“高资人”化石与股骨形态变异的生物力学分析

运用生物力学方法对1980年在江苏镇江高资镇采集的2件完全石化的人类股骨进行分析,并在常规形态观测和加速器质谱14C测年的基础上对更新世人类化石及全新世现代人股骨形态的变异进行讨论.测年数据显示,"高资人"股骨可能属于全新世现代智人,但基于CT扫描数据计算出的骨干抗压抗拉强度、抗弯强度及其他形态特征都呈现某些较全新世现代人更显古老的特征.对比分析表明,人类股骨形态及测量值因其功能状况等原因具有相当大的变异,股骨形态特征不能作为判断化石系统发育地位的最关键证据.股骨生物力学参数是其功能状况的直接反映,在人类不同演化阶段因运动行为模式差异,其相对大小在不同人群存在更加明显分异,因而生物力学分析在长骨功能状况研究上具有很大应用价值.化石石化程度不是判断其年代的可靠标准.     

封面说明

正颅面复原可以重现古人类生前容貌生动形象地展示古人类的演化历程然而,由于古人类的面部软组织已不存在,其面貌只能根据保存下来的头骨化石并参考现代人的颅面特征与软组织厚度关系进行推测.古人类的体质形态与现生人类差别较大,以现生人类为模板复原出来的古人类的容貌易受人为因素的影响,难以对其正确性进行判断.针对古人类特     

湖北郧西黄龙洞更新世晚期古人类遗址

近20年来, 关于现代智人起源的争论一直是国际古人类学研究关注的热点. 以时代较早的化石和分子生物学研究为主要证据的“非洲起源说”支持包括现代中国人在内的现代人类的近祖来自非洲, 而以中国古人类化石材料为主要证据的“多地区进化说”更倾向支持本地区人类连续演化. 但中国距今100~50 ka前的人类化石缺乏已掣肘“中国古人类连续进化说”. 报道了最近在湖北郧西县黄龙洞发现的5枚人类牙齿化石、20余件石器和丰富的哺乳动物化石. 初步分析显示人类化石特征与晚期智人相似, 石器兼具中国南、北旧石器时代文化特点, 动物化石显示更新世中、晚期大熊猫-剑齿象动物群特征并反映热带、亚热带森林生态环境. 对与人类化石同生层位的大型动物牙齿化石进行铀系和ESR法定年, 其年龄分别为距今94和44 ka, 而采自此洞中与人类化石同生层的石笋铀系年龄为距今103 ka. 从测年可靠性和动植物化石分析, 古人类的时代介于距今年103 ~ 44 ka之间, 有可能为距今100 ka左右. 这是在中国境内首次发现的距今100 ~ 50 ka, 解剖结构具有现代人特征的人类化石, 对研究中国古人类演化和现代中国人起源具有重要的学术价值.     

甘肃泾川更新世晚期人类头骨研究

甘肃泾川人类头盖骨化石发现于1976年, 1984年进行了简要报道. 但缺少遗址的同位素年代, 对头骨形态及演化特点的观察研究也很初步. 为进一步发掘泾川头骨蕴含的科学信息, 2006年对人化石发现地点进行了地层考察、年代测定, 并开展对人化石的进一步研究. 本项研究采用光释光法对泾川人化石出土地点进行了年代测定, 分别获得15, 48, 7.9 ka的结果. 综合地层考察、伴生动物化石、石制品研究, 测年结果中15~48 ka可能更加接近泾川人化石的真实年代. 人化石研究显示, 所比较的头骨大多性状在更新世晚期人类与现代人间无明显差异, 所以泾川头骨与现代人接近的形态特征并不与其较早的年代相矛盾. 同时, 对更新世晚期人类头骨测量数据的主成分分析显示泾川头骨分布位置偏离现代人主要分布区域, 除说明更新世晚期人类头骨测量性状变异范围较大外, 可能提示泾川头骨有一定的原始性.     

奇和洞古人类头骨面貌的三维虚拟复原

2011年福建漳平发现的距今1万年左右保存完整的"奇和洞人"头骨(附下颌骨)化石,因兼有更新世晚期人类和全新世南、北方居民的混合体质特点而备受关注,为探讨华南地区新石器早期人类的体质特征和人群的迁徙、扩散提供了重要的研究材料.采用高分辨率CT对奇和洞人的头骨及下颌骨进行了扫描和三维重建,根据其不同于现生人的超长的脑颅、较大的颅容量、高而狭窄的面部、宽阔而低矮的鼻部和长而低矮的眼眶,提出了一种基于最小二乘回归和面貌统计形状模型约束的颅面交互复原方法,实现了奇和洞人生前面貌的三维虚拟复原.依据三维复原面貌并结合美工绘画技巧,生动形象地再现新石器早期人类的脑颅及面部的形态特征.此项技术为古人类颅面复原的研究提供了技术支持和参考资料.     

中国古人类演化研究进展及相关热点问题探讨

自20世纪初在内蒙古河套地区及北京周口店发现人类化石以来,迄今在中国境内至少70余处地点发现了更新世时期的人类化石.近10余年来,田园洞、崇左、道县、许昌等人类化石的发现及其相关研究进展,使得国际古人类学界对中国古人类起源与演化的关注不断增加,关注的热点问题主要包括:中国直立人出现的时间及中国境内是否存在早于直立人的古人类成员、中国直立人的演化与变异、所谓的古老型智人及其是否与欧洲古人类有过基因交流、早期现代人在中国出现的时间及扩散路径.本文综合近年来中国古人类的最新研究成果,就以上热点问题进行了探讨.     

中国北方全新世人群头面部形态特征的微观演化

通过对中国北方地区新石器时代(161例)、青铜铁器时代(423例)和现代(134例)成年男性头骨的21项测量项目的对比、分析和显著性检验, 对中国全新世人群颅骨形态特征的微观演化(microevolution)问题进行了研究. 结果显示近万年来中国全新世人群的体质特征仍在进化. 从新石器时代经过青铜铁器时代到现代, 脑颅和面颅趋向缩小、鼻型趋向狭化、眶型趋向高窄化、颅型趋向圆隆化. 在不同的演化时期里, 颅骨各个性状的表现特点和变化幅度亦不同. 脑颅缩小主要发生在从青铜铁器时代到现代. 面颅缩小、狭鼻化及高眶化现象持续地发生在整个全新世时期, 有可能还在继续演化. 世界各地人群体质特征相似的演化趋势表明, 全新世人群头骨形态特征的微观演化是受人类进化机制制约的. 头骨缩小的原因与气候、环境及人们生活方式的改变有一定的关系.     

柳江人头骨化石的CT扫描与脑形态特征

柳江人头骨是迄今在中国华南地区发现的保存最为完整的更新世晚期人类化石, 因颅腔的内面附有坚硬的钙质胶结物, 无法获取清晰的颅内模, 以往的研究只是停留在头骨的外表面. 采用高分辨率CT机对柳江人头骨进行了扫描及三维重建, 获取虚拟的柳江人颅内模及脑的形态特征的数据, 为其在人类进化上的地位提供新的信息. 通过与和县, 周口店(ZKD), KNM-WT 15000, Sm 3, Kabwe, Brunn 3, Predmost等化石人类及现代人颅内模的比较, 显示柳江脑多数特征与现代人相似,如长而宽的脑型, 额叶宽阔饱满, 脑较高, 顶叶加长; 少数特征与现代人不同而似早期人类,如枕叶后突程度较现代人显著、小脑半球较现代人收缩. 对虚拟颅内模的测量显示柳江人的颅容量为1567 cc, 位于晚期智人的变异范围而远大于现代人的平均值. 柳江人脑的发育程度与晚更新世晚期人类最接近.     

我国学者在湖南道县发现东亚最早的现代人化石

<正>寻找世界各地现代人群的直接化石祖先,即现代人的起源问题,是人类起源与演化研究的重要组成部分.根据化石证据,早期现代人19.6万年前在非洲出现;相比之下,在欧亚地区发现的具有现代人特征的人类化石年代大多较晚,早于5万前的人类化石的年代大多不确定或存在争议.据此,古人类学界多数学者倾向于支持最早的现代人首先出现在非洲,然后向欧亚扩散并取代当地古老人类的     

水洞沟遗址沉积-地貌演化与古人类生存环境

宁夏水洞沟遗址是中国北方具有特殊学术意义的旧石器时代晚期遗址, 该遗址剖面是中国宁夏-内蒙干旱区晚更新世-全新世具有代表性的标准地层, 它蕴含古人类活动遗存, 保存丰富的孢粉和脊椎动物化石记录, 建议将该遗址晚更新世剖面定为“水洞沟组”标准剖面. 旧石器时代古人类在水洞沟地区活动的年代为30~24 ka BP, 属MIS3阶段晚期. 当时气候较现今温暖湿润, 植被为阔叶疏林草原, 食草动物繁盛; 水洞沟小河已经形成. 由于降水较多, 沿河形成一些积水洼地, 水草丰盛, 环境条件适于古人类狩猎和栖息. 新石器时代古人类在此活动年代为9~5 ka BP, 环境条件与MIS3阶段时大致相同, 适于古人类生存. 由于尚未发现未次冰期冰盛期古人类生存的证据, 推测气候进入盛冰期时, 人类一度离开本区, 说明气候环境变化对人类活动具有重要的影响和制约作用.     

丹尼索瓦人及其研究进展

根据2010年俄罗斯阿尔泰山丹尼索瓦洞出土的古人类手指骨的线粒体和全基因组测序分析结果,遗传学家提出并命名一支新的已灭绝古老型人类——丹尼索瓦人(Denisovans,简称为丹人).这支神秘的古人类引发了第四纪年代学、考古学、古人类学、遗传学等多领域学者们的广泛关注,相关研究取得显著进展.时空分布方面,化石记录显示丹人在丹尼索瓦洞的生活时间为195～52 ka,至少于160 ka已出现在青藏高原东北部的白石崖溶洞,已知的分布区域从阿尔泰山扩展至东亚地区;石器制作技术方面,丹尼索瓦洞的丹人可能使用了勒瓦娄哇和石叶技术,而白石崖溶洞的石制品则主要由简单石核石片技术打制而成;体质形态方面,丹尼索瓦洞出土的丹人化石碎片提供了指骨、牙齿等有限形态信息,夏河人右侧下颌骨化石则提供了丹人较为全面的下颌骨形态特征;遗传特征方面,丹人明显区别于同期主要分布于欧亚大陆西部的尼安德特人,且内部存在深度分化,并对大洋洲、东亚和南亚现生人群及美洲土著人群有着基因贡献.尽管新发现与新成果不断揭示丹人的特征信息,但我们对这一人群仍知之甚少,未来在白石崖溶洞遗址的持续发掘和深入研究,有望提供更多丹人的体质形态、遗传特征和文化内涵等信息,揭示丹人对高海拔环境的适应机制.此外,在中国开展丹人与东亚古老型智人和早期现代人之间关系的深入探讨,将有助于进一步推动东亚古人类演化研究.     

“龙人”身份为何仍然存疑

正2021年6月25日,来自河北地质大学、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和英国伦敦自然博物馆的科学家在《细胞》(Cell)旗下期刊《创新》(The Innovation)上连发三篇论文,报道了一项研究发现:他们认为1933年哈尔滨一位建筑工人发现的一枚古人类头骨化石代表了一个全新的古人类支系,并将其命名为"龙人"。在论文中,研究团队认为,这一支系可能是与现代人关系最为密切的古人类物种,比尼安德特人与我们更为亲近。这一重大发现可能修订我们对人类演化的理解。     

三峡兴隆洞出土12~15万年前的古人类化石和象牙刻划

在重庆市奉节县兴隆洞发掘出土早期智人牙齿、石器、有人工刻划痕迹的象牙和丰富的哺乳动物化石. 这些材料的种类、特点和埋藏状况说明该洞穴是一处远古人类的居住遗址. 通过出土动物群推断和铀系年代测定, 古人类在该洞穴的生存行为发生在中更新世晚期, 距今12~15万年前. 这是在三峡地区首次发现的早期智人化石. 出现在剑齿象门齿上的刻划纹成组分布, 组成简单而抽象的图案, 是目前所知最早的人类有意识的刻划作品, 对原始艺术的起源和东亚地区现代人类的起源、演化和行为方式的研究具有重要的学术意义.     

现代人只起源于非洲,抑或起源于多地区

当今古人类学两个令人们最感兴趣的热点是最初人类的起源和现代人的起源.前者指何种古猿何时何地如何转变成人;后者指形态上或解剖学上与我们基本相同的人类何时何地如何由何种古人类产生出来.我们在生物分类上属于智人,那些解剖学上与我们基本相似的人类被称为解剖学上的现代人,有时简称现代人,或称解剖学上的智人,以区别于生存时间比直立人晚,还保留比较可观的直立人特征的“早期智人”.     

湖北郧西黄龙洞古人类用火证据

2004年发现的湖北郧西黄龙洞更新世晚期人类遗址经过3次发掘出土了7枚古人类牙齿化石、古人类制作使用的工具、大量动物化石及其他古人类活动的遗迹. 在2006年对黄龙洞进行的第3次发掘中, 在人类化石层位发现了大片的黑色物质, 疑为古人类用火证据. 采用微观形态分析、碳元素含量测定及地层高温事件检验3种方法对可疑的燃烧地层样品进行了检验分析, 结果显示: 可疑燃烧样品碳元素含量达到64.59%~73.29%, 明显高于取自附近对比样品的碳元素含量范围5.82%~9.49%; 对可疑燃烧样品的微观形态分析发现有薄壁细胞、纤维细胞、射线、导管等植物结构, 这些特征清楚地表明黑色物质是植物燃烧后留下的炭屑, 燃烧的植物可能是被子植物阔叶树; 高温磁化率测量证实可疑燃烧地层经历过高温事件. 基于这些检验可以确认在黄龙洞发生过燃烧. 根据对遗址自然情况及人类在洞内活动证据的分析, 认为这些燃烧是当时人类进行控制性用火活动所致.     

宜良九乡张口洞的年代：中国40~100 ka间人类活动的证据

古人类遗址云南宜良张口洞 T1, T2 探方堆积夹生多层钙板. 铀系年代测定表明: 表层和第 2 钙板层是全新世的; 第 4, 5 钙板层分别约为55 和 110 ka, 其间石制品是中国在这一时段有人类活动的确证. 被引为支持现代人类非洲起源说的中国 40~100 ka 间人类化石的缺环, 很可能只是测年技术系统误差造成的假象; 第 6 钙板层约为300 ka, 其下堆积远大于骨化石常规 ¹⁴C 测年给出的 15 ka, 为这一时标可信度欠佳的又一例证. 张口洞遗物丰富, 并有准确测定年代的有利条件, 多学科综合研究应可为数十万年以来人类演化模式的揭示提供重要证据.     

Herto头骨:现代人的最古老化石

多年来,学术界一直就现代人起源的时间和地点进行争论.近十几年来,一系列分子生物学研究证据支持现代人在20万年前起源于非洲,然后向世界各地扩散并取代了当地的古老人类,成为现代人的祖先.这一观点构成了现代人"非洲起源说".与此相对应的"多地区起源说"认为,世界各地的现代人起源于当地的早期智人或直立人.这两种学说的激烈争论,已成为近年国际古人类学术界和媒体关注的热点.虽然"非洲起源说"逐渐获得了日益增多证据的支持,但迄今在非洲发现的最早的早期现代人化石,年代仅在距今10万年前左右.缺乏距今10万～20万年期间的化石证据,已成为"非洲起源说"的一大缺陷.     

广西崇左江州木榄山智人洞古人类遗址及其地质时代

关于现代智人起源的争论一直是国际古人类学研究的前沿与热点. 最近, 在广西崇左木榄山智人洞发现了具有现代人解剖特征初始状态的人类下颌骨化石及大量与之共生的哺乳动物化石. 木榄山智人洞哺乳动物群以江南象与初现的亚洲象及巨獏等组合为其特征, 截然不同于华南早更新世的巨猿动物群和中更新世的大熊猫-剑齿象动物群, 是典型亚洲象动物群的早期代表. 依动物群性质、地层对比及铀系年代测定木榄山化石智人和伴生的哺乳动物群的时代为距今约11万年的晚更新世早期. 该动物群主要由热带-亚热带型动物组成, 但木榄山动物群中森林型动物种类单调, 草地类型的动物相当多, 这表明当时的气候可能比以前干燥. 木榄山智人的发现对研究现代人起源及其环境背景具有非常重要的意义.     

过去十万年里的四种人及其间的关系

在过去的大约十万年里,已知共存的人类有四种:早期现代人、尼安德特人、弗洛勒斯人和丹尼索瓦人.早期现代人是我们当代人最近的祖先,形态与我们基本上一致.尼安德特人比早期现代人稍矮但身体和四肢粗壮,平均脑量稍大,晚更新世广布于欧洲,在西亚和中亚也有分布,消失于大约3万年前.古代DNA和形态学上的证据都证实,尼安德特人和早期现代人发生过基因交流.当代人基因组中携带的源自尼安德特人的DNA对当代人的生理机能、形态乃至对某些疾病的患病风险都有影响.弗洛勒斯人化石只出土于印度尼西亚弗洛勒斯岛,身材特别矮小,脑量仅为现代人的三分之一,生活于10~6万年前,其来源与其他人类的关系至今仍是个谜.丹尼索瓦人化石只出土于俄罗斯南西伯利亚阿尔泰地区的丹尼索瓦山洞,生活在大约4万年前,出土了一根手指骨和两颗牙齿.DNA显示其为与尼安德特人和现代人共存的另一种人.美拉尼西亚人基因组中有4.8%?±?0.5%来自丹尼索瓦人,有学者提示丹尼索瓦人与西藏人的基因交流对西藏人适应高原环境有帮助.另有研究称除了上述四种人以外,也许还有另外一种人尚未被发现.     

科学家构想的人类未来

人类加速度的高级进化 根据大自然化石档案的记载和科学家们的研究认为,生命在漫长的岁月中,是由低级向高级演化的,其速度也是由低速向高速发展的,随着时间的推移,演化的速度将会越来越快.如古猿约用了1 500万年完成了向猿人的过渡,猿人约用了300万年完成了向古人的过渡,古人约用了30万年完成了向新人的过渡,新人约用了5万年完成了向现代人的过渡,现代人约用5 000年的时间,完成了由低级现代人向高级现代人的过渡.从英国工业革命开始,高级现代人开始进入了向超高级现代人的过渡.