關(guān)鍵詞:周口店;北京猿人;山頂洞;田園洞;人類化石
1引言
周口店遺址位于北京市西南48km的房山區(qū)周口店鎮(zhèn)龍骨山,地處山丘和平原交接處,周口店河由此流出山口。山體發(fā)育有大小不等的水平狀和垂直狀溶洞,為古人類居住和活動(dòng)提供了良好的環(huán)境。二十世紀(jì)二十年代,該地區(qū)因北京猿人(周口店直立人)化石的發(fā)現(xiàn)而聞名世界,成為古生物學(xué)、古人類學(xué)、考古學(xué)、地層學(xué)、年代學(xué)、環(huán)境學(xué)及巖溶學(xué)等多學(xué)科綜合研究的重要基地。1987年12月,周口店遺址被聯(lián)合國(guó)教科文組織列入世界文化遺產(chǎn)名錄,進(jìn)一步凸顯了其重要性。
自1929年12月2日裴文中發(fā)現(xiàn)第1 件北京猿人頭蓋骨化石以來,周口店遺址發(fā)現(xiàn)的古生物和文化遺物地點(diǎn)已達(dá)27 處,其中5 處地點(diǎn)出土了更新世時(shí)期的古人類化石,分別為:第1 地點(diǎn)(距今約80~20萬(wàn)年前)[1-2]、第4地點(diǎn)(距今約20~10萬(wàn)年前)[3-4]、第15地點(diǎn)(中更新世晚期至晚更新世早期)[5]、山頂洞(距今約3 萬(wàn)年前)[6] 和田園洞(距今約4 萬(wàn)年)[7]。地質(zhì)時(shí)代從更新世中期延續(xù)到晚期,年代跨越50 萬(wàn)年以上,涵蓋了直立人、古老型智人(東亞中更新世“非直立人”)和早期現(xiàn)代人三個(gè)不同的演化階段,為探討東亞地區(qū)人類的演化提供了不可缺少的研究材料。
2 周口店發(fā)現(xiàn)的人類化石
周口店遺址出土的人類化石大致分為以下三個(gè)時(shí)間段:初始發(fā)現(xiàn)和大規(guī)模發(fā)掘期、建國(guó)后恢復(fù)發(fā)掘清理期和二十一世紀(jì)新發(fā)現(xiàn)。
2.1 初始發(fā)現(xiàn)和大規(guī)模發(fā)掘期
周口店遺址的發(fā)現(xiàn)可以追溯至二十世紀(jì)二十年代初。1921~1923年,奧地利古生物學(xué)家茲丹斯基(Zdansky O)、瑞典地質(zhì)學(xué)家安特生(Andersson JG) 和美國(guó)古生物學(xué)家格蘭階(Granger W) 到周口店考察,在龍骨山的“第53 號(hào)地點(diǎn)”采集到2 枚人類牙齒化石,后期整理過程中又獲得了人類牙齒2 枚。目前,這4枚人牙( 圖1) 保存在瑞典烏布薩拉大學(xué)古生物博物館[8]。
1927-1937年,在美國(guó)洛克菲勒基金會(huì)的資助下,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查所與美國(guó)主辦的北京協(xié)和醫(yī)院合作,開展了對(duì)龍骨山為期10年的大規(guī)模的正式發(fā)掘,對(duì)周口店已發(fā)現(xiàn)的地點(diǎn)進(jìn)行重新編號(hào),原安特生編號(hào)的第53 地點(diǎn)改為“周口店第1 地點(diǎn)”。在此期間,“第1地點(diǎn)”和“山頂洞”兩處地點(diǎn)均發(fā)現(xiàn)了豐富的人類化石。其中,第1 地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的人類化石最多,包括5 件較完整的頭蓋骨、150余枚牙齒、多件下頜骨以及大量頭蓋骨、面骨和頭后骨碎片,涉及大約40 多個(gè)個(gè)體。第1 地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的人類化石被命名為北京猿人,又稱中國(guó)猿人、北京人或者周口店直立人。
山頂洞是位于第1 地點(diǎn)頂部西南區(qū)的小洞,于1930年發(fā)現(xiàn),1933~1934年正式發(fā)掘。該地點(diǎn)出土基本完整的人類頭骨3件、下頜骨4件、1件上頜骨殘片、牙齒數(shù)十枚、脊椎骨及肢骨等若干件(圖2),大約代表7~10個(gè)個(gè)體[9]。
第二次世界大戰(zhàn)期間,為避免化石標(biāo)本被劫奪,1927~1937年間在周口店發(fā)現(xiàn)的全部北京猿人化石、山頂洞人化石和一些靈長(zhǎng)類化石被運(yùn)往美國(guó)暫時(shí)保管,遺憾的是在運(yùn)輸途中,這些化石全部丟失[10]。
2.2 建國(guó)后恢復(fù)發(fā)掘清理期
1949年新中國(guó)成立之后,在中國(guó)政府資金的支持下,周口店北京猿人遺址的工作在中斷了12年之后得以恢復(fù),重點(diǎn)工作主要是清理第1地點(diǎn)的垮塌堆積物,其次沿著1937年發(fā)掘面向下和周邊地區(qū)擴(kuò)展。期間人類化石的重要發(fā)現(xiàn)有:1949~1953年,在賈蘭坡的主持下,清理第1 地點(diǎn)垮塌下來的1937年的回填堆積,期間發(fā)現(xiàn)了5枚北京猿人牙齒、一塊肱骨和一塊脛骨[11];1959年,由趙資奎和李炎賢主持,在發(fā)掘區(qū)域的西部,發(fā)現(xiàn)了一件大部分完整的中國(guó)猿人下頜骨[12];1966年,由裴文中主持,在第1 地點(diǎn)南裂隙頂部發(fā)現(xiàn)一塊額骨、一塊枕骨和1 枚牙齒,這兩塊頭骨碎片與1934 年發(fā)現(xiàn)的兩塊拼合成一件較完整的頭蓋骨,稱為5號(hào)頭蓋骨[13]。以上11件北京猿人化石(圖3)目前保存在中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所。
第4地點(diǎn)位于第1 地點(diǎn)南側(cè)約70m,為含有化石堆積物的小洞,該地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)于1937年。1973年,顧玉珉等在清理洞口處的堆積物時(shí),發(fā)現(xiàn)了1枚人類牙齒化石[3]。遺憾的是,原始化石丟失,目前只保留有這枚牙齒的模型(圖4)。
2.3 二十一世紀(jì)新發(fā)現(xiàn)
2000年以來,周口店遺址兩處地點(diǎn)新發(fā)現(xiàn)了古人類化石:田園洞和周口店第15地點(diǎn)。田園洞遺址位于周口店遺址區(qū)西南6 km 處的黃山店村田園林場(chǎng),該地點(diǎn)又稱“周口店第27地點(diǎn)”。2001年6月,田園林場(chǎng)工作人員在洞內(nèi)發(fā)現(xiàn)了1件人類的下頜骨殘段。2003~2004年,同號(hào)文等對(duì)該地點(diǎn)進(jìn)行了正式發(fā)掘,發(fā)現(xiàn)了一具較為完整的人類頭后骨遺骸和2枚人牙[14]。田園洞人類化石共計(jì)34件,包括下頜骨、牙齒、肩胛骨、脊椎骨、肢骨、手部和足部的骨骼等,這些化石的色澤與質(zhì)地接近,大小比例吻合,沒有重復(fù)解剖部位,據(jù)此推斷這些化石來自同一男性個(gè)體(圖5)。根據(jù)牙齒磨耗情況推斷,死亡時(shí)的年齡估計(jì)在40~50歲[7]。
周口店第15地點(diǎn)位于第1 地點(diǎn)南70m 處,距離第4 地點(diǎn)僅10 m。該地點(diǎn)為一處天然形成的較小溶洞,洞口朝南。該地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)于1932年,1934~1937年進(jìn)行了系統(tǒng)性的發(fā)掘,出土了多件石器和大量的哺乳動(dòng)物化石[5]。由于當(dāng)時(shí)沒有辨識(shí)出混雜在哺乳動(dòng)物化石中的一塊人類頂骨化石碎片,這件頂骨在第二次世界大戰(zhàn)期間有幸被保留了下來。2021 年,吳秀杰借助CT 技術(shù)對(duì)化石的內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,確認(rèn)該化石屬于人類頂骨碎片。標(biāo)本呈黃褐色,已完全石化,骨壁較厚(圖6),該化石的發(fā)現(xiàn),為周口店遺址增加了一處新的古人類化石地點(diǎn)。
3 周口店人類化石的研究
3.1 北京猿人的體質(zhì)特征及直立人演化地位的確定
周口店第1 地點(diǎn)人類化石的研究始于二十世紀(jì)二十至四十年代,當(dāng)時(shí)我國(guó)還沒有專門從事古人類化石研究的學(xué)者,發(fā)現(xiàn)的人類化石主要由加拿大解剖學(xué)家步達(dá)生(Davidson Black) 和美籍德裔解剖學(xué)家魏敦瑞(Franz" Weidenreich) 完成。1921~1932年,步達(dá)生最早對(duì)周口店發(fā)現(xiàn)的3 枚人牙、8件下頜骨殘段和2 件頭蓋骨化石進(jìn)行了研究[15-18],通過與類人猿、現(xiàn)生人類和爪哇猿人頭骨化石的對(duì)比,確定周口店發(fā)現(xiàn)的化石屬于人類成員,將其命名為“中國(guó)猿人北京種”,俗稱北京猿人。
1934年,布達(dá)生因病逝世。1935年,魏敦瑞接替了布達(dá)生的工作,對(duì)周口店人類化石進(jìn)行了全面細(xì)致的研究,指出了北京猿人的主要特征[19-23]:1)從頭骨上看,北京猿人保留有似猿的特征,如眉脊粗壯形成圓枕結(jié)構(gòu)、眶后縮窄明顯、上下頜明顯前突,頭骨較小、厚重、低矮、頭骨最大寬位置較低、額頂部有發(fā)達(dá)的矢狀脊、枕部有發(fā)達(dá)的枕骨圓枕、枕平面與項(xiàng)平面成明顯夾角相交、乳突較小、乳突上脊和角圓枕均很發(fā)達(dá)、面部粗大、下頜骨粗壯,下頜體前部明顯向下后方傾斜、無下巴頦。2)北京猿人的牙齒比現(xiàn)代人大、牙根較粗、咬合面比現(xiàn)代人有較多皺紋。上頜門齒舌面為典型的鏟形,有發(fā)達(dá)的底結(jié)節(jié)和指狀突,邊緣脊也非常顯著;上犬齒大,呈圓錐形;上、下頜前臼齒尖表面的主脊分叉,邊緣脊顯著并有附脊和附結(jié)節(jié);上臼齒常有第五尖,下臼齒常有6 個(gè)齒尖。前臼齒和臼齒齒冠基部釉質(zhì)增厚,形成十分發(fā)達(dá)的齒帶。3)北京猿人的腦量較小,平均顱容量約為1000 mL,腦膜中動(dòng)脈系統(tǒng)的前支比后支發(fā)達(dá),和大猩猩接近。4)從肢骨上看,北京猿人股骨的特征與現(xiàn)代人接近,但也呈現(xiàn)一些原始性質(zhì)。如股骨較短,略向前彎曲,股骨干最向前彎曲的部位在骨干中部之下周徑最小處,髓腔較小,骨璧較厚,股骨在轉(zhuǎn)子下區(qū)和腘區(qū)扁平,轉(zhuǎn)子下區(qū)的內(nèi)側(cè)緣和外側(cè)緣有發(fā)達(dá)的脊。周口店第1 地點(diǎn)北京猿人化石的發(fā)現(xiàn)和研究,確定了直立人的演化地位。
二十世紀(jì)五十至七十年代,周口店第1 地點(diǎn)又有零星的人類化石被發(fā)現(xiàn),根據(jù)北京猿人體質(zhì)特征的鑒定標(biāo)準(zhǔn)[19-23],吳汝康、賈蘭坡、趙資奎和邱中郎等對(duì)這些化石的形態(tài)分別進(jìn)行了描述和分析,確認(rèn)這些新發(fā)現(xiàn)的人類化石也屬于北京猿人[11-13]。
二十一世紀(jì)以來,伴隨著人類化石的新發(fā)現(xiàn),以及CT、3D激光掃描、幾何形態(tài)分析等新方法、新技術(shù)在人類化石上的應(yīng)用,一些學(xué)者對(duì)北京猿人的研究從外表形態(tài)深入到對(duì)其內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)及精細(xì)解剖性狀的對(duì)比和分析上,拓展了研究的范圍和深度。進(jìn)一步研究顯示:北京猿人的大腦表面左側(cè)額下回Broca’s 面積大于右側(cè),估計(jì)北京猿人已經(jīng)具有語(yǔ)言能力[24];從腦的形態(tài)特征來看,北京猿人具有印度尼西亞、非洲及亞洲其他地區(qū)直立人共同的一些形態(tài)特征,例如腦量都較小、額葉窄而扁平、頂葉短而隆起程度小、小腦低矮內(nèi)收、枕極后突明顯、腦較低等[25];斷面力學(xué)分析發(fā)現(xiàn),北京猿人肱骨粗壯度超過非洲直立人或匠人,處于早期現(xiàn)代人和尼安德特人的變異范圍下限[26];北京猿人的牙齒冠狀面的形態(tài)復(fù)雜,其釉質(zhì)齒質(zhì)連接面(enamel-dentin junction) 面上出現(xiàn)大量相互交織的形如“樹枝”的次級(jí)脊、帶狀原附尖、門齒唇側(cè)褶皺等[27]。
3.2 直立人多種論和單種論的爭(zhēng)議
迄今,世界各地發(fā)現(xiàn)的直立人分布在亞洲、非洲和歐洲的許多地點(diǎn),生活在距今大約 180~20萬(wàn)年,年代范圍跨越大。目前,學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為直立人最初出現(xiàn)在非洲,然后向亞洲和歐洲擴(kuò)散,發(fā)現(xiàn)于格魯吉亞共和國(guó)首都第里比斯的距今175 萬(wàn)年的直立人,很可能是第一批離開非洲向歐亞地區(qū)擴(kuò)散的直立人代表[28]。中國(guó)是發(fā)現(xiàn)直立人化石較多的國(guó)家之一,北京猿人、元謀人、藍(lán)田人、南京人、和縣人等都屬于直立人。對(duì)于北京猿人的演化地位,迄今還存有爭(zhēng)議,爭(zhēng)議的焦點(diǎn)問題之一:直立人由多個(gè)種組成,還是屬于多態(tài)的單一種,即北京猿人是否因形態(tài)特征特化最終滅絕[29]。
目前,對(duì)北京猿人與其他直立人的關(guān)系存在兩種觀點(diǎn):第一種認(rèn)為直立人是由多個(gè)“種”組成;第二種觀點(diǎn)認(rèn)為,不同地區(qū)的直立人代表著一個(gè)種,直立人屬于多態(tài)的單一種。第一種觀點(diǎn)的學(xué)者將非洲的早期直立人另立一新種—— 匠人,主要依據(jù)是匠人形態(tài)特化或者衍生程度低,形態(tài)特征比直立人更加原始;以北京猿人為代表的東亞直立人具有一些特化的“獨(dú)有衍征”,Stringer[30] 列出了12 項(xiàng)東亞直立人的獨(dú)有衍征(autapomorphy),隨后Andrews[31] 將12項(xiàng)特征濃縮到7 項(xiàng),主要涉及額矢狀脊、頂矢狀脊、骨壁厚度、角圓枕、枕外隆突與枕內(nèi)點(diǎn)的分離等。直立人多種論的觀點(diǎn)將非洲和歐亞直立人分為兩個(gè)種,意味著東亞直立人不是現(xiàn)代亞洲人的祖先,而是滅絕的旁支[32-33]。第二種觀點(diǎn)的學(xué)者提出世界各地的直立人享有共同的形態(tài)特征,即使在某些形態(tài)特征上表現(xiàn)出明顯的差異,但差異的程度也不足以達(dá)到種的水平。骨壁較厚、額骨和頂骨矢狀脊、角圓枕等似乎都指示頭骨的粗壯程度,不能作為東亞直立人具有特化的衍生性狀的證據(jù)[34-36];以往列舉的東亞直立人的一系列自近裔特征,在非洲直立人也有一定程度的表現(xiàn),如埃塞俄比亞Bouri地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的100萬(wàn)年前的Daka直立人頭骨化石,在許多特征的表現(xiàn)上與北京猿人接近[37]。一些被認(rèn)為是局限于亞洲直立人的獨(dú)有特征在非洲直立人頭骨都有出現(xiàn),存在于非洲直立人與中國(guó)直立人之間顱骨上的差別主要體現(xiàn)在特征的表現(xiàn)程度與方式的不同,他們之間的形態(tài)差異反映了直立人具有較寬的形態(tài)變異范圍[38,39]。牙齒的內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)及其外表幾何形態(tài)研究結(jié)果顯示,直立人在東亞可能存在時(shí)間上的變化趨勢(shì),早期與晚期直立人的形態(tài)有差異[40],歐洲中更新世人類牙齒齒冠外輪廓形狀、齒溝走向等都超出了東亞直立人的變異范圍,這可能與地理和時(shí)間上的分隔有關(guān),導(dǎo)致它們?cè)谠绺率赖哪硞€(gè)時(shí)期開始分化,并隨后走上了不同的演化道路[41]。
3.3 北京猿人是否為現(xiàn)代中國(guó)人的祖先
十九世紀(jì)末到二十世紀(jì)上半葉,世界各地發(fā)現(xiàn)的古人類化石屈指可數(shù),主要有印度尼西亞的爪哇猿人、中國(guó)的北京猿人、歐洲的海德堡人和尼安德特人、非洲的羅德西亞人等。魏敦瑞通過對(duì)當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)的人類化石和現(xiàn)生人類對(duì)比,提出“人類進(jìn)化多元假說”,主要觀點(diǎn)為[20,42]:人類演化有4 條路線,分別存在于東亞、歐洲、非洲和東南亞到澳洲;就中國(guó)而言,北京猿人是演化成蒙古人種的祖先之一,北京猿人- 山頂洞人- 蒙古人群是祖先和后代關(guān)系,而來自爪哇和昂東地區(qū)的直立人與現(xiàn)代人澳洲人有祖裔關(guān)系。這個(gè)“直生論”的假說提出之后,并沒有得到學(xué)術(shù)界的認(rèn)可,主要不足之處有兩點(diǎn):一是北京猿人與現(xiàn)代黃種人之間隔著50萬(wàn)年,二者的祖裔關(guān)系缺乏必需的中間環(huán)節(jié);二是經(jīng)過幾十萬(wàn)年分頭演化的4條路線,無法解釋現(xiàn)代人相近的形態(tài)特征。
二十世紀(jì)五十年代,中國(guó)境內(nèi)出土了一些可以作為中間環(huán)節(jié)的化石,如丁村、柳江、長(zhǎng)陽(yáng)、馬壩、資陽(yáng)等。這些化石的出現(xiàn),雖然填補(bǔ)了魏敦瑞假說的中間部分缺環(huán),但仍無法解釋完全隔離的四個(gè)地區(qū)古人類分頭進(jìn)化后的現(xiàn)代人群可以雜交繁殖的事實(shí)。
到了二十世紀(jì)六十至八十年代,中國(guó)境內(nèi)發(fā)現(xiàn)一些新的重要古人類化石,如元謀人、藍(lán)田直立人、和縣直立人、大荔人、金牛山人、許家窯人等。1984年,我國(guó)學(xué)者吳新智和美國(guó)密歇根大學(xué)Wolpoff MH、澳大利亞國(guó)立大學(xué)Alan Thorne 依據(jù)當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)的化石證據(jù),重提魏敦瑞的4 條進(jìn)化線,創(chuàng)立了現(xiàn)代人“多地區(qū)起源說”[43]。該學(xué)說主要認(rèn)為,現(xiàn)代人不止一個(gè)起源,而是有多個(gè)起源;人類的祖先離開非洲后,便開始在世界各地獨(dú)自演化,并適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境;不同地區(qū)的人類由于受選擇、突變、遺傳漂變與基因流等復(fù)雜因素的影響,導(dǎo)致現(xiàn)代人往大約一致的方向演化,使得今日現(xiàn)代人雖保留有一些地方特征,但共有相似處更多。
以基因交流解釋為什么經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間分頭進(jìn)化后,現(xiàn)時(shí)各個(gè)人種之間能如此近似,避免了魏頓瑞直生論的錯(cuò)誤。就中國(guó)而言,吳新智提出“連續(xù)進(jìn)化附帶雜交”假說,中國(guó)古人類進(jìn)化模式以連續(xù)進(jìn)化為主,附帶有少量與境外人群的雜交,連續(xù)進(jìn)化使得這里的人群保持了易與其他人群區(qū)別的外貌,雜交使得住在中國(guó)的人群雖然經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的演化,仍舊能與其他人種保持在同一個(gè)物種內(nèi)[44],這樣便比魏頓瑞當(dāng)時(shí)提出的“北京猿人與現(xiàn)代黃種人間的共同特征”的形態(tài)證據(jù)更有說服力。
與現(xiàn)代人“多地區(qū)起源說”相對(duì)立的論點(diǎn)是“走出非洲說”,又稱“夏娃學(xué)說”。這個(gè)學(xué)說是幾位美國(guó)學(xué)者依據(jù)線粒體DNA 突變發(fā)生的頻率,計(jì)算出現(xiàn)代智人是在距今20萬(wàn)年前的非洲演化而來的。7~5萬(wàn)年前,智人開始從非洲遷移出來,并最終取代當(dāng)時(shí)存在于歐洲和亞洲的原始人屬物種[45]。該學(xué)說從非洲人群具有最高的線粒體遺傳多樣性的結(jié)論得到支持[46]。就中國(guó)而言,夏娃的子孫是在大約6萬(wàn)年前先到華南后到華北,取代了北京猿人的所有后代,那些從非洲來的移民才是現(xiàn)代中國(guó)人的祖先。他們的主要根據(jù)是:華南人群的基因變異大于華北,中國(guó)迄今沒有發(fā)現(xiàn)5~10 萬(wàn)間的人類化石[47]。
以分子生物學(xué)資料來推論人類的進(jìn)化,在理論上還有不少嚴(yán)重的有待完善的地方[48]:人類有大約10 萬(wàn)個(gè)基因、30 億個(gè)鹼基對(duì),每個(gè)實(shí)驗(yàn)室研究的只是其中很小的一部分,在分子生物學(xué)研究中得出的現(xiàn)代人共同祖先的年代相差很大;不同遺傳物質(zhì)片段進(jìn)化速率可有不同,在統(tǒng)計(jì)方法上可能會(huì)產(chǎn)生差異;同地區(qū)由于氣候環(huán)境不同,傳代的速率也會(huì)不同;不同片段遺傳物質(zhì)的變異不同,導(dǎo)致在進(jìn)化過程中丟失的情況也不同。
1989年,美國(guó)遺傳學(xué)家Fred Smith 提出了現(xiàn)代人起源的“同化吸收模型”(Assimilationmodel) 說[49]。該假說是“多地區(qū)起源說”和“走出非洲說”之間的一種折中理論,認(rèn)為從非洲出發(fā)的擴(kuò)張和各人群之間的遺傳交流在人類演化過程中都起過重要作用,西歐和東亞人的起源模式有區(qū)別,不能用同一種模式概括所有現(xiàn)代人的起源,不同模式在各地人類演化過程中的作用并不相同。
迄今,對(duì)于北京猿人是否為現(xiàn)代中國(guó)人的祖先還不能完全定論,但可以肯定的是,北京猿人確實(shí)是東亞地區(qū)人類演化鏈上的一個(gè)環(huán)節(jié),東亞地區(qū)的直立人內(nèi)部變異非常大,可能存在不同類型的直立人群體[38-39,50]。
3.4 山頂洞人的蒙古人種特征
山頂洞人類化石雖然在第二次世界大戰(zhàn)中全部丟失,但作為東亞地區(qū)更新世晚期人類的最重要代表,長(zhǎng)期以來一直被作為研究東亞地區(qū)蒙古人種起源的主要材料[51-54]。
二十世紀(jì)三十至四十年代,魏敦瑞對(duì)山頂洞人化石進(jìn)行了初始研究[9],認(rèn)為山頂洞發(fā)現(xiàn)的所有化石代表一個(gè)現(xiàn)代人混雜在一起的家庭:101號(hào)老年男性頭骨在測(cè)量上很像西歐人,但其形態(tài)特征又可確定屬于蒙古人種;102號(hào)青年女性頭骨屬于美拉尼西亞人類型;103號(hào)中年女性頭骨屬于愛斯基摩人。1961年,吳新智發(fā)表了對(duì)山頂洞人化石重新進(jìn)行了研究[51],提出這三個(gè)個(gè)體雖然存有差別,但在總體的形態(tài)特征上有許多共同之處,如頭骨碩大,上面部低矮,整個(gè)面部中等程度的突出,眼眶較低,梨狀孔較闊,其下緣呈鼻前窩型等,類似于其他中國(guó)晚更新世化石,接近現(xiàn)代黃種人,可能代表原始的蒙古人種,三具頭骨之間特征的差異說明一些蒙古人種的形態(tài)細(xì)節(jié)尚未完全形成。持有不同意見的學(xué)者認(rèn)為[52-56],山頂洞三具頭骨之間的差別程度大于現(xiàn)代人群內(nèi)部個(gè)體之間的變異程度,山頂洞人不具備現(xiàn)代蒙古人種的鑒別特征,可能代表著生活在亞洲更新世晚期一種尚未分化、不具有現(xiàn)代人類種族或地區(qū)性特征的一般性人群。
為探討山頂洞人在多大程度上具有現(xiàn)代蒙古人種的特征,劉武等[57] 對(duì)12項(xiàng)顱骨非測(cè)量特征在山頂洞人與現(xiàn)代中國(guó)人的表現(xiàn)情況進(jìn)行了對(duì)比研究,發(fā)現(xiàn)山頂洞人在顱骨特征表現(xiàn)上較現(xiàn)代中國(guó)人具有更多的原始性。因山頂洞人與現(xiàn)代中國(guó)人之間特征的差異又以101號(hào)男性頭骨與102和103號(hào)兩件女性之間為主,作者認(rèn)為這些差異在一定程度上是頭骨性別差異造成的,但也可能反映了這一時(shí)期人類具有較高程度的內(nèi)部變異或異質(zhì)性。
3.5 田園洞人的早期現(xiàn)代人特征
被關(guān)注最多的是田園洞人下頜骨表現(xiàn)出的典型早期現(xiàn)代人特征——下巴頦 ,以及古DNA 在中國(guó)古人類化石上的成功提?。▓D7)。
田園洞人出現(xiàn)了顯著的頦隆突、顯著突出的聯(lián)合結(jié)節(jié)及其兩側(cè)的凹陷[7]。根據(jù)牙齒磨耗情況和肢骨關(guān)節(jié)尺寸,推算田園洞人為一例40~50歲的男性個(gè)體,該個(gè)體生前患有頸椎炎和指關(guān)節(jié)炎、肌腱和韌帶骨化、牙齒釉質(zhì)發(fā)育不全、齒槽變化與牙骨質(zhì)增生、釉質(zhì)發(fā)育不全等病變;根據(jù)其肢骨的長(zhǎng)度,田園洞人身高為1.72m[58]。田園洞人下肢骨粗壯,推測(cè)與承受較大的體重有關(guān);股骨生物力學(xué)特征及形態(tài)功能的分析顯示,該個(gè)體生前活動(dòng)性水平較高,可能與常年在山區(qū)奔跑狩獵有關(guān)[59]。肱骨整體粗壯度較低,兩側(cè)不對(duì)稱性顯著,體現(xiàn)出相關(guān)時(shí)空背景下人類的行為適應(yīng)性[60]。田園洞人的中趾骨纖細(xì),類似于穿鞋行為導(dǎo)致的人腳的結(jié)構(gòu),推測(cè)距今約4萬(wàn)年前的田園洞人可能開始用穿鞋的方式保護(hù)腳了[61]。
田園洞人的骨骼和牙齒的多數(shù)特征與現(xiàn)代人一致,同時(shí)也保留少量常見于晚期古老型智人的形態(tài)特征,如狹窄的股骨干中央隆起等。核DNA 的測(cè)序結(jié)果顯示,田園洞人具人骨攜帶著少量古老型人類- 尼安德特人的DNA,但更多表現(xiàn)的是早期現(xiàn)代人的基因特征,且與當(dāng)今亞洲人和美洲土著人(蒙古人種)有著密切的血緣關(guān)系,而與現(xiàn)代歐洲人(歐羅巴人種)的祖先在遺傳上已經(jīng)分開,分屬不同的人群[62]。進(jìn)一步研究顯示,田園洞人相關(guān)的遺傳成分在末次冰盛期之前在東北亞地區(qū)廣泛存在,而在末次盛冰期即將結(jié)束的時(shí)候可能消失,揭示出東亞地區(qū)早期人群的遺傳多樣性及其遺傳歷史的復(fù)雜性[63]。
3.6 第4地點(diǎn)和第15地點(diǎn)
周口店第4和第15地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的人類化石較少,年代位于直立人和早期現(xiàn)代人之間。第4 地點(diǎn)僅發(fā)現(xiàn)1 顆上頜前臼齒,單一齒根,略顯粗壯,形態(tài)特征與北京猿人明顯不同:常見于北京猿人上頜前臼齒的三角隆起在第4 地點(diǎn)牙齒沒有出現(xiàn),而齒帶在第4 地點(diǎn)牙齒非常微弱,僅在齒冠基部有一條淺凹,似為齒帶殘余;齒根尺寸,無論是近- 遠(yuǎn)中徑,還是頰- 舌徑都比北京猿人為小,只是高度位于北京猿人變異范圍。這枚牙齒的形態(tài)較北京猿人進(jìn)步,牙齒測(cè)量數(shù)據(jù)介于北京猿人與山頂洞人之間,提供了北京猿人到山頂洞人的中間環(huán)節(jié)[3,64]。這枚牙齒因原始化石丟失,后期沒有進(jìn)行深入研究。第15 地點(diǎn)人類的頂骨石化很深,其骨壁厚度接近周口店直立人,目前標(biāo)本還在研究中,沒有正式發(fā)表。
4 結(jié)語(yǔ)
周口店遺址是中國(guó)古人類學(xué)的發(fā)源地,同時(shí)也是中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所的創(chuàng)始基地,該遺址出土的不同時(shí)代、不同演化階段的古人類化石、文化遺存和動(dòng)植物化石,為探討東亞地區(qū)距今80萬(wàn)年以來人類的發(fā)展史提供了豐富而連續(xù)的研究材料。雖然周口店遺址早期出土的北京猿人和山頂洞人類化石在戰(zhàn)爭(zhēng)中丟失,但由于保留有精細(xì)的復(fù)制模型,并且有魏敦瑞等撰寫的經(jīng)典古人類學(xué)文章和專著[9,15-23],迄今對(duì)周口店古人類化石的研究從來沒有停止過,北京猿人化石一直是探討歐亞地區(qū)更新世人類演化的典型直立人代表。
近二十年來,伴隨著科技的進(jìn)步和研究手段的多樣化,對(duì)人類化石的研究也在不斷深化。從傳統(tǒng)的對(duì)化石外表形態(tài)特征的描述和測(cè)量,深入到對(duì)其內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)[65] 及其遺傳結(jié)構(gòu)的分析[62];從體質(zhì)特征描述、演化地位的判斷,擴(kuò)展到對(duì)其生存適應(yīng)能力、行為方式、食性、遷徙路徑及親緣關(guān)系等的研究[65-68]。目前,周口店遺址仍然有巨大的挖掘潛力,發(fā)現(xiàn)重要材料的可能性仍然很大。此外,一些新發(fā)現(xiàn)的周口店人類化石,如周口店第15地點(diǎn)頂骨化石,其生存年代和演化地位處于北京猿人和早期現(xiàn)代人之間,將為探討周口店遺址人類的演化歷史提供參考信息。