[慎]湖北郧县人之谜:同一批化石,为何得出不同结论?

2026-04-25 02:25:15 · chineseheadlinenews.com · 来源: 赛先生

两项发表于顶级期刊的研究,对同一批化石给出了截然不同的年代与物种归属。这是为什么?

图1 郧县直立人复原像。图源:冯小波

1989年,湖北省郧县(今十堰市郧阳区),汉江河岸的阶地里,考古人员在一处名为学堂梁子的地方,挖出了一具古人类头骨。翌年,第二具在同一地点出土。两个头骨均已严重变形,但基本形态尚存,可以辨认出人类的轮廓。他们被称作郧县人1号和2号。他们拉长的形状、坚固的眉弓,以及更高的骨密度,最初使研究人员将其鉴定为直立人。直立人是一种会制造工具、使用火的人科动物,被认为是我们智人以及尼安德特人和丹尼索瓦人的直系祖先。

但从2025年到2026年,两项针对郧县人2号的研究,分别从形态学和测年技术入手,却得出了两个完全不同的结论。一项研究认为其生活在近100万年前,是龙人支系中的早期群体。而最新的研究认为,郧县人生活的年代推到了177万年前,且属于直立人群体。

两个研究,无论是从年代还是物种的鉴定,都毫无相似之处。这让郧县人的真实身份,显得扑朔迷离。

郧县人2号属于龙人支系?

2025年9月,《科学》杂志发表了一项由山西大学冯小波、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所倪喜军和英国伦敦自然历史博物馆著名古人类学家Chris Stringer合作的研究[1]。研究团队利用CT扫描和数字重建技术,对严重变形的郧县2号头骨进行了虚拟复原,随后对57块人类化石头骨进行形态测量和系统发育分析,结论是郧县2号颅骨具有原始与进化特征并存的镶嵌形态,属于龙人(Homo longi)支系的早期成员。

而龙人,是2021年由倪喜军团队正式命名的一个人类支系,源自一个几乎完整的哈尔滨头骨。这一个体生活在14.6万至30.9万年前之间,颅容量巨大,形态独特,与已知任何人类物种都不完全吻合。倪喜军团队认为,龙人代表了一个独立的人类支系,是与智人亲缘关系最近的已灭绝人类谱系。

到了去年6月,龙人的身份得到进一步澄清。当时,倪喜军的同事、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员付巧妹的团队,对哈尔滨头骨的古DNA和古蛋白进行了分析,确认哈尔滨头骨属于丹尼索瓦人。而丹尼索瓦人是最早在西伯利亚的丹尼索瓦洞发现的灭绝古人类,他们的遗传信息至今仍存在于部分现代人的基因组中,尤其集中在东南亚、太平洋岛屿和西藏地区的人群里。

因此也可以说,龙人支系可能包含丹尼索瓦人,是与智人亲缘关系最近的已灭绝人类谱系。

“郧县人是龙人支系中的早期群体,但是否是龙人这个物种,取决于将来系统分类学的评估。”主导这一研究的倪喜军在2025年9月告诉《赛先生》。

当时,这一结果引发了强烈的反响。正如《赛先生》所报道的(不可思议:百万年前的湖北郧县人原来是龙人支系?),著名古人类学家,威斯康星-麦迪逊大学人类学院教授John Hawks在其个人博客上发表文章,认为头骨重建导致的这些改变,还不足以将郧县人2号头骨与龙人归为一类。Hawks还指出,郧县人2号头骨的新研究应该与DNA证据相结合,以更好地理解这些古人类之间的关系。

郧县人为直立人?

形态学研究争议尚未平息,2026年2月18日,《科学进展》杂志又发表了关于郧县人测年的最新研究。由汕头大学、南京师范大学、夏威夷大学和普渡大学组成的团队的研究,将郧县人生活的年代推到了177万年前[2]。

此前的测年历史颇为曲折。早期的古地磁工作,给出的化石年代约为87万至83万年前。而对伴生动物牙齿的电子自旋共振测年,给出的平均值约为60万年。后来的研究则将年代范围大致确定为80万至110万年。

这一最新研究,则采用了等时线??Al/??Be埋藏测年法。该方法又称为宇宙成因核素埋藏测年法,是最新的测年技术之一。它的原理是:不断轰击地球表面的宇宙射线会在石英矿物中产生放射性同位素。其中两种,铝-26和铍-10,在岩石和沉积物位于地表附近时以已知速率在石英中积累。当这些物质被深埋地下时,宇宙射线通量急剧下降,产生过程停止,但放射性衰变继续。由于??Al和??Be的衰变速率不同,它们的比率会随时间以可预测的方式变化。测量这个比率,与已知的产生和衰变常数进行比较,就能计算出石英在地下埋藏了多久。该方法测年范围20万—500万年,恰好覆盖古人类演化关键阶段,在考古年代学中极具价值。

图2 郧县人头骨出土的位置及地层 图源:论文

郧县团队使用的等时线方法更为复杂。它不依赖单个样本,而是使用来自同一深度的多个碎屑,将它们的??Al和??Be浓度一起作图。如果具有相同埋藏年龄,具有不同埋藏前暴露历史的样本会落在一条一致的线上。异常值,即从更古老沉积物中再搬运的沉积物或具有复杂埋藏历史的样本,会偏离这条线,可以被识别并排除。含化石层中的一个样本正是如此,被从计算中移除。

研究团队从发现头骨的同一层位收集了十个石英质碎屑,又从更深的砾石层收集了另外十个。来自化石层的十个样本中有九个给出了清晰的等时线。部分测年样本带有古人类改造痕迹,这一事实将测年直接与人类活动时期联系起来,而不仅仅是沉积物堆积时期。

最后的结果指向了177万±8万年前。另一个独立的、更深的沉积层,测得年代为176万±22万年前,在误差范围内与前一个结果一致。

宇宙成因核素埋藏测年法的主要发展者、该论文的通讯作者之一、美国普渡大学教授Darryl Granger对《赛先生》解释:“之前的测年方法利用动物化石,是相对测年,没有给出绝对年代。之前的古地磁测年弄错了地磁反转的年代,这次我们搞对了。”

如果郧县头骨真的那么古老,并且真的属于导致丹尼索瓦人的分支,那就意味着现代人类谱系和龙人谱系之间的分裂必须在177万年前的某个时候发生在亚洲某地。这将与遗传和考古证据相冲突,这些证据表明分裂发生在约75万年前,可能在非洲。

相比之下,这一最新研究认为,这些年代与格鲁吉亚德马尼西(Dmanisi)发现的直立人化石年代非常吻合,后者被认为有178万至185万年的历史。

格鲁吉亚原人(Homo georgicus)复原图。2001年在格鲁吉亚德马尼西发现的头颅骨及颚骨化石,被认为是巧人及直立人的过渡形态。图源:维基百科

论文的通讯作者之一、南京师范大学教授沈冠军告诉《赛先生》:“采集的石英砾石与3具头骨同属同一地层,不会有错。这是十多年前做的实验,误差范围为正负8万年,由于测量技术的进步,如现在重做实验,误差应小一些。郧县人可以说是迄今为止东亚原地出土的最古老的直立人化石。”

Darryl Granger告诉《赛先生》:“去年的论文基于化石年代在1百万年前的假设,将郧县人归之为龙人支系。我们的测年揭示不同的年代,物种归属也不一致。”

该论文的通讯作者之一、美国夏威夷大学的生物人类学家Christopher Bae谨慎地补充说:“郧县人可能属于龙人支系,但没参与去年郧县人研究的科学家质疑郧县人2号头骨的重建过程,因为它相当程度上被压扁了,重建涉及一定程度上的主观性,可能给研究分析带来一些偏见。大多数人认为郧县人可以被归类为直立人。”他还说:“由于去年郧县人研究使用了我们认为错误的年代,我们觉得他们应该用最新的年代重新做系统发育分析。”

争议的终结,需要更多证据

去年郧县人论文的主要作者Chris Stringer对这一新研究不以为然。

“石英碎屑是否取自头骨发掘的相同地层是个问题。有人认为他们取自更古老的地层。我们去年的研究显示郧县人1号和2号属于龙人支系,不是直立人。而且不管年纪多大,郧县人2号不代表直立人。德马尼西人的脑容量只是郧县人2号的一半,不太可能属于同一物种。我们坚持认为郧县人1号和2号只有1百万年之久。”Stringer在给《赛先生》的邮件回复中写道。

去年研究的主要中国作者倪喜军持相似看法。他告诉《赛先生》:“这篇文章的取样地点与头骨化石地点不同,这样的年龄数据与头骨地点的动物群、古地磁数据和人类化石本身的演化特征都不相符,值得怀疑。我们的结论没有问题。他们应该不是直立人,应该属于龙人支系。”

未参与两项郧县人研究的美国中西大学解剖学教授Karen Baab则告诉《赛先生》:“177万年前的年代使郧县人难以归入龙人支系。”

在学术界,提到亚洲的直立人,反复出现的形象是格鲁吉亚共和国的德马尼西遗址。多年来,德马尼西一直位于或接近直立人走出非洲扩散的最前沿,是假定的跨大陆路线上的最早确认站点。

与今年的郧县人论文几乎同时发表在《第四纪科学评论》的最新研究,对约旦河流域的'Ubeidiya遗址用了包括宇宙成因核素埋藏测年法的3种测年法重新测年,发现其年代距今190万年前,也比之前的测年提前了几十万年,几乎与德马尼西遗址同时[3]。沈冠军在2009年在《自然》杂志发表封面论文,用相同测年方法测得北京人年代距今约77万年前,比之前提前了20多万年[4]。世界各地的研究人员也正在对包括印度尼西亚等地的古人类遗址做宇宙成因核素埋藏测年法测年,预计会大幅度修改它们的年代。

郧县遗址以177万年的年代,比德马尼西或'Ubeidiya稍年轻,可能在误差范围内。如果直立人在180万年前已到达高加索地区或西亚,而在177万年前已出现在中国汉江流域,那么跨越数千公里欧亚大陆的扩散在地质学上来说是极快的。也就是说,早期直立人在200万年后不久就迅速广泛地扩散到亚洲,而不是在十万年内缓慢分阶段推进。

独立出版物人类学网(anthropology.net)的分析认为,让这一结论显得非常奇怪的是考古学证据。例如,中国最早的石器遗址比德马尼西和郧县都早得多。山西的西侯度遗址使用??Al/??Be埋藏测年法测定为约240万年前。黄土高原上的上陈遗址有证据显示人类活动可追溯到约210万年前。这些遗址比郧县人类化石早30万至60万年。在直立人出现之前,或者说在我们有直立人化石证据之前,已有某些人类种群在中国制造工具。那些人类种群是谁,这个问题仍然完全开放。[5]

传统意义上的直立人约在190万年前出现在非洲化石记录中。人类学网认为,如果中国的西侯度和上陈考古遗址是真实且测年可靠的(大多数研究者认为如此),那么留下这些工具的动物要么是直立人的一个非常早且尚未被识别的种群,要么是另一种完全不同的古人类。两种选择都不令人舒服。第一种要求将该物种的起源推早到当前证据支持的时期之前。第二种要求假设另一次古人类扩散事件,而我们对此没有任何化石记录。

科学研究是发展的,今年的论文并不因其较近的发表日期自动地成为定论。2022年,考古学家在学堂梁子遗址发掘出第三具郧县人头骨。与前两具相比,这具头骨保存状况更为完好,尚未完成正式的科学描述与分析。更多数据才能有助于解决这场争论。第三具郧县头骨的完整分析,值得期待。

关于直立人起源或迁徙或更早的人科动物的争论,恐怕要花更多时间来解决,或者无法解决。


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