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靠牙齿和四个下颌骨化石 我们能否解开“金刚”之谜

2019-12-05 08:29 来源:科技日报 本报记者 刘 昊

  ▲在广西柳城巨猿洞发现的巨猿下颌骨

  ▼《自然》杂志官网相关论文截图

  曾广泛分布在中国南方地区,身高超过2米、体重超过300公斤,它就是200多万年前生活在地球上的巨猿——

  身高超过2米、体重超过300公斤,有着坚硬的犬牙和巨大的臼齿,咬断一根碗口般粗的竹子就如同我们折断根牙签一般轻松……这就是约30万年前灭绝、200多万年前生活在地球上的体型最大灵长类动物——巨猿。

  上世纪30年代,美国科幻电影《金刚》塑造了一个非常经典的巨猿形象,也就是电影的主角——金刚。在影片中,金刚横穿纽约街道,大闹纽约城,最终爬上当时刚建成的帝国大厦楼顶,跟双翼飞机展开搏斗。

  在长达近一个世纪的探索和研究中,古人类学家基本确认了巨猿是人类演化系统中的一个旁支,但有关巨猿起源和演化的问题,仍困扰着学术界。

  近日出版的《自然》杂志刊发了题为《牙釉质蛋白质组表明巨猿是早期分化的猩猩成员》的论文。中国与丹麦等国科学家从一枚发现于广西田东县祥周镇布兵村吹风洞、距今190万年的巨猿牙齿化石的牙釉质中成功提取遗传物质。研究发现,巨猿与现存的亚洲猩猩,具有最为密切的亲缘关系。

  这些年科学家们就起源和演化都进行过哪些研究?为什么巨猿化石很多都分布在广西?巨猿与现在生活在地球上的哪种生物具有最为密切的亲缘关系?这次中外科学家合作,从化石中获得了什么重要发现?科技日报记者对参与这项研究的科学家进行了采访。

  是古人类祖先?巨猿“身份”困扰学术界

  作为生活在地球上体型最大的一种灵长类动物,巨猿在200多万年前出现,大约30万年前绝灭。史前动物专家道格尔·狄克逊在《恐龙时代:恐龙时代的故事》一书中这样描述巨猿:勇猛的巨猿能够用后腿站立,站立后能达到非常高的高度,它咆哮起来震耳欲聋,生活在中国树木丛生的山区。

  这次论文的共同作者、广西民族博物馆博士廖卫介绍,已经发现的化石证据显示,巨猿曾经广泛分布在中国南方地区,如广西、海南、贵州、重庆和湖北,到目前为止已经发现17处化石地点,其中绝大部分在广西西南部地区。巨猿拥有巨大的牙齿和下颌,是人类的2倍—3倍,古人类学家据此推测它们的身高超过2米,体重超过300公斤。

  1935年,荷兰古生物学家孔尼华在香港的中药铺,从来自华南地区的化石中辨认出3颗巨大的灵长类牙齿,并将牙齿的主人命名为步氏巨猿。20世纪50—60年代,中国古生物学家首次在广西找到巨猿化石的确切产地。特别是近20年来,中国古人类学家先后在广西百色盆地边缘和崇左地区的洞穴堆积物中,发现了大量不同时期的巨猿化石,初步弄清了巨猿在中国南方出现和绝灭的时间。

  “在长达近一个世纪的探索和研究中,古人类学家基本确认了巨猿是人类演化系统中的一个旁支。”廖卫说,但是有关巨猿起源和演化的科学问题,还在困扰着学术界。“比如巨猿在众多大型猿类中,与哪些物种的亲缘关系最密切?巨猿在演化的进程中,何时分离出来并独立演化?”

  研究人员介绍,孔尼华在1935年建立布氏巨猿这个新种的时候,认为巨猿是一种特化的猿类,与印度西瓦立克晚中新世的古猿化石相似,巨猿是西瓦古猿的一个旁支。但德国人类学家魏敦瑞基于新发现的牙齿化石,认为巨猿是人科成员,而且是直立人的直接祖先。孔尼华后来赞同魏敦瑞的观点,但是他认为巨猿特化的牙齿形态,再加上巨猿出现的年代太晚,不可能是亚洲古人类的直接祖先,巨猿可能是由晚中新世的印度古猿演化而来。

  此后几十年,关于巨猿的“身份”,一直存在争议,很多研究者赞同魏敦瑞和孔尼华的观点,认为巨猿是人类成员。另外一些研究者认为巨猿是一种特化的大型猿类。“但是,由于我们对于巨猿的认识只是来自于下颌骨和牙齿化石,缺少头骨和颅后骨骼的证据,有关巨猿的归类很难确定。巨猿牙齿化石中发现的蛋白质,为这个问题给出了一个答案。”廖卫表示。

  新发现认为巨猿或与亚洲猩猩“最亲”

  此前,科学家们试图找出与巨猿最相似的生物,但只能将化石的形状与现存类人猿的骨骼参考材料进行比较。全世界不少科学家在努力对巨猿牙齿化石进行遗传分析,遗憾的是,一直以来并没有太大的进展和突破。在此之前,科学家团队曾经试图对一枚1万年前的化石进行分析,结果失败了。

  此次论文的中方通讯作者、山东大学文化遗产研究院教授、广西民族博物馆研究员王伟长期在广西从事古人类学研究。2008年,王伟教授的研究团队对位于广西田东县祥周镇布兵村的吹风洞进行了系统发掘,现场共发现93枚巨猿化石。

  在多方面的积极沟通下,2018年5月,王伟教授领导的研究团队将出自广西田东县布兵村吹风洞的一枚巨猿牙齿化石,送到丹麦哥本哈根大学进化基因组实验室,进行遗传物质提取和测序。通过古代蛋白质测序技术,研究人员成功从190万年前的巨猿牙齿中获取了遗传信息。

  “这是科学家首次从来自亚热带地区如此古老的化石中,成功提取遗传信息。研究结果表明,巨猿——这个曾经生活在地球上最大的灵长类动物,与现在生活在东南亚地区的亚洲猩猩,具有最为密切的亲缘关系;巨猿大约在1200万年前从猩猩的家族中分离出来,并独立演化。”王伟介绍说。

  “到目前为止,我们对巨猿的了解全部来自于其牙齿化石和4个下颌骨,我们没有获得巨猿头骨和其他部位骨骼的任何材料,因此,发现巨猿的头骨和其他部位骨骼,可以让我们更深入地了解这个物种,这应该是巨猿研究的主要方向之一。”廖卫表示,虽然巨猿在30万年前从地球上消失已成定论,但关于其绝灭原因及演化,仍是未来有待探究的主要方向。

  延伸阅读

  巨猿化石为何多分布在广西

  人类对巨猿的认识来自于考古学家发现的巨猿牙齿化石。迄今为止,世界上发现巨猿化石地点大多在中国境内。

  20世纪50年代,为了寻找这种化石出产的确切地点和了解它们的分布,解开巨猿演化之谜,中国科学院古脊椎动物研究所组织了一个华南洞穴科学考察队,在广西的石灰岩岩溶地区探查山洞和从事采集、发掘化石的工作。

  1956年初,考察队来到大新县榄圩乡正隆村那隆屯北面的牛睡山。在这里,考察队进行了两次探查,并作了短期的发掘,找到一些牙齿化石,发现了巨猿的一颗下第三臼齿、一颗下第一前臼齿和一颗上臼齿。这是科学家第一次找到这种古老动物化石的“家园”。

  1973年,广西水文地质工程地质队在巴马瑶族自治县所略公社调查石灰岩洞穴时,于那合村东南的弄莫山一溶洞内采集到一些哺乳动物化石。同年年底,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所广西野外队、广西水文地质工程地质队和广西壮族自治区博物馆有关人员对该洞进行短期发掘,采集到更多的哺乳动物化石,其中有一颗巨猿牙齿化石。这是广西继大新、柳城、武鸣之后,又一个出土巨猿化石的地点。

  廖卫介绍,巨猿化石牙釉质碳同位素证据表明,巨猿生活在森林环境中,巨猿化石地点的孢粉证据也支持这种观点。巨猿长期在广西生活可能与历史时期这里稳定的森林环境有关。

(责任编辑:王蔚)

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