在人类演化史上,我们的祖先曾先后3次走出非洲。大约180~150万年前,直立人(晚期猿人)第一次走出非洲,边迁徙边进化边生孩子,最终,足迹和孩子遍布了亚欧大陆。这其中,就有东亚地区的北京猿人和欧洲的海德堡人。
后来,留在非洲大陆上的晚期猿人在演化成早期智人后,第二次走出了非洲。这期间,生活在欧洲平原的海德堡人也逐渐长出越来越大的大脑,学习使用火和石器,逐渐演化成了适应寒冷气候的尼安德特人(也属于早期智人)。与非洲的早期智人相比,尼安德特人有更魁梧的身材,也有更大的脑容量。然而,在随后与第三次走出非洲的晚期智人的冲突和竞争中,尼安德特人与其他的欧洲早期智人一起,退出了历史舞台,只留下了一堆骸骨无声地诉说着历史。
作为现代人的近亲,尼安德特人与现代人类有着十分相似的演化历史。因此,研究他们的演化过程,也有利于了解现代智人的演化。以人的发育为例,由于直立行走导致骨盆变狭窄,为了能够顺利出生,现代智人不得不以“早产儿”的方式提前来到世界上,然后每天吃奶睡觉继续发育。
考古学家在洞穴中挖掘遗骸
在0~3岁时期,婴儿的大脑迅速增大,而为了弥补大脑迅速生长的能量需求,身体发育相对更加迟缓。与现代人相比,尼安德特人的大脑更大、身躯也更粗壮,因此婴儿出生时的困难也更大。那他们是如何处理生育困境的呢?
要在出生后拥有更大的大脑和更粗壮的身体,不外乎两种方法:一种是发育速度更快,另一种则是发育时间更长。以前对尼安德特人的研究表明,这两种策略可能同时存在。不过,对于第一种策略,既要长脑子又要长身体,能量需求之高可想而知;而后者,不仅加重了养育的负担,还拖慢了繁殖的速度,影响种群兴旺。那么尼安德特人到底是如何平衡大脑与身体发育的优先性的?进化是否赋予了他们与现代人不同的方法?这一直是一个未解的疑问。
最近发现的一位尼安德特少年也许能回答这个问题。他叫“J1”。科学家在西班牙阿斯图里亚斯的一个洞穴里发现了J1。一同发现的,还有另外7个成年尼安德特人和6个未成年的尼安德特人。4.9万年前,他们也许就生活在这个洞穴里。在所有发掘出的2500多块骨骼中,J1的骨骼保存比较完整。虽然DNA检测无法确认其性别,但是从犬齿大小和骨骼强壮度来分析,J1极有可能是个男孩。他死亡的时候可能还不到8岁,大约111厘米高,体重26千克。
J1既有恒牙又有乳牙,因此可以从牙生长线估计他的年龄,再与现代人对比发育程度。研究者根据4072个现代儿童的牙齿发育状态判定,J1牙齿的发育成熟度为71.7%到72.1%。由此推测,J1的年龄为约7.69岁。
A.J1的骨骼。可以看到其颅骨、胸骨和上肢完整性较好,但腿(尤其是右腿)的骨骼很少。B.是计算机重建的头盖骨和颅腔模型。C.位于伊比利亚半岛的El Sidron遗址的位置,以及洞穴所在的科尔多瓦地下走廊。
尼安德特少年遗骸旁的三位研究者
骨骼显示,J1已经长出了2号臼齿,这与科学家原先提出的尼安德特人在8岁之后才会长出2号臼齿的结论不同。研究者又参照另外6829个现代儿童,绘出了牙齿随年龄生长速度的概率密度图,并发现J1的各个牙齿的所属阶段与现代儿童吻合得很好,由此证明了所推断年龄的可靠性。
J1的骨骼发育状况如何呢?知道了具体的年龄,通过比对已知生理年龄的骨骼样本,科学家就能进一步了解J1的脊柱发育状况。研究发现,J1的脊椎骨成熟时间普遍较晚,基本都在人类成熟曲线的尽头。J1虽然已经快要8岁了,但是他的部分颈椎、胸椎和腰椎骨的发育情况,只相当于4~6岁的现代儿童。科学家发现,J1骨骼的整体大小和身高基本在现代儿童正常发育的范围之内,但锁骨的快速发育使得身体更快的横向发展从而支撑起头颅。
通过J1的颅骨生长和沉积状态,能计算出他的脑容量大约是1330立方厘米。这大约相当于成年尼安德特人脑容量(1520立方厘米)的87.5%。这表明J1的大脑发育时间也要比现代人更长。现代人7岁时就已经拥有成年人95%的脑容量了。
很有可能,为了在出生后拥有更大的大脑和更粗壮的身体,尼安德特人“延长”了生长发育的时间。J1的第一节颈椎和中间部分胸椎的完全发育要比现代智人晚大约2年,大脑的发育也比现代人时间更长。J1的大部分骨骼发育与现代人类似,但更宽的锁骨使得身体更粗壮些。
我们尚不能排除样本的特殊性,但更有可能的是,J1确实代表了他所属人类亚种的发育模式。澄清已灭绝的人类,特别是尼安德特人与现代人之间的生长模式的异同,有助于更好地定义现代智人的发育历史,由此也能更好地理解我们是如何演化成功的。