我们能用牙齿和四块下颌骨化石解开“金刚”之谜吗

2019-12-05 12:13 来源:和讯科技

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▲在广西柳城大猿洞发现的一只大猿的下颌骨▼ 《自然》《日刊》官方网站相关论文截图

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曾在中国南方广泛分布,身高超过2米,体重超过300公斤。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。有着坚硬的犬齿和巨大的臼齿,咬掉碗一样厚的竹子就像折断牙签一样容易.这是——只巨猿,最大的灵长类动物,大约30万年前灭绝,200多万年前生活在地球上。

20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,即电影主角金刚——。在电影中,金刚穿过纽约的街道,在纽约市制造一个场景,最后爬上新建的帝国大厦的屋顶与双翼飞机战斗。

在近一个世纪的探索和研究中,古人类学家已经基本证实类人猿是人类进化系统的一个分支,但类人猿的起源和进化仍然困扰着学术界。

最近出版的杂志《自然》发表了一篇题为《牙釉质蛋白质组表明巨猿是早期分化的猩猩成员》的论文。来自中国、丹麦和其他国家的科学家成功地从广西田东县香洲镇布兵村发现的190万年前人类牙齿化石珐琅质中提取了遗传物质。研究发现类人猿和现存的亚洲猩猩有最密切的遗传关系。

这些年来,科学家们对起源和进化做了什么研究?为什么广西分布着许多类人猿化石?巨猿与地球上任何生物都有最密切的关系。中外科学家在这一合作中有哪些重要发现?《科学技术日报》的记者采访了参与这项研究的科学家。

它是古代人的祖先吗?类人猿的“身份”困扰着学术界“作为地球上最大的灵长类动物,类人猿出现在200多万年前,大约30万年前灭绝。史前动物专家杜格尔·迪克森(Dougall Dixon)在他的书《恐龙时代:恐龙时代的故事》中对巨猿描述如下:无畏的巨猿可以用后腿站立,站立后可以达到很高的高度。它震耳欲聋地咆哮着,生活在中国树木繁茂的山区。

廖伟是本文的合著者,广西民族博物馆的博士,他说化石证据表明类人猿曾经广泛分布在中国南方,如广西、海南、贵州、重庆和湖北,到目前为止已经发现了17个化石地点,其中大部分在桂西南。巨猿有巨大的牙齿和下颌骨,是人类的2-3倍。古人类学家推测它们身高超过2米,体重超过300公斤。

1935年,荷兰古生物学家柯尼华在香港的中国药店从中国南方的化石中鉴定出三颗巨大的灵长类牙齿,并将牙齿的主人命名为巨猿苎麻属(the great ape boehmeria)。20世纪50年代和60年代,中国古生物学家首次在广西发现巨猿化石的确切来源。特别是在过去的20年里,中国古人类学家在广西百色盆地边缘和崇左地区的洞穴沉积物中发现了大量不同时期的类人猿化石,初步查明了类人猿在中国南方何时出现和消失。在近一个世纪的探索和研究中,古人类学家已经基本证实类人猿是人类进化系统的一个分支然而,廖伟说,关于类人猿起源和进化的科学问题仍然困扰着学术界。“例如,在许多大型类人猿中,哪一个物种与大型类人猿关系最密切?在进化过程中,类人猿是什么时候分开并独立进化的?”

研究人员说,1935年库尼华建立巨猿布希纳新物种时,他认为巨猿是一种特殊类型的猿,类似于印度西瓦利克晚中新世南方古猿化石,巨猿是西瓦利姆的一个分支。然而,德国人类学家魏敦瑞基于新发现的牙齿化石,认为巨猿是原始人类家族的一员,也是直立人的直接祖先。库尼华后来同意了魏敦瑞的观点,但他认为类人猿特殊的牙齿形态,再加上类人猿的出现太晚,不可能是古代亚洲人类的直接祖先。巨猿可能是从中新世晚期的印度猿进化而来的。

在接下来的几十年里,关于类人猿的“身份”一直存在争议。许多研究者同意魏敦瑞和科尼利厄斯的观点,即类人猿是人类的一员。其他研究人员认为类人猿是一种特殊的类人猿。“然而,因为我们对类人猿的理解只来自下颌骨和牙齿化石,缺乏头骨和后头盖骨的证据,类人猿的分类很难确定。巨猿化石牙齿中发现的蛋白质给出了这个问题的答案。”廖伟说。

新的发现表明类人猿“最接近”亚洲猩猩。

以前,科学家试图找到与类人猿最相似的生物,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。世界各地的许多科学家正试图对类人猿的牙齿化石进行遗传分析。不幸的是,进展或突破并不多。在此之前,科学家小组试图分析一万年前的化石,但失败了。

王伟,本文中文通讯作者,山东大学文化遗产研究所教授,广西民族博物馆研究员,长期从事广西古人类学研究。2008年,王伟教授的研究团队对广西田东县香洲镇布兵村的气孔进行了系统的挖掘,在现场发现了93个巨猿化石。

在多方面的积极沟通下,2018年5月,王伟教授带领的研究团队从广西田东县布兵村的气孔中送出了一个巨大的猿齿化石,送到丹麦哥本哈根大学进化基因组实验室进行遗传物质的提取和测序。通过古老的蛋白质测序技术,研究人员成功地从190万年前类人猿的牙齿中获得了遗传信息。

“这是科学家第一次成功地从亚热带地区的这种古老化石中提取遗传信息。研究结果表明,曾经生活在地球上最大的灵长类动物巨猿——,与现在生活在东南亚的亚洲猩猩有着最密切的遗传关系。巨猿大约在1200万年前与猩猩家族分离,并独立进化。”王巍说道。

“到目前为止,我们对巨猿的理解来自于它的牙齿化石和四个下颌骨。我们还没有获得巨猿其他部分的头骨和骨头的任何材料。因此,发现巨猿其他部分的头骨和骨骼可以让我们对这一物种有更深入的了解,这应该是巨猿研究的主要方向之一。”廖伟说,虽然30万年前类人猿从地球上消失已经成为一个确定的结论,但它们灭绝的原因和演变仍然是未来要探索的主要方向。

扩展阅读

为什么巨猿化石在广西分布最广

人类对巨猿的理解来自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的大多数地方都在中国。

20世纪50年代,为了查明这块化石的确切位置及其分布,并解开巨猿进化之谜,中国科学院脊椎动物古生物研究所组织了一支科学考察队,在广西石灰岩喀斯特地区探索洞穴,收集和挖掘化石。

1956年初,调查组来到大新县卫兰镇郑龙村纳龙屯以北的牛水山。在这里,该小组进行了两次探索和短期挖掘,以发现一些牙齿化石,并发现了巨猿的下第三磨牙、下第一前磨牙和上磨牙。这是科学家第一次发现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索卢乡调查石灰岩洞穴时,从何娜村东南弄墨山的一个洞穴中采集到一些哺乳动物化石。同年年底,中国科学院脊椎动物古生物学与古人类学研究所广西野外队、广西水文地质与工程地质队和广西壮族自治区博物馆对洞穴进行了短期挖掘,收集了更多哺乳动物化石,包括一个巨大的猿齿化石。这是继大新、柳城、武鸣之后,广西又一个出土巨猿化石的地方。

廖伟说,来自巨猿化石珐琅质碳同位素证据