在人類演化史上,我們的祖先曾先后3次走出非洲。大約180~150萬年前,直立人(晚期猿人)第一次走出非洲,邊遷徙邊進(jìn)化邊生孩子,最終,足跡和孩子遍布了亞歐大陸。這其中,就有東亞地區(qū)的北京猿人和歐洲的海德堡人。
后來,留在非洲大陸上的晚期猿人在演化成早期智人后,第二次走出了非洲。這期間,生活在歐洲平原的海德堡人也逐漸長出越來越大的大腦,學(xué)習(xí)使用火和石器,逐漸演化成了適應(yīng)寒冷氣候的尼安德特人(也屬于早期智人)。與非洲的早期智人相比,尼安德特人有更魁梧的身材,也有更大的腦容量。然而,在隨后與第三次走出非洲的晚期智人的沖突和競爭中,尼安德特人與其他的歐洲早期智人一起,退出了歷史舞臺,只留下了一堆骸骨無聲地訴說著歷史。
作為現(xiàn)代人的近親,尼安德特人與現(xiàn)代人類有著十分相似的演化歷史。因此,研究他們的演化過程,也有利于了解現(xiàn)代智人的演化。以人的發(fā)育為例,由于直立行走導(dǎo)致骨盆變狹窄,為了能夠順利出生,現(xiàn)代智人不得不以“早產(chǎn)兒”的方式提前來到世界上,然后每天吃奶睡覺繼續(xù)發(fā)育。
考古學(xué)家在洞穴中挖掘遺骸
在0~3歲時(shí)期,嬰兒的大腦迅速增大,而為了彌補(bǔ)大腦迅速生長的能量需求,身體發(fā)育相對更加遲緩。與現(xiàn)代人相比,尼安德特人的大腦更大、身軀也更粗壯,因此嬰兒出生時(shí)的困難也更大。那他們是如何處理生育困境的呢?
要在出生后擁有更大的大腦和更粗壯的身體,不外乎兩種方法:一種是發(fā)育速度更快,另一種則是發(fā)育時(shí)間更長。以前對尼安德特人的研究表明,這兩種策略可能同時(shí)存在。不過,對于第一種策略,既要長腦子又要長身體,能量需求之高可想而知;而后者,不僅加重了養(yǎng)育的負(fù)擔(dān),還拖慢了繁殖的速度,影響種群興旺。那么尼安德特人到底是如何平衡大腦與身體發(fā)育的優(yōu)先性的?進(jìn)化是否賦予了他們與現(xiàn)代人不同的方法?這一直是一個(gè)未解的疑問。
最近發(fā)現(xiàn)的一位尼安德特少年也許能回答這個(gè)問題。他叫“J1”。科學(xué)家在西班牙阿斯圖里亞斯的一個(gè)洞穴里發(fā)現(xiàn)了J1。一同發(fā)現(xiàn)的,還有另外7個(gè)成年尼安德特人和6個(gè)未成年的尼安德特人。4.9萬年前,他們也許就生活在這個(gè)洞穴里。在所有發(fā)掘出的2500多塊骨骼中,J1的骨骼保存比較完整。雖然DNA檢測無法確認(rèn)其性別,但是從犬齒大小和骨骼強(qiáng)壯度來分析,J1極有可能是個(gè)男孩。他死亡的時(shí)候可能還不到8歲,大約111厘米高,體重26千克。
J1既有恒牙又有乳牙,因此可以從牙生長線估計(jì)他的年齡,再與現(xiàn)代人對比發(fā)育程度。研究者根據(jù)4072個(gè)現(xiàn)代兒童的牙齒發(fā)育狀態(tài)判定,J1牙齒的發(fā)育成熟度為71.7%到72.1%。由此推測,J1的年齡為約7.69歲。
A.J1的骨骼。可以看到其顱骨、胸骨和上肢完整性較好,但腿(尤其是右腿)的骨骼很少。B.是計(jì)算機(jī)重建的頭蓋骨和顱腔模型。C.位于伊比利亞半島的El Sidron遺址的位置,以及洞穴所在的科爾多瓦地下走廊。
尼安德特少年遺骸旁的三位研究者
骨骼顯示,J1已經(jīng)長出了2號臼齒,這與科學(xué)家原先提出的尼安德特人在8歲之后才會長出2號臼齒的結(jié)論不同。研究者又參照另外6829個(gè)現(xiàn)代兒童,繪出了牙齒隨年齡生長速度的概率密度圖,并發(fā)現(xiàn)J1的各個(gè)牙齒的所屬階段與現(xiàn)代兒童吻合得很好,由此證明了所推斷年齡的可靠性。
J1的骨骼發(fā)育狀況如何呢?知道了具體的年齡,通過比對已知生理年齡的骨骼樣本,科學(xué)家就能進(jìn)一步了解J1的脊柱發(fā)育狀況。研究發(fā)現(xiàn),J1的脊椎骨成熟時(shí)間普遍較晚,基本都在人類成熟曲線的盡頭。J1雖然已經(jīng)快要8歲了,但是他的部分頸椎、胸椎和腰椎骨的發(fā)育情況,只相當(dāng)于4~6歲的現(xiàn)代兒童??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),J1骨骼的整體大小和身高基本在現(xiàn)代兒童正常發(fā)育的范圍之內(nèi),但鎖骨的快速發(fā)育使得身體更快的橫向發(fā)展從而支撐起頭顱。
通過J1的顱骨生長和沉積狀態(tài),能計(jì)算出他的腦容量大約是1330立方厘米。這大約相當(dāng)于成年尼安德特人腦容量(1520立方厘米)的87.5%。這表明J1的大腦發(fā)育時(shí)間也要比現(xiàn)代人更長?,F(xiàn)代人7歲時(shí)就已經(jīng)擁有成年人95%的腦容量了。
很有可能,為了在出生后擁有更大的大腦和更粗壯的身體,尼安德特人“延長”了生長發(fā)育的時(shí)間。J1的第一節(jié)頸椎和中間部分胸椎的完全發(fā)育要比現(xiàn)代智人晚大約2年,大腦的發(fā)育也比現(xiàn)代人時(shí)間更長。J1的大部分骨骼發(fā)育與現(xiàn)代人類似,但更寬的鎖骨使得身體更粗壯些。
我們尚不能排除樣本的特殊性,但更有可能的是,J1確實(shí)代表了他所屬人類亞種的發(fā)育模式。澄清已滅絕的人類,特別是尼安德特人與現(xiàn)代人之間的生長模式的異同,有助于更好地定義現(xiàn)代智人的發(fā)育歷史,由此也能更好地理解我們是如何演化成功的。