拼凑人类进化的拼图,有时就取决于大约32颗牙齿——也就是我们的牙齿。几颗可追溯到177万年前的化石牙齿,为我们猿类和人类的起源提供了重要的线索。这些生活在当今欧洲的早期人类可能兼具早期成熟(类似于我们的类人猿祖先)和人类特有的发育延迟的特点。这些发现详见于11月13日发表在《自然》杂志上的一项研究。
三个主要问题
在人类进化中的几个主要谜团中,有三个重要问题尤为突出。第一个是如何进化到直立行走。第二个是我们大脑为何如此巨大。相比之下,新生儿的大脑尺寸大致相当于成年类人猿的大脑。第三个是为什么人类会发育如此缓慢,并拥有漫长的童年,这与其他灵长类动物不同。
“如果我们与类人猿相比,类人猿可能几乎没有时间去幼儿园,然后就成年了,”来自瑞士苏黎世大学的该研究合著者、古人类学家Christoph Zollikofer告诉《流行科学》。“这表明我们花费了大量时间在一个非常复杂的社会环境中成长。”
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化石牙齿可以帮助我们理解我们是如何进化出这些独特的生命阶段的,因为它们保存了渐进式的生长模式。就像年轮一样,它们可以用来推断发育速度和时间。
“树木每年都会增加新的材料,你可以数出树木的生长。牙齿通过获取每日生长环来生长。每天都会增加微小的、需要数年才能长成的材料,”Zollikofer说。“你可以切开牙齿,看到生长环,看到它是如何生长的。这就像一部从出生到死亡的牙齿发育过程的电影。”
深入研究
在这项新研究中,Zollikofer和他的团队检查了20多年前在格鲁吉亚德马尼西高加索山脉出土的几颗牙齿。Zollikofer称这批化石收藏为“宝藏”,因为它包含了五具不同年龄段早期人类的完整头骨和牙齿。
“其中一具是青少年,其他的都是年轻的成年人,还有一些人在死前已经掉了所有牙齿,”Zollikofer说。“所以这是一个完整的跨度。”
这些牙齿代表了非洲以外最早的人属(Homo)成员,并为研究早期人类的生长过程提供了机会。研究小组使用先进的成像技术分析了一位在接近11至12岁牙齿成熟前不久死亡的早期人属个体的牙齿微观结构。
视频:格鲁吉亚德马尼西早期人属牙齿发育的虚拟重建。 图片来源:Vincent Beyrand 和 Paul Tafforeau,法国格勒诺布尔欧洲同步辐射设施
这位青少年的牙齿生长速度似乎更快,更接近于现存类人猿的生长速度。然而,该个体相对于前牙而言,后牙的发育表现出更类似人类的延迟。牙齿中还出现了晚期生长加速的迹象。
“生长轨迹对我来说是最令人惊讶的,”俄亥俄州立大学的生物人类学家Debbie Guatelli-Steinberg在评论这项研究时告诉《流行科学》。“我们在这个领域往往认为生长在某种程度上是同步发生的,但事实并非如此。他们发现的是,后期生长速度非常非常快。”
Guatelli-Steinberg也是与该研究一同发表在《自然》杂志上的“新闻与观点”文章的作者。
祖母假说
根据Zollikofer的说法,牙齿发育中这种独特的类人猿和类人特征的混合表明,早期人属(Homo)已经进化出了一个延长生长阶段的模式。
对人类学家来说,我们漫长的童年和更大的大脑哪个先出现,这是一个经典的“先有鸡还是先有蛋”式的问题。许多人推测,我们的大脑之所以变得如此之大,正是因为这段延长的依赖期。
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这项研究的发现表明,我们漫长的童年不仅仅是由于大脑的增长,还与生物文化繁殖有关——即影响进化的生物和文化方面的结合。这种观点通常被称为祖母假说,即有祖父母、父母和孩子三代人共同生活。
“这就是他们能够承担更长童年的原因,”Zollikofer说。“母亲不再是独自承担照顾孩子的责任。”
未来的研究可以通过分析牙釉质中的化学信号来填补更多生物学上的空白,从而将人类发展的文化证据置于更广阔的背景中。