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早期人类:系统发育和年代学

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系统发育和年代学

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800万到400万年前

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乍得沙赫人(600-700万年前)和图根原人(600万年前)的化石分别于2001年和2000年被发现,仍然存在争议。

图根原人的发现者声称这些化石代表了现代人类的真正祖先,而其他早期人类(例如,南方古猿和傍人)是旁支。他们根据其评估,该人类是双足行走(比之前认为的早了200万年),并且表现出某些比其他早期人类更现代的特征。其他权威人士不同意这种分析,有些人质疑这种形式是否甚至属于人族。在这一点上,信息太少,只能提及这两个新发现的人类。然而,随着新数据的到来,我们故事的主要部分可能会发生变化。

始祖地猿(440万年前)的化石与之前发现的任何化石都足够不同,因此需要创建一个新的类人猿属。虽然来自枕骨大孔的证据表明它们是双足行走的,但来自腿部、骨盆和足部的确凿证据仍然有些神秘。可能存在某种共识,即始祖地猿代表人族的一个旁支。

400万到200万年前

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肯尼亚古猿(420-380万年前)表现出原始(大的犬齿,平行的牙齿排列)和衍生(犬齿的垂直根,更厚的牙釉质)特征的混合,并有双足行走的证据。似乎存在某种共识,即这可能代表所有后来人族的祖先。

下一个物种已经确立,其性质也普遍达成一致:阿法南方古猿(400-300万年前)。毫无疑问,阿法南方古猿是双足行走的。这种形式似乎仍然是我们产生后续人族的最佳候选物种。

同时,在乍得生活着第二种人族:乍得南方古猿(350-300万年前)。这表明早期人族比之前认为的分布在非洲大陆的范围更广。然而,这种分类的完全接受以及化石的含义还有待进一步研究。

另一种与阿法南方古猿同时代的化石物种存在于东非:肯尼亚平脸人(350万年前)。这些化石显示出一系列不同于任何其他形式的特征:脑容量、牙齿、鼻部细节类似于南方古猿属;扁平的脸、脸颊区域、眉脊类似于后来的类人猿。这组特征导致其发现者不仅赋予它一个新的物种名称,还赋予它一个新的属名。一些权威人士认为,这种新形式可能是阿法南方古猿更好的共同祖先。然而,需要更多证据和更多具有相同特征的例子,才能确定这些化石是否代表了一个全新的分类学。

从阿法南方古猿到下一个物种:非洲南方古猿变化不大:体型和形状相同,脑容量相同。然而,也有一些差异:犬齿较小,牙齿排列没有间隙,牙齿排列更圆(更像人类)。

我们可以将非洲南方古猿视为阿法南方古猿的延续,其分布范围更广,遍布南部和可能东部非洲,并表现出一些进化变化。需要注意的是,这种解释并非所有研究人员都同意,并且仍然是假设性的。

在埃塞俄比亚的布里发现的化石导致研究人员指定了一个新物种:粗壮南方古猿(250万年前)。引人注目的特征混合:一些牙齿特征类似于早期的Homo;而磨牙异常大,甚至比南部非洲的粗壮南方古猿还要大。

粗壮南方古猿与其他人族的进化关系仍然存在争议。它的发现者认为它起源于阿法南方古猿,并且是Homo的直系祖先。其他人则不同意。显然,需要更多证据才能更精确地解释这些标本,但它们确实表明了这一时期人族之间的变异程度。

在200万到300万年前出现了两种截然不同类型的人族:粗壮南方古猿(傍人)和早期Homo能人)。

第一种类型保留了与黑猩猩大小相同的脑和南方古猿的小体型,但在参与咀嚼的颅骨区域进化出了明显的粗壮性:这就是粗壮南方古猿(鲍氏南方古猿罗百氏傍人埃塞俄比亚傍人)群体。

  • 南方古猿的饮食似乎主要由植物性食物组成,尽管阿法南方古猿非洲南方古猿粗壮南方古猿也可能摄入了少量动物蛋白;
  • 后来的南方古猿(鲍氏南方古猿和罗百氏傍人)进化成更专业的“研磨机”,因为它们的颌骨变得明显更大,而脑容量却没有。

大约250万年前出现的第二个新人族属是现代人类所属的属,Homo

  • 考虑相对体型而言的脑容量,显然能人的脑容量已经扩大了远远超过基于体型单独预测的值。这意味着与南方古猿相比,信息处理能力有了明显的提高;
  • 尽管能人的牙齿按现代标准来说很大,但与颅骨的大小相比,它们比南方古猿的牙齿要小。主要的脑容量增加和牙齿尺寸减小是Homo属进化的重要趋势,但不是南方古猿属的趋势;
  • 仅从解剖学的角度来看,长期以来人们一直认为阿法南方古猿非洲南方古猿构成了Homo属的一个良好的祖先,现在看来,能人的身体与这两个物种几乎没有变化。这两个物种中究竟哪一个产生了能人仍在激烈争论。能人是否起源于阿法南方古猿非洲南方古猿、两者兼而有之,或者两者皆无,仍然存在争议。也有可能已知的南方古猿都不是我们的祖先。乍得沙赫人图根原人肯尼亚古猿的发现是如此之新,以至于很难说它们会对目前的理论产生什么影响。

是什么导致了导致粗壮南方古猿(傍人)和Homo新形式的分支?是什么导致了南方古猿属在大约同一时间(200-300万年前)的灭绝?最后,是什么导致了傍人属在大约100万年前的灭绝?

无法确定这些问题的答案。但是,当时的自然环境可能提供一些线索。大约600万年前开始并持续至今的环境变异性增加,导致一系列新出现的和多样化的栖息地,可能最初促进了人族群体之间不同的适应性,正如导致粗壮人族和Homo出现的分支所见。

如果环境波动的程度持续增加,这可能会对人类的适应性反应施加压力,那些适应能力较差的群体最终可能灭绝。由于无法在资源减少的情况下(例如,专门吃素的傍人)生存并繁衍,这些现已灭绝的人类可能在生存空间和资源的竞争中败给了适应性更强的人类,这种现象被称为竞争排斥。

在这种情况下,只有包括大脑尺寸增加的适应性反应,以及随之而来的理解和操控环境能力的提高,才从长远来看取得了成功。

人猿总科、人科、人属

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传统的观点是将人猿总科识别为三个科:长臂猿科(亚洲小猿:长臂猿和合趾猿)、猩猩科和人科。

  • 猩猩科包括非洲大猿,包括大猩猩、黑猩猩和亚洲的猩猩;
  • 人科包括现存人类和通常具有以下特征的化石猿:双足行走、犬齿尺寸减小和大脑尺寸增加(例如,南方古猿)。

人猿总科的出现

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人猿总科是中新世晚期(1500万至500万年前)的灵长类动物,与现存猿类和人类共享少量颅后特征

  • 无尾;
  • 骨盆缺乏骨性扩张;
  • 肘部类似于现代猿类;
  • 相对于体型大小而言,大脑略大于体型相似的猴子。

什么时候人猿总科也属于人科?

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当我们说乍得沙赫人是最早的人科动物时,我们的意思是它是被归类为人科中最古老的化石。将乍得沙赫人归入人科的依据是,它们在一些共有衍生特征上与人类相似,而这些特征将人类与其他现存灵长类动物区分开来。

有三类特征将人科与当代猿类区分开来

  • 双足行走;
  • 相对于体型而言,大脑更大;
  • 牙齿和肌肉。

要被归类为人科,中新世晚期(人猿总科)的灵长类动物必须至少表现出其中一些特征。乍得沙赫人是双足行走的,并且在许多牙齿特征上与现代人类相似。然而,乍得沙赫人的大脑并不比同时代的黑猩猩更大。因此,这块化石被归入与现代人类相同的科(人科),但不是同一个属。

早期人属的特征

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早期人属(例如,能人)与任何最早的人科动物(包括南方古猿)都截然不同,并且在以下方面与我们相似

  • 大脑尺寸比任何最早的人科动物(包括南方古猿)都要大得多;
  • 牙齿更小,牙釉质更薄,齿弓比最早的人科动物(包括南方古猿)更呈抛物线形;
  • 头骨更圆;面部更小,突出程度更低,与最早的人科动物(包括南方古猿)相比,下颌肌减少了。
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