靠牙齒和四個下頜骨化石 我們能否解開“金剛”之謎

在廣西柳城巨猿洞發(fā)現(xiàn)的巨猿下頜骨

 

《自然》雜志官網(wǎng)相關(guān)論文截圖 

曾廣泛分布在中國南方地區(qū)，身高超過2米、體重超過300公斤，它就是200多萬年前生活在地球上的巨猿——

身高超過2米、體重超過300公斤，有著堅硬的犬牙和巨大的臼齒，咬斷一根碗口般粗的竹子就如同我們折斷根牙簽一般輕松……這就是約30萬年前滅絕、200多萬年前生活在地球上的體型最大靈長類動物——巨猿。

上世紀(jì)30年代，美國科幻電影《金剛》塑造了一個非常經(jīng)典的巨猿形象，也就是電影的主角——金剛。在影片中，金剛橫穿紐約街道，大鬧紐約城，最終爬上當(dāng)時剛建成的帝國大廈樓頂，跟雙翼飛機展開搏斗。

在長達(dá)近一個世紀(jì)的探索和研究中，古人類學(xué)家基本確認(rèn)了巨猿是人類演化系統(tǒng)中的一個旁支，但有關(guān)巨猿起源和演化的問題，仍困擾著學(xué)術(shù)界。

近日出版的《自然》雜志刊發(fā)了題為《牙釉質(zhì)蛋白質(zhì)組表明巨猿是早期分化的猩猩成員》的論文。中國與丹麥等國科學(xué)家從一枚發(fā)現(xiàn)于廣西田東縣祥周鎮(zhèn)布兵村吹風(fēng)洞、距今190萬年的巨猿牙齒化石的牙釉質(zhì)中成功提取遺傳物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，巨猿與現(xiàn)存的亞洲猩猩，具有最為密切的親緣關(guān)系。

這些年科學(xué)家們就起源和演化都進(jìn)行過哪些研究？為什么巨猿化石很多都分布在廣西？巨猿與現(xiàn)在生活在地球上的哪種生物具有最為密切的親緣關(guān)系？這次中外科學(xué)家合作，從化石中獲得了什么重要發(fā)現(xiàn)？科技日報記者對參與這項研究的科學(xué)家進(jìn)行了采訪。

是古人類祖先？巨猿“身份”困擾學(xué)術(shù)界

作為生活在地球上體型最大的一種靈長類動物，巨猿在200多萬年前出現(xiàn)，大約30萬年前絕滅。史前動物專家道格爾·狄克遜在《恐龍時代：恐龍時代的故事》一書中這樣描述巨猿：勇猛的巨猿能夠用后腿站立，站立后能達(dá)到非常高的高度，它咆哮起來震耳欲聾，生活在中國樹木叢生的山區(qū)。

這次論文的共同作者、廣西民族博物館博士廖衛(wèi)介紹，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的化石證據(jù)顯示，巨猿曾經(jīng)廣泛分布在中國南方地區(qū)，如廣西、海南、貴州、重慶和湖北，到目前為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)17處化石地點，其中絕大部分在廣西西南部地區(qū)。巨猿擁有巨大的牙齒和下頜，是人類的2倍—3倍，古人類學(xué)家據(jù)此推測它們的身高超過2米，體重超過300公斤。

1935年，荷蘭古生物學(xué)家孔尼華在香港的中藥鋪，從來自華南地區(qū)的化石中辨認(rèn)出3顆巨大的靈長類牙齒，并將牙齒的主人命名為步氏巨猿。20世紀(jì)50—60年代，中國古生物學(xué)家首次在廣西找到巨猿化石的確切產(chǎn)地。特別是近20年來，中國古人類學(xué)家先后在廣西百色盆地邊緣和崇左地區(qū)的洞穴堆積物中，發(fā)現(xiàn)了大量不同時期的巨猿化石，初步弄清了巨猿在中國南方出現(xiàn)和絕滅的時間。

“在長達(dá)近一個世紀(jì)的探索和研究中，古人類學(xué)家基本確認(rèn)了巨猿是人類演化系統(tǒng)中的一個旁支。”廖衛(wèi)說，但是有關(guān)巨猿起源和演化的科學(xué)問題，還在困擾著學(xué)術(shù)界。“比如巨猿在眾多大型猿類中，與哪些物種的親緣關(guān)系最密切？巨猿在演化的進(jìn)程中，何時分離出來并獨立演化？”

研究人員介紹，孔尼華在1935年建立布氏巨猿這個新種的時候，認(rèn)為巨猿是一種特化的猿類，與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個旁支。但德國人類學(xué)家魏敦瑞基于新發(fā)現(xiàn)的牙齒化石，認(rèn)為巨猿是人科成員，而且是直立人的直接祖先。孔尼華后來贊同魏敦瑞的觀點，但是他認(rèn)為巨猿特化的牙齒形態(tài)，再加上巨猿出現(xiàn)的年代太晚，不可能是亞洲古人類的直接祖先，巨猿可能是由晚中新世的印度古猿演化而來。

此后幾十年，關(guān)于巨猿的“身份”，一直存在爭議，很多研究者贊同魏敦瑞和孔尼華的觀點，認(rèn)為巨猿是人類成員。另外一些研究者認(rèn)為巨猿是一種特化的大型猿類。“但是，由于我們對于巨猿的認(rèn)識只是來自于下頜骨和牙齒化石，缺少頭骨和顱后骨骼的證據(jù)，有關(guān)巨猿的歸類很難確定。巨猿牙齒化石中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)，為這個問題給出了一個答案。”廖衛(wèi)表示。

新發(fā)現(xiàn)認(rèn)為巨猿或與亞洲猩猩“最親”

此前，科學(xué)家們試圖找出與巨猿最相似的生物，但只能將化石的形狀與現(xiàn)存類人猿的骨骼參考材料進(jìn)行比較。全世界不少科學(xué)家在努力對巨猿牙齒化石進(jìn)行遺傳分析，遺憾的是，一直以來并沒有太大的進(jìn)展和突破。在此之前，科學(xué)家團隊曾經(jīng)試圖對一枚1萬年前的化石進(jìn)行分析，結(jié)果失敗了。

此次論文的中方通訊作者、山東大學(xué)文化遺產(chǎn)研究院教授、廣西民族博物館研究員王偉長期在廣西從事古人類學(xué)研究。2008年，王偉教授的研究團隊對位于廣西田東縣祥周鎮(zhèn)布兵村的吹風(fēng)洞進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)掘，現(xiàn)場共發(fā)現(xiàn)93枚巨猿化石。

在多方面的積極溝通下，2018年5月，王偉教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊將出自廣西田東縣布兵村吹風(fēng)洞的一枚巨猿牙齒化石，送到丹麥哥本哈根大學(xué)進(jìn)化基因組實驗室，進(jìn)行遺傳物質(zhì)提取和測序。通過古代蛋白質(zhì)測序技術(shù)，研究人員成功從190萬年前的巨猿牙齒中獲取了遺傳信息。

“這是科學(xué)家首次從來自亞熱帶地區(qū)如此古老的化石中，成功提取遺傳信息。研究結(jié)果表明，巨猿——這個曾經(jīng)生活在地球上最大的靈長類動物，與現(xiàn)在生活在東南亞地區(qū)的亞洲猩猩，具有最為密切的親緣關(guān)系；巨猿大約在1200萬年前從猩猩的家族中分離出來，并獨立演化。”王偉介紹說。

“到目前為止，我們對巨猿的了解全部來自于其牙齒化石和4個下頜骨，我們沒有獲得巨猿頭骨和其他部位骨骼的任何材料，因此，發(fā)現(xiàn)巨猿的頭骨和其他部位骨骼，可以讓我們更深入地了解這個物種，這應(yīng)該是巨猿研究的主要方向之一。”廖衛(wèi)表示，雖然巨猿在30萬年前從地球上消失已成定論，但關(guān)于其絕滅原因及演化，仍是未來有待探究的主要方向。

延伸閱讀

巨猿化石為何多分布在廣西

人類對巨猿的認(rèn)識來自于考古學(xué)家發(fā)現(xiàn)的巨猿牙齒化石。迄今為止，世界上發(fā)現(xiàn)巨猿化石地點大多在中國境內(nèi)。

20世紀(jì)50年代，為了尋找這種化石出產(chǎn)的確切地點和了解它們的分布，解開巨猿演化之謎，中國科學(xué)院古脊椎動物研究所組織了一個華南洞穴科學(xué)考察隊，在廣西的石灰?guī)r巖溶地區(qū)探查山洞和從事采集、發(fā)掘化石的工作。

1956年初，考察隊來到大新縣欖圩鄉(xiāng)正隆村那隆屯北面的牛睡山。在這里，考察隊進(jìn)行了兩次探查，并作了短期的發(fā)掘，找到一些牙齒化石，發(fā)現(xiàn)了巨猿的一顆下第三臼齒、一顆下第一前臼齒和一顆上臼齒。這是科學(xué)家第一次找到這種古老動物化石的“家園”。

1973年，廣西水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊在巴馬瑤族自治縣所略公社調(diào)查石灰?guī)r洞穴時，于那合村東南的弄莫山一溶洞內(nèi)采集到一些哺乳動物化石。同年年底，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所廣西野外隊、廣西水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊和廣西壯族自治區(qū)博物館有關(guān)人員對該洞進(jìn)行短期發(fā)掘，采集到更多的哺乳動物化石，其中有一顆巨猿牙齒化石。這是廣西繼大新、柳城、武鳴之后，又一個出土巨猿化石的地點。

廖衛(wèi)介紹，巨猿化石牙釉質(zhì)碳同位素證據(jù)表明，巨猿生活在森林環(huán)境中，巨猿化石地點的孢粉證據(jù)也支持這種觀點。巨猿長期在廣西生活可能與歷史時期這里穩(wěn)定的森林環(huán)境有關(guān)。