撰文 | 郭林林

责编 | 陈晓雪

 

●　●　●

 

科学界对于人类何时开始直立双足行走，以及为何直立行走一直争论不断。传统的理论，即非洲稀树草原作为南方古猿出现的训练场，古猿被迫到陆地生存才直立行走的理论，也受到各方证据的挑战。例如2002年在非洲发现的撒海尔人乍得种(Sahelanthropus tchadensis)，是目前发现的最早的人科成员。通过对其头盖骨枕骨大孔的位置和形态推论，它可能是双足行走的，但其化石年代距今约700万年，远早于500万年前非洲稀树草原的形成时间。

 

或发现最早人类足迹？

 

最近，来自波兰、瑞典、美国等国的研究人员发现，距今580万年的希腊克里特岛发现的足迹化石可能是早期人类成员留下的。

 

在此之前，著名古人类学家玛丽·利基1975年在坦桑尼亚发现的莱托里足迹被认为是最早的人类足迹，距今约366万年。克里特岛足迹化石的新发现，或将人类双足行走的直接记录“足迹”往前推了200万年左右。这一结果极大地挑战了传统的人类演化理论，瑞典乌普萨拉大学8月31日发布的新闻稿说道。

 

2017年7月，《地质学家学会进展》（Proceedings of the Geologists’s Association）发表了这一研究。

 

考古学家在希腊克里特岛西部的小岛Trachilos上发现了晚中新世留下的四足动物[注1]的足迹（遗迹化石）。它出现在墨西拿阶（晚中新世晚期）新兴的海平面上，或者说是边缘海演替的位置。Trachilos岛海岸的岩石位于一个盆地当中，是浅海环境的碳酸盐和硅质碎屑岩相连组成的沉积层。望其顶层，粗粒的陆源沉积层覆盖了海相沉积层。陆源沉积层是在墨西拿盐度危机[注2]中因气候干燥形成的，距今约560万年。陆源沉积层迅速覆盖了浅水环境，很好地保存了一些遗迹化石。在同一层位还出土了大量的水生动物化石，研究人员在足迹表层提取到11个有孔虫样本，通过微古生物学分析，并结合地层顺序的分析，推断这些足迹在850万年到560万年前形成。

 

 

►图3，克里特岛上最小的脚印（a）长 105mm，稍大的脚印（b）长135mm，最大的脚印（c）长154mm

 

根据化石的形态分析来看，科学家们认为，早期人科成员直立行走留下的这些足迹的可能性较大。

 

对于这些足迹，研究人员没有发现前肢的印迹，而且其 “制造者”没有爪，而是五趾的双足，内侧趾比外侧发达得多。印迹显示出未分离的第一趾（拇趾），它有着窄窄的趾骨颈，和不对称的球形跖趾关节区域的形态。其余2-5趾的印迹相对较小，整个趾区也是强烈不对称的。在拇趾区域留下了很大的球形印迹（如图3 ba的位置）。趾区的形态实际上反映了跖骨的结构。四足行走的动物，如猫、狗，熊（见图4，ab）都是呈中轴线对称分布的，而人类的第一跖骨要比其他四个跖骨粗壮，第一跖骨头是足弓中内侧纵弓的前端承重点，在人走路时承载着整个身体的重量，因此会在第一跖趾关节处形成球形印迹。

 

研究人员将该足迹和其他动物足迹做了对比，新近纪旧大陆能留下类似足迹的只有猿类、猴子和熊。虽然熊的足迹也有可能不留下爪印，但是作为食肉动物，它的拇趾形态和该足迹差异很大。而其他猴子或猿类，如黑猩猩，甚至山猿（科学家推断的另一种可能留下该足迹的灵长类），它们的拇趾和第二趾形成L形，中间有很大的空隙，也与其形态相差很远。研究人员也将足迹和现代人类做了对比，发现它们之间也有差别。不过，对比数据显示，与非人灵长类动物相比，该足迹还是与现代人类足迹的形态更加接近。

 

►图4，该足迹g与其他动物的足迹对比：a，b：棕熊，c：长尾猴 d：低地大猩猩 e：黑猩猩 f，h：现代人 i：古代人类

 

不过，该足迹的发现地点和年代使这一推断充满争议，本文作者的作者之一、瑞典乌普萨拉大学的古生物学家Per Ahlberg说。到目前为止，我们所有已知的180万年前的人类化石都是在非洲出土的，而在欧洲发现了年代如此久远的足迹，与教科书里面人类“走出非洲”的故事相悖。

 

因此，科学家们认为，这一足迹也可能是迄今还未知的晚中新世某灵长类动物留下的，它们在趋同演化中产生了类似人类足部的解剖学特征。

 

人类足迹化石帮助揭开远古祖先历史

 

人类足迹化石是研究远古祖先的重要材料。在发现克里特岛足迹化石前，科学家们认为莱托里足迹是最早的人科成员的足迹化石，其测年数据约为366万年左右。很多人类学家认为，莱托里脚印是南方古猿阿法种留下的，家喻户晓的露西骨架化石也是这一种群留下的。根据莱托里足迹的步态，科学家们推断这些人科成员在直立行走时，虽然其步态和现代人很接近了，但还不是那样的轻松自如。

 

美国《国家地理》也曾报道过古代人类脚印化石的研究，也就是本文图4i图引用作为对比的古人类足迹，人们在肯尼亚北部发现了它。科学家分析，该足迹可能属于东非直立人，距今约150万年，足迹的形态显示出退化了的大拇趾，与现代人类似，并拥有弹簧样的足弓，适合于奔跑和跳跃。

 

2003年，Nature报道了在意大利那不勒斯市北部死火山上发现的百余个脚掌和手掌印，距今约35万年。科学家推测，这些脚印和手掌印化石可能是海德堡人留下的。考虑到它们位于一个斜坡地形上，这也许是我们第一次发现直立人用手攀登陡坡的证据。

 

而位于罗马尼亚的瓦尔托普洞穴，曾经出土过距今约6.2万年的尼安德特人的足迹。根据这个22厘米长的脚印，科学家推断该尼人的身高为1.46米。2002年，澳大利亚东南部威兰德拉湖区发现了457个脚印，距今约2万年，表现出男女老少，行走奔跑各异的形态，其中一名约2米高的男子奔跑速度能达到每小时20公里。这是迄今为止发现的最大规模的更新世足迹。

 

2003年，英国利物浦约翰·莫里斯大学地质考古学家冈萨雷斯在墨西哥发现了269个人类以及动物脚印化石。这些化石距今4万年，为人类何时从西伯利亚迁徙到中美洲提供了新的参考证据。

 

时间更近一些的发现，比如在法国的丰塔内洞穴和尼奥洞穴，科学家已经发现数百个末次冰期末期（1.15万年以前）的脚印，很多是赤脚的儿童追逐小型动物留下的，为我们对比现代儿童足部结构提供了重要证据。再近一些，日本古水稻田地表和阿根廷海边全新世初期地表都发现了人类足迹，距今不超过1万年。英格兰默西河口3600年前的潮泥滩上发现的一些脚印表现出拇趾缺失或愈合的特征，为我们提供了古病理学方面的考古信息。

 

越来越多的人类足迹化石被发现，或是为我们提供了古人类行走方式的证据，或是提供了可能的人口分布和迁徙路线，为我们解开古人类的种种谜团提供了种种帮助。随着科技的发展和更多化石证据的发现，早期人类双足行走的问题也将得到更好的诠释。

 

注1：这里说的四足动物，只是其分类学的名称，而不是指的用四足行走的动物

注2：墨西拿盐度危机：距今大约560万年前，地中海大西洋还未连接，所谓“墨西拿盐度危机”（Messinian salinity crisis）的时期，是指的随着气候变化，地中海海水大量蒸发，海平面急剧下降，留下很厚的含盐量很好的沉积层，这一段时期叫做墨西拿盐度危机。

 

参考文献：

[1] G.D. Gierlinski, et al., Possible hominin footprints from the late Miocene (c. 5.7 Ma) of Crete?, Proc. Geol. Assoc. (2017).

[2] 刘扬：《人类的脚印》，《化石》2012年第3期。

[3] Colin Renfrew & Paul Bahn, Archaeology Theories, Methods and Practice, 6th Edition, (P343-P345)

图片来源：

http://dx.doi.org/10.1016/j.pgeola.2017.07.006