书城科普读物生命的黑匣子
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第13章 古猿:人类对祖先的认定(3)

在森林古猿属下依据地理--时代的界限分为三个亚属,即非洲早中新世的原康修尔猿亚属,欧洲中中新世和晚中新世的森林古猿亚属和亚洲的大多为中中新世和晚中新世的西瓦古猿亚属。他们把中新世的腊玛古猿属归入人的系统,即人科,这种观点在以后的十多年中占有主导地位,但从70年代中期以来,这种观点逐渐受到怀疑以至被摒弃。

腊玛古猿化石最早是1932年在印度发现的一块右上颌骨碎片,1934年被定名为腊玛古猿,归入人科。但受到许多人类学家的反对。以后在非洲、欧洲和亚洲其他国家也发现了类似的化石,如在肯尼亚发现的肯尼亚古猿,在匈牙利发现的鲁达古猿和博德瓦古猿,在希腊发现的希腊古猿和奥兰诺古猿,在土耳其发现的安卡拉古猿和西瓦古猿,在巴基斯坦发现的西瓦古猿以及在我国云南发现的禄丰古猿等都曾被归入腊玛古猿类。

近十多年来,一方面由于分子人类学研究的各种结果,都表明人是在较晚的时期才从猿的系统中分离出来的,腊玛古猿距今的年代太早,因而不可能是最早的人科现腊玛古猿类的化石材料和地点大量增加了,表明每一个化石地点甚至同一层位都同时有腊玛古猿和西瓦古猿化石的存在,两者在形态性状的许多方面没有重大的差别,1979年格林菲尔德就正式提出腊玛古猿是西瓦古猿的同义词,它们应该是同一类型的雌雄个体,它们的学名,根据国际动物命名法规,西瓦古猿署名的命名在先,腊玛古猿的在后,因此腊玛古猿的署名应予取消,并入西瓦古猿属,作为西瓦古猿的雌性个体。近年来一般都同意这种意见。

近来还发现,各地点原先都被认为是腊玛古猿的各种类型,形态上有着明显的差别,不能都归为一属,如我国云南禄丰的古猿,与巴基斯坦和土耳其的西瓦古猿标本有明显的不同,因而我们不久前把禄丰的标本改归入禄丰古猿属。有人提出肯尼亚的肯尼亚古猿,希腊的奥兰诺古猿也应确认为是与西瓦古猿不同的属;匈牙利的鲁达古猿,其形态介于西瓦古猿类与森林古猿类之间,有人将其归入前者,更有人主张作为单独的一属,但更多的人主张把它归入森林古猿属。

再说三类古猿,即西瓦古猿、原康修尔猿和森林古猿。

西瓦古猿类的各个种常被描述为其颊齿具有厚的釉质,被作为重要的分类标准,以别于具有薄的釉质的原康修尔猿类和森林古猿类的各个种。

近年来对颊齿釉质厚度的深入研究,发现釉质的厚度变化很大,而且釉质的厚度至少有两种不同情况:一种是齿质外面釉质的厚度,另一种是釉质进入齿尖的齿质的厚度。原康修尔猿齿釉质外面的釉质较薄,森林古猿的更薄,但其釉质进入齿质的程度却可以很深,同一牙齿齿尖的颊侧和舌侧进入的程度也有不同。

原康修尔猿常被认为具有薄的釉质,但实际上较厚,因其在齿尖磨耗早期便进入齿质,进入的程度很大,与森林古猿和西瓦古猿类不同;另外其牙齿和颌骨也有些性状与森林古猿和西瓦古猿不同。

森林古猿类的材料很少,其各个种共同的材料只有下颌骨和附连的牙齿。森林古猿类与西瓦古猿类的不同在于釉质进入臼齿齿尖的程度较大,但其各个种的变异极大;它们与原康修尔猿类的不同在其臼齿齿尖到齿质表面的釉质确是极薄。

中新世的各种古猿与现生的亚洲和非洲大猿及早期人类的系统关系,现在还不清楚。

在印度、巴基斯坦和土耳其发现的西瓦古猿,有些与猩猩相似的性状,特别是其腭骨和上颌骨前部与猩猩很相似,因而有人认为它可能与猩猩有关,可能是猩猩的祖先。我国云南的禄丰古猿,其面下部与上颌骨部分有些性状与猩猩相似,可是其整个面形和面中部的特征却与猩猩明显类型,或与之接近的类型。也有人认为肯尼亚古猿或奥兰诺古猿可能与非洲大猿和早期人类有关或是最早的人科成员。

探索中新世古猿与现生大猿和人类的系统关系存在着以下的困难:

(1)在亚洲发现的人类化石,最早的也不到200万年,猩猩化石只到中更新世,只有巨猿最早可到上新世,但它可能是在中更新世绝灭的一种特化的猿。在非洲发现的最早的人科化石的南方古猿,其距今年代也不过400万年。在距今400万~800万年的长时间内,无论是在亚洲还是非洲,除少数零星的报道外,至今还没有可靠的猿的化石的证据,是一个很大的空白,因而中新世的古猿与人类和现生猿类的关系,难以确定。

(2)古猿化石一般都是很破碎的,中新世的古猿资料,传统是依据破碎颌骨和单个牙齿的少数性状而得出的,这就给推测其可能的系统关系及机能等产生了很大的限制。

(3)现生的某种猿作为人猿共同祖先的活样板的论点,都被逐渐否定了。中新世的古猿,至少是其中的若干种类,有着很大的两性体形差别,大于现生大猿;中新世古猿的头后骨骼也与现生大猿有相当大的差别,没有现生大猿的臂行和趾关节行走等特化的行动方式。

(4)根据分支系统学的要求,只有共祖裔性状才能确定化石种类与现生种类的系统关系,但是根据上述的破碎材料得出的性状,哪些是共祖裔性状,不易确定。

总之,人类起源的研究,还需要发现更多的化石材料,要进一步来确定哪些性状是共祖裔性。形态性状与其机能有密切关系,而机能又与行为有密切关系,因而对其机能和行为的研究和重建,可使我们对古猿化石有较深入的了解。研究古猿的头后骨骼对古猿的行动方式可有较多的了解,如中新世的若干古猿是否有从垂直攀爬发展到两足行走步态的类型是否有某种类型在一定程度上在森林以外的环境中生活等等,所以对古猿生态环境的研究,也有助于我们对人类起源问题的了解。

二、猴子的尾巴是怎么掉的

直到今天科学家仍然无法描绘人类诞生过程的全部详尽图画。这里最关键的谜在于,大约400万至800万年前,人类最早的祖先,一种类似于现代猿类的古猿突然改变了自己的进化方向,直立起来,以更有效的方式活动,继而进化成为人类,而它的”表兄弟“终于成为现代猿类。这一奇迹般的进化过程是怎样实现的呢由于直立行走会在骨骼上留下明显的标记,因此化石是回答这一问题最好的主要的证据是在本世纪70年代,由美国科学家唐纳德·约翰森领导的考察队在埃塞俄比亚发现的。他们在哪儿发现了大批古人类化石,其中一具是生活在300万年前的女性骨骼。科学家找到了这具骨骼的40%的化石,称她为露西。根据骨骼特征来推断,露西的脑仍然呈现猿脑特征,但她却是直立行走的。因此她很有可能就是科学家长期以来寻找的古猿和人之间的缺失环节。与此同时,分子生物学家应用DNA和蛋白质分子比较技术,推断出猿与人分道扬镳的时间,发生在500万年前。这与化石资料的发现可以相互印证。剩下的问题是:400万至800万年前这段时期究竟发生了什么事,使得这些已适应树栖生活、四足行走的古猿下地直立行走,向着人类方向进化一种观点认为:人和猿是在第三纪的中新世开始分化的,腊玛古猿是最早的人类代表,而森林古猿里的几个种类则是各种现生猿类的祖先。他们同意从古猿到人的进化是使用工具和有语言等文化因素。并且设想小的犬齿和直立行走的姿势是与使用工具(或武器)密切有关的。

腊玛古猿的犬齿小就意味着使用了工具和两足能直立行走。

另一种观点认为:古猿从树林移到大草原上来生活,是为了不让草挡住视线,才直立行走。

第三种观点认为:那一段时期,地球气候变得干燥,使森林大片消失,靠树栖生活的古猿不得不下树,依靠直立行走和工具来谋生。

第四种观点认为:由于气温变化,大冰川来临,地壳发生了骤变,连绵不断的森林也随之发生了很大变化。树木减少1/3,野果供不应求,古猿就被迫成群地走出森林,到广阔的地面去寻找食物,谋求生路。由于地面生活的需要,前肢的任务更重了,不但需要用它来摘果实,拿木棒或石块抵御野兽,而且还需要用前肢来挖掘块根或捕捉小动物,就这样,经过几百万年的努力,古猿终于改变了用前肢帮助行走的习惯,学会了在地面直立行走。

第五种观点认为:所有的解释都是猜测的,进化是一种十分奇妙的现象,是遗传信息在群体和世代中平衡、传递和改变的过程。

第六种观点认为:达尔文关于进化的理论应该修正,进化不是一个连续发展的过程,而是由长时期的相对稳定和突然发生的飞跃交替的模式中寻找思路。遗传学研究的发展,为解开从猿到人之谜带来新的希望。人类进化成为地球生物中最适应的强者,这也是一些基因的胜利。可是目前,人们对于基因进化的了解实在太少。因此要回答古猿怎样变成人,还需要相当长的时间。

第七种观点认为:人类进化的主要动力,至少在初期,不是文化,而是食物、承形性,更像许多哺乳动物的进化,小的犬齿和直立行走都是食物和进食方式改变的反映。腊玛古猿生活在空旷地区,具有扩大咀嚼面积用的较宽的颊齿,并有厚的釉质,以覆盖其较软的内部齿质。森林古猿类和猿类具有较小的颊齿,釉质薄,很快便被磨掉;齿尖尖端暴露出齿质小坑,这是用来切割和咀嚼较软的植物性食物的。腊玛古猿的厚釉质很可能是适应作强力压碎和磨研较坚韧的植物性食物,这是较空旷的非森林地区的标准食物。腊玛古猿类中有些具有像猿的较大的犬齿,有些则犬齿较小。但是即使是具有较大犬齿的种类,严重的磨耗也使齿冠变钝,截去尖端。事实上,这些犬齿也很少明显地超出其他牙齿。严重的牙齿磨耗和减少的犬齿连同增大的和釉质厚的颊齿,可能是为了咀嚼坚韧植物性食物的一种适应。

1.生命与环境的均衡地质时代的自然环境与时代同时变迁而不问生物适应与否。假如生物完全独立于环境而存在,环境的变化对生物则无任何影响。但是,生物是有生命的活物,总是生存在环境中。

第一,没有水,生物就不能保全生命。第二,需要环境从外部提供生命所耗费能量的营养成份。第三,生命的活动受外部温度的左右,对生物来说,是以使活动活泼的温度具有决定性意义。高于或低于某种温度,活动就迟钝了,若超过某种限度,生命就灭绝了。

生命与环境总是互为一体的,不能把两者割裂开来加以思考。一方的变化必然对他方产生影响。但是,在这种情况下,自然环境也不会为了调节生物世界而变化。生物方面必须按照环境的变化而变化。

作为植物与日趋严酷的环境保持均衡的方法有两种,即小形化(在动物是大形化)方法,以及改善生殖方法等质的方法。小形化是同一进化阶段中的均衡方法,改善生殖方法是使进化阶段提高一级的均衡方法。在后者的场合下,不像前者那样缩小体积,大体保持同样大小。在进化(均衡方法)中,总是存在着两种方法,即在相同进化阶段进行的”退行进化“,和改善进化阶段的”前行进化“.

一方面,生存着进化前行到人的生物,而另一方面也存在着至今仍停留在单细胞阶段,看不出其前行进化的生物,这是为什么这是个使学者感到异常为难的问题。拉马克承认生物的自然发生,认为早发生的生物进化前行。根据拉马克的看法,单细胞生物发生得迟缓。达尔文认为,通过自然选择,生物不断保留对其有利的变异,其结果自然会进化前行。根据这种看法,单细胞生物的存在,是由于该生物无须更有利的变异。

正如以季节差加剧的古气候变迁为基点,来说明脊椎动物的进化一样,同样的方法也应该能够用来说明类人猿、人类的出现的。虽说是人类,其进化的原因与其他生物并无太大差别。

约7000万年前,从生存在中生代的小形哺乳类食虫类中,诞生了专门栖息在树上的种类,即猿猴类。在美国蒙大拿州发现了最古老的、6500万年前的灵长类化石--一颗大臼齿。这颗大臼齿的径长仅为1.85毫米,可以看出这是小形猿猴类的臼齿。

这种猿猴类(狐猴等)的最盛期出现在始新世,当时它们遍布世界各地。接着在5000万年前出现了类人猿(长尾猴属等),3000万年前出现了小形类人猿(长臂猿猴等),最后在2000万年前出现了大形类人猿(猩猩属等)。

从化石的出现顺序来看,是按猿猴类、类人猿、小形类人猿、大形类人猿排列的,一般也认为是按这一顺序进化和体形大形化的。这种体形大形化是对严寒的适应体,是动物进化的原则。另外,值得注意的事实是:这些灵长类现在都作为热带主要的树上生物生存着。

此后,喜马拉雅和阿尔卑斯造山运动开始,气温再次下降,动物为适应这一变化,体形开始大形化,小形类人猿、大形类人猿出现了。从猿猴到大形类人猿的体形大形化,跟其他哺乳动物的大形化一样,可以解释为是对新生代寒冷的一种适应现象。并且这些灵长类养成了与身体大小相适应的习性。猿猴类(狐猴),类人猿(长臂猿等)是小形的,所以用尾巴保持平衡,在树上用四肢行走。不管是行走还是在树间跳跃,尾巴都是不可缺少的。

进化为小形类人猿后,身体变大,在树上用四肢行走就不平稳了,因此不得不改为用臂力来摆荡移动。这样经常使用的手臂便发达起来,变得比腿还要长。相反,不使用的尾巴慢慢退化,差不多都消失了,于是无尾的类人猿生活开始了。在树上休息时,身体垂直站立,这样就可以使用手了。

这种身体直立休息,也许是所有树上生活的灵长类的习性。变成大形类人猿后,体形更大。

这时一种使树上生活无法继续下去的环境产生了。气候变冷,作为类人猿的生活场所的常绿森林开始变为草原。大部分类人猿随着森林的向南方热带推移而生存下来。但是,由于逃往热带的路被封住,一部分类人猿不得不留在已草原化的故乡,这些类人猿将走上向人类进化的道路。应该认为,进化是在万不得已时,为了生存而产生的。

2.肉食与草食