一具中国头骨将人类起源推向更久远的过去
中国中部湖北省一处河流阶地发现的一具破碎头骨，已成为讲述人类物种起源的新参照。一个国际团队利用先进扫描和数字重建技术，对第二具郧县人头骨（又称郧县2号）进行了虚拟复原，并将其与一百多件人类化石进行比较。结果显示，它可能属于一个早期支系，该支系包括直立人之外的“龙人”——海德堡人（Homo longi），有时也被称为龙人，以及神秘的丹尼索瓦人。分析表明，通向智人、海德堡人和尼安德特人的主要分支，分化时间远早于许多科学家的估计，或许在130万年前就已发生。
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这一发现重新诠释了人类演化史上的关键篇章。这个阶段常被称为“中间的混乱期”，大致从100万年前延续到30万年前，相关化石令人难以厘清。复原后的郧县2号头骨呈现出引人注目的特征组合：有些特征类似广泛分布的早期人类直立人，另一些则更接近亚洲后来出现的脑容量较大的人类。研究团队认为，郧县2号接近一个亚洲支系的根部，该支系包括海德堡人，也可能包括丹尼索瓦人。如果这一归类成立，那么孕育智人、尼安德特人和丹尼索瓦人的种群，大约在100万年前就已分化为不同群体。
研究人员在郧县头骨中发现了什么
郧县2号于1990年在汉江附近的学堂梁子遗址出土。头骨在埋藏过程中被压扁并发生变形，导致早期鉴定困难。经过仔细的虚拟复原，研究人员得以评估其原始形状和尺寸。这具头骨长而低，眉脊粗壮，脑颅宽而扁平；面部较大但相对扁平，颧骨较低。其颅腔容量超过1100毫升，是目前已知同年代人类中最大的一例，也处于现代人颅腔容量范围的较低区间。额头后倾、眉脊粗壮，同时颧骨较扁平、脑容量较大，这些特征组合使这件化石有别于典型的直立人。
这件化石有多古老
测年依据包括郧县2号所在的沉积层以及伴生的动物化石，并采用了磁性地层学和放射性测年等方法。研究团队估计这具头骨距今94万至110万年。它因此成为亚洲发现的最古老、且脑颅接近现代人形态的大型头骨之一。
新旧特征交织
郧县2号呈现出新旧特征交织的面貌，展现了早期和晚期人类之间的过渡。头骨顶部厚而长，颅顶低，类似直立人。面部宽阔却相对扁平，颧骨低而浅，鼻孔宽大。头骨后部较为扩张，腭部宽阔；耳部区域也有一些独特细节，在其他被认为属于海德堡人群的化石中同样可见。这些共有特征，加上较大的脑容量，与哈尔滨头骨、金牛山等亚洲较晚期化石相符，有助于界定一个独立的亚洲支系。
家谱分化时间早于预期
为梳理不同人群之间的关系，研究人员分析了一百多具头骨和颌骨的测量数据及解剖特征，并构建了系统发育树，即用于估算不同人类群体亲缘关系的分支图。在这项分析中，尼安德特人最先于约138万年前分化。随后，通向智人和海德堡人支系的谱系约在132万年前分开。换言之，丹尼索瓦人及其海德堡人近亲似乎与现代人的关系比与尼安德特人更近。研究将郧县2号置于这一分化点附近，这有助于解释为何这具头骨兼具原始和较为进化的特征。
丹尼索瓦人是谁
人们对丹尼索瓦人的认识主要来自从少数残缺骨骼和牙齿中提取的古DNA。2010年，研究人员在西伯利亚的丹尼索瓦洞首次确认了这一人群。如今，亚洲许多人的基因中都留有丹尼索瓦人祖先的遗传痕迹，在美拉尼西亚和菲律宾的一些人群中，这类遗传成分尤其丰富。新分析认为，丹尼索瓦人属于海德堡人支系；这一支系可由哈尔滨头骨等亚洲化石作为代表。如果这一判断正确，丹尼索瓦人曾在亚洲广泛分布数十万年，与其他人类群体发生过交流，并为现代人群贡献了DNA。
这对人类自身的故事意味着什么
从100万年前到30万年前的人类演化史中，散布着大量难以分类的化石。有些来自非洲，有些来自欧洲，还有许多来自亚洲。科学家长期以来对这些发现如何相互关联意见不一。新研究将亚洲中更新世人类归入海德堡人支系，并认为该支系独立于智人和尼安德特人。这一重新归类或许能解开许多令专家困惑的矛盾，也可能解释为何一些亚洲化石既不像典型直立人，也不像早期现代人。
这项研究还将脑容量较大的人类之间的分化时间推到了100万年前很久之后。如果三大主要分支在那么早的时候就已形成，那么这些分支的早期成员可能长期共存。这意味着不同人类群体相遇、交流乃至杂交的时期可能更长，也会让研究焦点转向亚洲和非洲年代更久远的遗址，以检验这种更早分化的假说。
伦敦自然历史博物馆人类演化研究负责人、该研究合著者克里斯·斯特林格强调了这一发现的重要意义。
这改变了许多既有认识，因为它表明，到100万年前，我们的祖先就已经分化为不同群体。这意味着人类演化中的分化发生得比此前认为的更早，也更为复杂。
一些解读更进一步提出，西亚附近的共同祖先可能演化出了后来形成智人、尼安德特人和丹尼索瓦人的各个分支。这一说法仍有争议。目前普遍接受的最古老早期智人化石仍来自非洲，距今约30万年。新的重建并未改变这一证据记录，但研究认为，后来演化出我们这一物种的更深层祖先群体，与其他人类分化的时间，远早于许多研究提出的时间。
破碎头骨如何通过虚拟技术复原
郧县2号头骨在数万年的时间里受到沉积物重量和地面运动的影响而变形。这类变形会使骨骼弯曲、扭转，掩盖或夸大关键特征。研究团队利用计算机断层扫描穿透岩石基质，以结构光扫描捕捉表面细节，再通过数字反变形技术逆转挤压造成的变形。简单来说，这就像进行数字手术。研究人员将骨骼与石质部分分离，用完好部分的镜像补齐缺失区域，并依据解剖结构限制使各部分重新对齐。
复旦大学及北京中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的倪喜军教授共同领导了这项研究。他谈到团队首次将复原后的头骨与家谱分析结果结合起来时的惊讶之情。
从一开始拿到结果时，我们就觉得难以置信。我们用所有模型和方法反复检验，如今对结果有了信心。我们确实非常兴奋。
研究还获得了一系列亚洲化石的支持。这些化石与郧县2号及哈尔滨头骨有共同的颅骨特征，包括中国的大荔、金牛山化石，以及其他长期难以归类的标本。2022年发现的第三具郧县头骨目前正在整理中。完成分析后，它将为这项复原工作以及将这些化石归入海德堡人支系的做法提供另一项检验。
争议、局限与可能定论的证据
许多遗传学研究估计，现代人、尼安德特人和丹尼索瓦人约在70万至50万年前从共同祖先分化。这些估算依赖突变率和种群历史模型，在遥远的过去难以精确测定。根据头骨特征建立的形态学系统树，为研究古老分化提供了另一种方法，但也有自身局限。无亲缘关系的群体可能平行演化出相似特征，而特征的选择和权重也会影响结果。
一些专家认可郧县2号的复原成果，同时提醒人们谨慎看待家谱所推算的年代。哥本哈根大学人类演化副教授弗里多·韦尔克指出，新的头骨模型是一项重要资源，但需要分子证据来帮助确认其归属。
这具重要头骨的数字复原成果令人振奋。如果得到更多化石和遗传证据的证实，那么这一分化年代将令人意外。另一种可能是，从标本本身提取分子数据，从而提供新的见解，证实或质疑形态学假说。
未参与这项研究的史密森尼国家自然历史博物馆古人类学家瑞安·麦克雷赞赏了复原工作，但对更广泛的系统发育树提出质疑。
这项复原看起来很扎实，与海德堡人和丹尼索瓦人支系的关系也说得通。这棵系统发育树试图用有限的数据同时回答许多棘手问题。研究提出的分化时间早于预期，需要更多化石和遗传证据交叉验证。
百万年前的化石中很少能保存遗传物质，但古蛋白质等其他分子痕迹有时能留存如此之久。扩大非洲、亚洲和欧洲的取样范围，纳入更多完整头骨和颌骨，或许能让整体图景更加清晰。新研究的作者表示，他们计划纳入更多化石和数据，进一步开展分析。
早期人类群体的栖息地与迁徙
新模型引出了一个基本的地理问题：智人、尼安德特人和海德堡人支系的祖先种群生活在非洲境内，还是非洲以外？非洲是人类谱系最早的家园，也保存着距今约30万年的最古老智人化石。与此同时，直立人近200万年前就已扩散到欧亚大陆，亚洲也有许多中更新世遗址。如果不同谱系在约130万年前深度分化，这一过程可能涉及分布在两大洲的种群。
越来越多的证据表明，古人类具有迁徙能力，组成小型群体，并会在相遇时发生杂交。尼安德特人与丹尼索瓦人都曾与现代人发生基因交流；如今人群中留存的丹尼索瓦人DNA痕迹则表明，海德堡人支系曾广泛分布于亚洲。这种分布更符合一种偶尔相互交流的分支演化图景，而非某一群体彻底取代另一群体。一百万年的时间足以让不同谱系相遇并交融。
目前较为稳妥的解读是，郧县2号展现了一个重要亚洲人类支系的早期阶段。这个支系脑容量较大、面部较扁平，可能包括丹尼索瓦人。研究认为，该支系与后来演化出现代人的谱系在100多万年前就已分化。这种分化发生在非洲、西亚还是更广阔的区域，仍有待未来的发现检验。每一具能够可靠测年并完成复原的新头骨或颌骨，都可能再次改变人们对这一图景的认识。
要点
- 对中国中部郧县2号头骨的虚拟复原显示，它接近海德堡人支系的根部，该支系可能包括丹尼索瓦人。
- 测年结果显示，这件化石距今94万至110万年，是亚洲发现的最古老、且脑颅接近现代人形态的大型头骨之一。
- 一项对一百多件化石的新分析显示，尼安德特人大约在138万年前分化，海德堡人与智人谱系则约在132万年前分开。
- 研究提出，丹尼索瓦人与智人的关系比与尼安德特人更近，这一观点对常见的遗传学模型提出了挑战。
- 哈尔滨、大荔和金牛山等亚洲中更新世化石与海德堡人支系相符，有助于解决长期存在的分类难题。
- 专家认可这项复原工作，但提醒人们，古老的分化年代需要通过遗传或蛋白质证据以及更多化石来确认。
- 研究结果并未改变非洲出土的最古老、且普遍认可的智人化石记录，但将人类谱系更深层的分化时间推到了100万年前很久之后。
- 2022年发现的第三具郧县头骨，以及未来在非洲和亚洲的新发现，可能有助于检验并完善这一家谱假说。
