复旦人类进化课件05人类化石的发现与研究

人类化石的发现与研究到自然博物馆看哪些人类化石？怎么看人类化石？化石背后的故事是怎样的？上海市静安区石门二路128号静安雕塑公园地块内利基家族肯尼亚国家博物馆馆长路易斯·利基(LouisLeakey,1903-1972)及其妻玛丽·利基(MarryLeakey,1913-1996)，小儿子理查德·利基(RichardLeakey,1944-)和儿媳米芙·利基(MeaveLeakey,1942-)，孙女路易丝·利基(LouiseLeakey,1972-)。利基家族被称为“古人类学研究第一家族”。利基家族1969年成立利基基金，每年为早期人类研究的优秀项目提供50万美金，成了人类学和考古学界的著名基金；1971年又成立利基野营，是探险家和旅游者的考察乐园。肯尼亚国家博物馆改名“路易斯·利基纪念博物馆”。老利基夫妇小利基夫妇刘武,科学,2004,56(2):38-42.人猿超科猿科长臂猿科人科大猩猩属猩猩属猩猩属人属人猿超科长臂猿科人科猩猩亚科黑猩猩属人属人亚科人族大猩猩族大猩猩属人猿超科的分类过去的分类现在的分类人类起源阶段（人族）：从猿到人有一个过渡时期，即人类进化系统的最初阶段，及人族的阶段。这一时期开始的标志是两足直立行走，所以两足直立行走是人猿分离的标志。独立发展阶段（人属）：当250万年前的人属成员开始出现的时候，人类进入了进化系统中的一个新的阶段，即独立发展阶段，这一时期完成的标志是制造工具。大脑扩大与制造石器是同步发生的，意识和语言萌发于制造工具之前或同时，社会也随之形成。人类起源阶段（人族）：从猿到人有一个过渡时期，即人类进化系统的最初阶段，及人族的阶段。这一时期开始的标志是两足直立行走，所以两足直立行走是人猿分离的标志。独立发展阶段（人属）：当250万年前的人属成员开始出现的时候，人类进入了进化系统中的一个新的阶段，即独立发展阶段，这一时期完成的标志是制造工具。大脑扩大与制造石器是同步发生的，意识和语言萌发于制造工具之前或同时，社会也随之形成。700-600万年乍得沙赫人600万年千禧人580-520万年卡达巴地猿440万始祖地猿人猿分离之初的化石（人猿过渡类型）2002年，《Nature》，法国普瓦捷大学的米歇尔·布吕内特带领国际考古小组在乍得杜拉布沙漠托勒斯麦纳拉发现了一个保存完好的头盖骨、8枚牙齿和两块下颚碎片，命名为“沙赫人属乍得种(Sahelanthropustchadensis)”，俗名“托迈(Toumai)”，当地土语“生命的希望”之意，是迄今发现的最早的人类化石。特征：脑量约320-380毫升。额骨宽厚，面部扁平，眉脊呈屋檐状，U型齿弓似猿，但犬齿减小、犬齿磨损度又似人。枕骨大孔位置显示能直立行走，属人科范畴。而臼齿的釉质厚度介于黑猩猩和南猿之间。认为沙赫人是猿和人特征的完美嵌合体。年代：～700-600万年沙赫人属.乍得种(Sahelanthropus.tchadensis)2001年，法国科学家报道了他们在肯尼亚巴利果图根山(TugenHills)地区发现了人类化石，认为同属于一个新的属，命名为“原初人属图根种(Orrorintugenensis)”，或称“千禧人(MillenniumMan)”。特征：从较完整的股骨形态及股骨上端骨壁结构推测他们已经能够直立行走，属人科范畴。但臂骨和指骨还保留了一些适应攀爬的特性。原初人属.图根种(Orrorin.tugenensis)年代：～600万年但是，有学者对千禧人是否为直立型提出不同意见，依据股骨颈计算机断层扫描数据，认为千禧人股骨皮层骨的分布更接近黑猿而非人类，千禧人还没有进化出习惯性两足行走所需的全部特征。而阿法南猿的股骨横断面与人类一模一样。2001-2004年，美国科学家在埃塞俄比亚阿法裂谷阿瓦什河谷(MiddleAwash)发现包括6颗牙齿、下颌、指骨等，分属9个个体的人类化石。命名为“卡达巴地猿(Ar.ramiduskadabba)”。特征：指骨和趾骨类似于南猿阿尔法种，尺骨干较弯曲。上臼齿的齿尖数和形态似猿，釉质厚度与始祖亚种相当，显示出“原始形态和磨损模式”。目前尚不清楚该种类能否双足行走。地猿属(Ardipithecus)年代：580～520万年卡达巴地猿(Ardipithecuskadabba)始祖地猿(Ardipithecusramidus)2009年10月，《科学》，来自9个国家47名科学家长达15年的艰苦研究，在埃塞俄比亚阿瓦什的阿拉米斯发现包括颅骨、牙齿、盆骨、手、脚等代表36个个体的人类化石，命名为“始祖地猿(Ar.ramidus)”。其中一具较完整骨架称为“阿尔迪(Ardi)”，女性，身高120厘米，体重100斤，比南猿“Lucy”早一百多万年的更原始人类。特征：始祖地猿具有混合型特征，既有猿类一样的“原始”特征，如分散开的大脚趾以及比例相近的腿和手臂。又有类似人科物种的特征，如髋骨上部较宽等。但目前仍不清楚该物种是否能两足直立行走，因此地猿在人类进化中的位置还持谨慎态度。年代：440万年纤细型南方古猿现归类为“南方古猿属”湖畔种（420～390万年）阿法种（360～290万年）羚羊河种（350～300万年）惊奇种（250万年）非洲种（300～230万年）源泉种（200万年）粗壮型南方古猿，现归类为“傍人属”埃塞俄比亚种（270～220万年）鲍氏种（220～130万年）粗壮种（200～150万年）南猿扁脸肯尼亚人，现归类为“肯尼亚人属”肯尼亚人扁脸种（350～320万年）南方古猿、傍人、肯尼亚人（最早的人类）南方古猿属(Australopithecus)420～150万年360～290万年露茜南方古猿阿法种300-230万年南方古猿非洲种350～300万年南方古猿羚羊河种250万年南方古猿惊奇种420～390万年南方古猿湖畔种200万年南方古猿源泉种1995年,米芙·利基在肯尼亚特卡纳湖(Turkana)卡纳博(Kanapoi)发现了一些纤细类型的化石。定名为“南方古猿湖畔种(A.anamensis)”，认为可能是南方古猿阿法种的祖先。特征：体重约47-55千克。上齿系显示了U型的排齿和大犬齿根，且有着厚的牙釉质，与猿类似。但肢骨的形态显示其已经能够直立行走。年代：420～390万年湖畔种(A.anamensis)1973年，美国古人类学家唐纳德·约翰逊(D.C.Johanson)和法国地质学家莫里斯·泰伊白(MauriceTaieb)领导的考古队。在埃塞俄比亚北部阿瓦什河哈达(Hadar)发现一个膝关节。后将其归入“南方古猿阿法种”(A.afarensis)。特征：膝关节只有股骨下端和胫骨上端两段骨头，但却有着双足直立行走的人类膝盖的特殊结构，表明这一化石来自一位双足行走的人类早期祖先。阿法种(A.afarensis)阿法南猿露茜复原像露茜骨架“露茜”(Lucy)年代：～320万年1974年，由在同一地发现一具不完整的人骨架，保存有大约40%的骨骼，是一种十分矮小纤细的南猿。定名为“露茜(Lucy)”，归属于“南方古猿阿法种”(A.afarensis)。特征：女性，大约二十岁，身高1.07-1.22米。特征：身体结构极为像猿，臂长而腿短。但盆骨已变得宽短，枕骨大孔的位置也接近颅底中央，表明已经能够两足直立行走。由于缺少头盖骨，头部的性状不明，估计脑量不大。“露茜”的步态：认为从枕骨大孔的位置、骨盆的形状，以及大腿骨与膝之间的角度可以清楚地看出“露茜”的解剖特征像人的程度比像猿的程度大很多，说明已适应于某种形式的直立行走。但露茜的腿较短，不太可能如现代人一样行走。且有着长长的手臂和弯曲的指(趾)骨，又可以如猿一样的在树上攀缘。“露茜”的这些性状是介于猿和人之间，但其似猿的性状在明显地向人的方向转变。露茜黑猩猩露茜现代人露茜：脊椎骨特别是胸椎骨发生过较严重的关节炎。露茜：第六至第十胸椎锥体有明显的环状化骨痕，发生较严重的楔性变化，使锥体明显后弯；第六至第八胸椎有明显的骨质增生性变化“退行性脊椎病变”和“强直性脊椎骨质增生症”。认为：南猿的两腿结构尚处在向新的生体力学环境直立行走转化的初级阶段，行走步态还不十分稳当，这样就使得她的脊椎骨承担更多的重量和压力，椎体由于长期负载过重而发生诸多的病变。“第一个家庭”(FirstFamily)1975年，科学家又在哈达(Hadar)地区AL333地点发现的一个遗址中发现了十三个个体的200多件标本，有男有女，有老有少，至少有四个小孩。称为“第一个家庭(FirstFamily)”，归属于“南方古猿阿法种(A.afarensis)”。认为：认为这些人共同生活在一起，可能是突发的洪水一下子夺去了他们的生命，并历经了数百万年而有幸保存下来。这是人类合作行为的最早证据，也是人类群居的最早证据。A.L.333-105年代：～320万年“莱托里人科脚印”1976年，玛丽·利基在奥杜威峡谷南部的莱托里(Laetoli)发现了凝固在火山灰中的一串像人科动物的脚印。归属于“南方古猿阿法种(A.afarensis)”。是两个成人并排行走，还有一个小孩的脚印，是踏着其中一个成人的脚印行走过。大象，犀牛，很多类型的羚羊，三种长颈鹿，剑齿猫，以及很多其他物种，现在全部灭绝了。年代：400万年“莱托里人科脚印”化石：长约46米，一部分已被侵蚀，但有几个脚印保存良好，就像现代人在软沙土上踩下的脚印一样。从脚印判断，成年人身高约1.2-1.5米。脚印明确显示出脚跟和脚球，脚内侧有足弓，足的外侧承受体重。大脚趾在正常人的位置，这样的脚印完全像习惯性赤脚行走的现代人类的脚印，是非常清楚的直立行走的步态，与四足行走的黑猩猩拖沓的步态绝然不同。塞拉姆(Selam)2006年9月，《Nature》，德国莱比锡的马克斯·普朗克进化人类学研究所的阿莱姆塞吉德及其同事在埃塞俄比亚曾经发现“露茜”骨架的阿法（Afar）地区不远处的迪基卡（Dikika）地区发现一具3岁女童的遗骸。命名为“塞拉姆”（Selam）。“塞拉姆”在埃塞俄比亚的几种语言中的意思都是“和平”，意为祈望正在阿法地区交战的几个部落能走向和平。被称作“露西的孩子”。归属南方古猿阿法种(A.afarensis)。年代：330万年前羚羊河种(A.bahrelghazali)1996年，法国普瓦捷大学古生物学家米歇尔·布吕内（MichelBrunet）教授带领的国际考古队在东非大裂谷乍得加扎勒河发现一个残留有7颗牙齿的颌骨化石（KT-12/H1）。这件标本被确认属于南方古猿属，命名为“南方古猿羚羊河种(A.bahrelghazali)”，也称“南方古猿加扎勒河种”。年代：350～300万年惊奇种(A.garhi)1999年，《科学》，美国、埃塞俄比亚、日本和比利时组成的国际科学考察队在埃塞俄比亚阿瓦什河谷(AwashRiver)发现一些头骨、腭骨及部分肢骨化石，命名“南方古猿惊奇种(A.Garhi)”。特征：该化石属于一个男性，面部突出，颅腔容积较小，脑量约450毫升，门牙较大，能直立行走。它的前臼齿及臼齿像傍人鲍氏种。认为：南猿惊奇种可能是“人”的祖先，他们的头骨和下颚、手臂和腿骨与人类的比例比较相似。制造石器：发现一些原始形状的石器工具，及用石器屠杀的迹象，在动物骨头上发现有划痕，说明惊奇种已会使用石质工具，并且以肉为食。年代：250万年1925年，南非阿扎尼亚贝专纳兰的塔翁(Taung)(也译成汤恩或塔昂)采石场发现一具颅骨。保存大部分面骨，完整颅内模，全套乳牙。年仅3岁的幼儿，称为“塔翁幼童”。南非约翰内斯堡威特沃特斯兰德大学医学院的青年解剖学教授芒德·达特(RaymondA.Dart)对其进行了研究。归属“南方古猿非洲种(A.africanus)”塔翁(Taung)非洲种(A.africanus)年代：～280万年塔翁幼童的脑颅较小，脑量大约为500毫升，估计该小孩成年后的脑量也不过600毫升左右，仍然很原始。塔翁幼童的硬腭形状也近似人类