350毫升，與身長相比是很小的。顏面中部似猿，相當突出，但顏面下部卻不像現代猿那樣特別地突出，地猿顴骨上頜骨不像南方古猿那樣寬闊且位置靠前。頭骨特徵這樣的組合顯示這種中新世人類與現代猿和南方古猿兩者都不同。上犬齒更像人類的粗短型，而不像大多數其他靈長類那樣長而尖。分析牙齒釉質，推測其食物是多樣的，包括硬殼果和葉子等以林地為基礎的食物。肱骨和尺骨的特徵與較晚的人類相似。手和腕混合了原始的和一些新的特徵，不具有像黑猩猩和大猩猩適應于在樹上懸挂，在樹間輕鬆地蕩來蕩去，在地面用指關節行走的那些特徵。她的手掌和手指相對短而靈活。骨盆和髖骨顯示出的臀肌位置表示能夠直立行走，雙腳結實，適合於行走。大趾外展，能夠握執和攀樹。

　　從地猿的這些特徵推測，人類適應兩足直立行走行動方式的形態特徵是在與現代猿從共同祖先分離以後不久才開始出現的，而不是以現代猿那樣的模式為基礎演化所成。自從達爾文以來，人們通常以現代猿為基礎推測和復原人類最早祖先的起源和演化的過程。地猿的研究指示，儘管我們與黑猩猩在遺傳方面很相似，但是人和猿的最近共同祖先可能與現生的任何非洲猿實質上很不相同，人和猿都是通過很不同的進化道路變得高度特化的結果。

　　綜上所述，對地猿的研究增進了人們對最早期人類形態和行為的認識，啟發人們對人猿共同祖先和人類起源過程作新的思考。但是畢竟迄今出土的化石和能夠用以進行比較研究的材料都很有限，目前所得出的結論還有待於發現更多新化石來檢驗。(作者為中科院院士、中科院古脊椎動物與古人類研究所研究員)