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.     

广西隆林古人类颞骨内耳迷路的3D复原及形态特征

更新世末期至全新世初期是现代人群形成与分化的关键时期,现有证据显示这一时期人类体质特征及行为复杂多样,可能存在不同类型的人类.由于多数人类化石缺乏可靠年代数据,加之相关研究薄弱,人类学界对中国更新世末期至全新世初期人类体质特征及演化变异所知甚少.最近对广西隆林发现的古人类化石的研究显示,隆林人呈现更新世古人类和现代人镶嵌型体质特征,或许是当时残存的古老型人类或者未知的新种.这一观点已经引起古人类学界的关注.为进一步探讨这一问题,本文采用高分辨率CT技术对隆林人颞骨进行了扫描及骨性内耳迷路3D虚拟复原,通过与50例新石器时代现代人、10例晚更新世早期现代人及22例尼安德人内耳迷路25项特征数据的修正T值检验、双变量分析、主成分分析和判别分析,结果显示隆林人内耳迷路的形态与现代人关系最近,其次为早期现代人,而与尼安德特人相差较大.本研究提供了中国古人类内耳迷路的形态数据,揭示了全新世初期人类内耳迷路的形态特点.研究结果虽然支持晚更新世末期-全新世初期东亚人群演化历史复杂多样的观点,但还需要更多的发现和研究来阐明这一时期人类的演化规律.     

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.     

“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.     

阿拉善高原中全新世干旱事件的湖泊记录研究

中国国内普遍流行的观点认为, 中国中全新世是一个夏季风盛行的温暖湿润时期, 称作全新世“最宜期”或“大暖期”. 内蒙古西部阿拉善高原的湖泊沉积和湖泊地貌则显示了一种相反的状况, 这一区域中全新世气候干旱, 黑河的终闾湖泊居延泽、石羊河的终闾湖泊潴野泽和腾格里沙漠东缘的头道湖均经历了湖泊缩小或干涸过程, 时代为距今7000 ~ 5000日历年. 潴野泽高分辨率(50年)的孢粉记录显示, 季风边缘区的石羊河流域, 特别是祁连山地的植被发生显著衰退, 降水减少. 中全新世的干旱事件存在于现代夏季风边缘区的较大范围, 包括阿拉善高原、鄂尔多斯高原、内蒙古高原中东部, 甚至黄土高原南部, 指示了东亚夏季风在全新世期间的一次大衰退. 中全新世东亚夏季风衰退期间气候寒冷, 这在青藏高原及其周边山地尤为明显.     

石羊河流域晚冰期以来环境变化与人类活动

石羊河流域是中国西北地区环境变化与丝路文明演化的典型区域.基于大批学者的研究,目前对石羊河地区的气候、环境、文化形成了基础认识,但沉积地层指示的古湖泊演化过程,以及古文化更替与气候变化之间的联系仍存在争议.本研究与前人采用单一采样点的研究方法不同,在石羊河流域沿中游红水河地区和下游猪野泽地区共连续采集13个剖面,建立了包含705个沉积样品, 129个AMS¹⁴C年代数据, 5460个古环境代用指标数据和12个历史文化遗址的数据库.结合TraCE-21 ka(The Transient Climate Evolution Experiment)和PMIP3(Paleoclimate Modeling Intercomparison Project 3)模拟,探讨晚冰期以来石羊河流域环境变化和古文化演变.研究发现,石羊河流域晚冰期以来环境持续变化;晚冰期到早全新世期间,古湖泊武始泽和猪野泽开始发育;中全新世时期,石羊河流域气候湿润,湖泊面积大、水位高;晚全新世干旱化使得湖泊退缩,河流下切;在干旱趋势下,马家窑、齐家文化逐渐消失,沙井文化(一种独特的青铜文化)兴起,匈奴...     

第四纪中华乳齿象属 (Sinomastodon, Gomphotheriidae) 头骨化石在中国的首次发现

本文记述了产自安徽繁昌人字洞遗址早更新世早期的江南中华乳齿象(新种) Sinomastodon jiangnanensis sp. nov.. 中华乳齿象属是迄今旧大陆发现的唯一短颌嵌齿象, 化石主要产于我国, 时代从早上新世至更新世. 以前发现于我国更新统的材料只是一些单个牙齿, 现人字洞发现了完整的头骨、下颌骨及臼齿列等材料, 这是中华乳齿象头骨化石在我国第四系地层中的首次发现. 新种以真象型的头骨、短颌、下门齿缺失及结构相对简单的丘型齿等特征区别于其他嵌齿象类, 应归入中华乳齿象属. 新种依颅顶上凸、颧弓升高及关节突高、冠状突位置靠前等特征显然进步于上新世的属型种S. intermedius和S. hanjiangensis, 而臼齿齿谷中无白垩质充填又较更新世的S. yangziensis和泰国的Sinomastodon sp. nov.显得原始, 这反映了中华乳齿象从上新世向更新世演化在形态特征上的过渡性. 依动物群分析, 江南中华乳齿象在长江以南的出现及其由北向南的扩散很可能与第四纪早期我国东部地区一次明显的降温事件有一定的耦合关系.     

科学通报2004年第49卷总目次

专题: 中东亚干旱区全新世环境变化1(1) 阿拉善高原中全新世干旱事件的湖泊记录研究 陈发虎等10(1) 青海湖沉积岩芯记录的青藏高原东北部过去 800 年以来 的降水变化 张家武等15(1) 石羊河流域现代孢粉传播研究 朱 艳等22(1) 1000 年以来巴丹吉林沙漠地下水补给与气候变化的包气 带地球化学记录 马金珠等27(1) 蒙古北部 Gun Nuur 湖记录的全新世气候突发事件 汪卫国等点评203(3) 后基因组时代的病毒研究 吴家睿715(8) 新元古代超大陆构型中华南的位…     

对长江三角洲和宁绍平原一万年来高海面问题的新认识

长江三角洲新石器时代遗址时空分布和海相有孔虫鉴定特征表明: 该区缺少全新世初至7 kaBP的新石器时代遗址, 7~4 kaBP是该区新石器时代遗址连续出现、逐渐增多、史前文明大发展时期. 在该区各遗址地层中, 海相有孔虫均出现在马家浜文化层之下的地层中, 除上海马桥岗身以东地区外, 在该区7 kaBP以来的地层中未能发现海相有孔虫的存在, 这一现象表明, 该区全新世最大海侵应发生在10~7 kaBP之间. 从河姆渡遗址文化层和出土器物年代、钻孔剖面有孔虫和孢粉证据可知, 河姆渡文化正是在全新世气候最适宜期出现和发展的, 过去地学界关于长江三角洲和宁绍平原在7~5 kaBP为高海面的假说或理论难以成立. 考古地层学能够证明: 宁绍平原全新世以来7 kaBP以前应为高海面、7~5 kaBP为低海面、5~3.9 kaBP为洪水频发期.     

新疆地区全新世植被演替与气候环境演变

综述了近20年来新疆地区全新世高分辨率的孢粉记录,通过时间序列和空间格局的对比,初步认识了新疆地区全新世气候环境的变化特征与荒漠植被格局的演变规律.早全新世气候温暖干旱,北疆地区出现荒漠植被,南疆地区发育荒漠草原和荒漠植被,但荒漠植被在不同区域出现和持续的时间有差异.中全新世气候环境逐渐改善,北疆地区植被由荒漠类型向荒漠草原和草原转变,南疆地区仍以荒漠、荒漠草原为主.晚全新世气候环境趋向干旱化方向发展,北疆地区以荒漠草原和草甸草原占优势,但是旱生成分明显增加,南疆地区覆盖荒漠植被.新疆不同区域全新世植被演替具有一定的可比性,也存在差异性,而研究地点的地理位置、地形地貌、海拔、天山山脉的阻挡和西风环流的演化等因素可能是导致这种差异的原因.     

新疆塔里木盆地早期铁器时代人群的母系遗传结构分析

对古丝绸之路南线塔里木盆地的圆沙、山普拉、扎滚鲁克和尼雅4处遗址(2000 a BP左右)进行了人类遗骸的线粒体DNA (mtDNA)数据分析. 单倍型类群在塔里木盆地古人群的分布表明其是一个由已经分化的东西方谱系融合产生的混合人群, 其中西部欧亚谱系的来源中有来自于近东和伊朗地区的成分; 东部欧亚谱系的主体成分来自于北亚和东北亚, 但同时含有少量东南亚起源成分, 表明东部的来源较广, 融合过程也较复杂. 塔里木盆地古人群的母系遗传结构与现代新疆人群已经十分接近, 暗示早期铁器时代是现代新疆人群形成的重要时期.     

巢湖湖泊沉积记录的早-中全新世环境演化研究

采用AMS14C对岩芯的年代的精确测定与校正,以及孢粉、粒度等环境代用指标的分析和研究,提取早中全新世环境演变信息,重建了研究区9870～2170aBP(cal)期间的环境演变序列:(1)9870～6040aBP(cal)时期,气候在晚更新世干冷向温和干燥发展.在8910aBP(cal)左右,以及6060～6030aBP(cal)时期气候变干冷,湖面有缩小的波动变化现象;(2)6040～4860aBP(cal)时期,气候温和湿润但有波动较大的时段.在5840～5500aBP(cal),本区达到最盛的暖湿期,之后进入5375～4930aBP(cal)的Elm Decline事件期;(3)4860～2170aBP(cal)气候温度、湿度皆下降,是一个温和略干期.3760aBP(cal)出现一次干旱,2170aBP(cal)是巢湖全新世历史上干旱程度较高的一次,巢湖湖盆的局部地区可能出露水面以上.     

晚冰期大兴安岭植被气候变化的气孔器记录

月亮湖末次盛冰期到早全新世湖泊沉积物气孔器分析的结果,揭示了大兴安岭地区以落叶松为主的针叶树演化历史:15.0 cal ka BP之前研究地点周围没有针叶树生长;15.0~12.8 cal ka BP开始到达研究区,在植被中所占比例逐渐升高;12.8~11.8 cal ka BP所占比例达到峰值,11.8~10.8 cal ka BP针叶树成分退缩.大兴安岭地区晚冰期的森林群落演化与东亚季风区不同纬度区域的植被演替具有可比性.气孔器和花粉记录揭示的植被演化阶段在时间上与欧洲地区Meiendorf间冰段、Oldest Dryas冷事件、B?lling-Aller?d暖期、Younger Dryas冷期以及早全新世温暖湿润期较为一致,温度变化是控制植被变化的主要因素.研究区的植被演替响应了全球冰量控制的北半球温度变化,揭示了东亚中纬度地区与北大西洋地区晚冰期快速气候变化的同步性.     

殷墟青铜时代人群颅骨表型的数量遗传学分析

安阳殷墟是商朝晚期的都城所在地,该遗址出土的大量人骨标本对于研究晚商时期的殷都乃至整个中国北方地区的人群结构及人群历史都具有重要的价值.以往研究多从人种的角度探讨殷墟遗址的人群结构,并提出在中小墓和祭祀坑标本组中都混有与本地人群颅面部形态差异明显的个体.但这些研究较少关注标本组颅面部测量性状的内部变异以及基因交流对人群结构的影响.本文采用数量遗传分析方法对殷墟遗址出土的212例颅骨,以及与其时代相近(或稍早)的9处遗址出土的411例颅骨标本的部分测量表型进行了分析.结果显示:(1)大多数殷墟中小墓出土的标本与本地区新石器时代晚期人群具有更近的遗传关系,且该人群与商文化控制区域内的人群间存在非常频繁的基因交流;(2)西北岗祭祀坑组标本的颅面部形态变异程度较高,大多数祭祀坑组个体与夏商时期黄河中下游地区居民具有较近的遗传关系,其中也包含了一批来自内蒙古长城地带、甘青地区以及中国北方区域以外的个体,但并未显示出受到大量欧洲及大洋洲人群影响的情况;(3)在夏商之际的中国北方地区,人群间的基因交流很可能受到了地理因素的限制,不同地理单元内的人群间基因交流水平也存在一定的差别.基于这些发现,作者认为由于人群内部的表型变异非常大,以往研究提出的"运用种系分组来探寻人群外来基因影响程度"的可靠性需要进一步证实.     

全新世中期海平面波动对稻作生产的影响

浙江省余姚市田螺山遗址农耕遗迹剖面硅藻、植物硅酸体和种子分析显示中国东部全新世最高海平面出现在距今7000年以前.全新世中期海退以后东部沿海地区形成大面积的湿地平原,诞生以稻作生产为特征的河姆渡等新石器时代文化.全新世中期海平面仍然有过多次波动,其中在6.4～6.3和4.6～2.1kaBP的两次海水入侵是全新世海退期以后的较大2次海面波动,另外在6.3～4.6kaBP湿地草原植被时段,也曾经发生过若干次规模很小、时间短暂的海水向陆地推进的过程.尽管海退期海平面上升的影响范围和强度可能不及高海平面时期,但同样对先民的生活和生产活动产生了深刻的影响.田螺山遗址农耕遗迹剖面研究结果显示,全新世中期以后强度较大的海平面波动时,海水向陆地推进,淹没大片农田;强度较弱的海平面波动时,海水倒灌,土壤盐分升高,水稻产量下降.海平面上升对稻作生产的影响引起了先民食物结构中稻米比重下降,采集和狩猎比重增加.全新世中期以前的高海平面环境意味着东部沿海平原地区稻作源头可能在山区、丘陵的一些小盆地.     

晚冰期以来神农架大九湖泥炭高分辨率气候变化的地球化学记录研究

10个AMS14C年龄数据表明,神农架大九湖297cm的泥炭沉积剖面约为16kaBP(14C年龄为13.3kaBP)以来的沉积.多地球化学指标分析揭示出,研究区域16kaBP以来的气候特点如下:(1)晚冰期阶段气候冷湿而不稳定,12.6～11.4kaBP应是新仙女木时期的沉积,15.2～12.6kaBP(cal)为博令-阿勒罗德暖期,16～15.2kaBP为最老仙女木时期.(2)早全新世总体上继承了晚冰期气候特点,较为冷湿,其中在10.6kaBP(cal)前后出现较显著的干旱事件.(3)中全新世总体很温暖湿润.其中9.2～7.5kaBP是逐步升温的过程,降水相对较少,在全球具有代表意义的8.2kaBP前后的降温事件反映较明显,6.7～4.2kaBP期间各种替代指标相对稳定,是中全新世水热配置的最适宜期.(4)在4.2kaBP前后发生的中晚全新世的季风衰退事件,表现为气候由温暖湿润快速转向凉干,可能导致了本区新石器文化的崩溃并催生了夏代文明.约0.9kaBP前后转为较凉湿的气候.大九湖泥炭记录的气候和环境演变信息具有全球性变化特点,可以与东亚季风区的同类沉积剖面进行对比,反映了"末次冰期后,季风快速加强,早全新世季风强盛、随后季风衰退,中全新世季风变弱,气候变干"的季风气候变化模式.分析认为,其变化的驱动机制可能是太阳辐射在中纬度东亚季风区的特定响应.     

重庆库区旧石器时代至唐宋时期考古遗址时空分布与自然环境的关系

采用GIS空间分析方法,对重庆库区旧石器时代至唐宋时期考古遗址时空分布特征从遗址的时间分布、平面空间分布和垂直空间分布3个方面进行了分析.采用神农架大九湖旧石器时代以来连续沉积泥炭地层的孢粉记录,并结合前人对历史时期自然环境演变研究,对本区旧石器时代至唐宋时期自然环境背景进行了重建.通过考古遗址时空分布与自然环境的对比,对本区新石器时代至唐宋时期考古遗址分布的时空变化与自然环境演变、自然环境灾变的关系进行了探讨.研究表明,重庆库区旧石器时代至唐宋时期677处遗址时空分布的总趋势是从西往东、从高往低逐渐增加的.遗址多沿江河分布,且在河流交汇的区域呈聚集状态.史前的旧石器时代和新石器时代遗址分布高度明显高于历史时期.分析认为:(1)各时代人类都需要选择既靠近水源、又便于抵御洪水的河流1～2级阶地为生存地点.全新世以来,受区域构造抬升作用,河流相对下切,时代较早的史前遗址往往被置于较高的海拔位置;(2)重庆库区地形起伏较大,在受河流侧旁侵蚀与堆积形成的宽谷和阶地才有更多适于古人生存的空间,故遗址多沿江河分布;(3)本区早期经济以渔猎和农业为主,但在山地地区陡峭的地形限制了耕作业发展,而在河流交汇处地势平坦,土地肥沃,鱼类资源丰富,因而成为人们较为理想的耕作和渔猎场所;(4)本地区人类遗址时空分布变化受气候条件影响较大.     

“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。     

宁夏南部13.0~7.0 14C ka BP期间的孢粉记录及古气候演化

宁夏南部海原剖面的孢粉记录揭示出, 13.0~7.0 ¹⁴C ka BP植被演替明显, 气候干湿波动显著. 末次冰期向全新世过渡期间, 气候波动频繁, 且具突变性. 12.1~11.0 ¹⁴C ka BP研究区植被由干草原迅速演化为森林, 湿度明显增加, 可与博令/阿勒罗得事件对比, 且表现为后期的暖湿程度明显高于前期; 11.0~9.8 ¹⁴C ka BP气候明显变干, 可与新仙女木期对比, 期间气候存在明显波动且表现为后期更干. 全新世早期气候波动明显, 但总体温暖偏干. 约7.6 ¹⁴C ka BP气候又开始变湿润. 研究区孢粉记录的气候干湿波动与全球性的气候变化具有可比性, 这对深入理解万年以来具有千年尺度变化的全球气候变化机制具有重要意义.