“人往高处走”的最早证明:埃塞俄比亚遗址揭示高海拔史前生命历程

作者: 唐凤

来源: 中国科学报

发布日期: 2019-08-12 08:06:03

近日,德国和瑞士的研究人员在《科学》杂志上发表文章,首次提供证据证明非洲祖先在大约4.5万年前的旧石器时代就已经定居在山区。研究表明,埃塞俄比亚南部的贝尔山脉海拔约4000米,尽管环境恶劣,但在更新世中期,人们已经在该地区的无冰高原上生活。研究人员通过调查贝尔山区芬查哈贝拉遗址附近的岩石沉积物,发现了许多石器、黏土碎片,并利用这些数据证明人类定居时间为距今4.7万至3.1万年前。该研究不仅揭示了人类在非洲定居的历史,还提供了关于人类适应不断变化的环境条件的潜力的重要信息。

在上一个冰河时代,埃塞俄比亚人并不住在低洼的山谷里。相反,他们住在荒凉的贝尔山上。在那里,他们有足够的水、吃大老鼠、用黑曜石制造工具。近日,德国的哈雷—威登堡马丁路德大学(MLU)、科隆大学,瑞士伯尔尼大学等机构研究人员,在最新一期的《科学》杂志上,首次提供证据证明非洲祖先在大约4.5万年前的旧石器时代就已经定居在山区了。

埃塞俄比亚南部的贝尔山脉海拔约4000米,是一个相当不适宜居住的地区:空气中的氧气含量很低、气温波动剧烈,而且经常下雨。MLU土壤生物地球化学教授Bruno Glaser说:“由于这些不利的生活条件,以前人们认为人类只是在较近一段时期才定居在非洲高山地区,而且时间很短。”不过,Glaser与一个由考古学家、土壤学家、古生态学家和生物学家组成的国际团队一起,证明了这个假设是错误的。

大约4.5万年前,在更新世中期,人们就已经在贝尔山脉的无冰高原上生活了很长一段时间。那时,地势较低的山谷已经干旱得无法生存。未参与该研究的美国加州大学默塞德分校人类学教授Mark Aldenderfer在同期《科学》发表的一篇文章中指出,海拔高于2500米的环境的普遍特征——初级生产力低、资源稀缺、极端天气和缺氧——都对人类生存提出了挑战。

考虑到这些限制条件,科学家长期以来一直认为,埃塞俄比亚、中国西藏和安第斯山脉的高海拔高原是人类祖先最后居住的地方之一。但不断涌现的考古证据将人类登上高海拔地区的时间不断提前。今年5月,中外联合研究团队研究表明,可能携带了适应高寒缺氧环境基因(EPAS1)的古老型智人——丹尼索瓦人,已先于现代智人来到青藏高原,且在第四纪最大冰期时成功生活在这一寒冷缺氧的高海拔区域。

这将青藏高原史前人类活动历史由距今4万年推早至距今16万年前。

而几年来,Glaser等人调查了贝尔山区芬查哈贝拉遗址附近的岩石沉积物。科学家发现了许多石器、黏土碎片。我们借助徒步和骑马进行了广泛的调查,以确定贝尔山区岩石洞和露天遗址的位置。大多数岩石洞(超过300个)都有考古沉积物,但很多受到附近饲养的牲畜的干扰,不过芬查哈贝拉遗址很好地防止了自然和人类的干扰。该论文通讯作者之一、科隆大学史前考古研究所博士Gtz Ossendorf告诉《中国科学报》。

之前有研究推测,古人类祖先曾从东非大裂谷附近的遗址短暂“拜访”埃塞俄比亚高原,如Gadeb遗址(海拔2400米,150万年至70万年前),甚至在海拔3000米以上的若干遗址中也发现了类似的人工制品。

Aldenderfer在授权《中国科学报》引用的文章中指出,人们曾在埃塞俄比亚登迪山附近的露天遗址(海拔3000米)发现了可能是阿舍利风格的手斧,但该遗址无法精确测定年代,相关研究组报告其年代估计为公元前50万至20万年,这一数据必须谨慎看待。

那么,是什么阻碍古老人类“征服”贝尔山?Ossendorf提到,贝尔山脉不适宜居住的主要原因是缺氧,加上非常寒冷和冰川气候的影响。

但我们现在知道史前人类有能力适应这些极端环境,他们利用了已有的资源。Glaser团队从土壤中提取了信息。根据土壤中的沉积物,研究人员能够进行广泛的生物标志物和营养分析,以及放射性碳测年,从而弄清有多少人生活在该地区,以及他们何时生活在那里。为此,科学家还开发了一种新型古温度表,可以用来粗略地跟踪该地区的天气——包括温度、湿度和降水。

但这种分析只能在污染少的自然地区进行,否则近期人类影响会使土壤剖面发生很大变化,贝尔山不适宜的居住环境却为这类研究提供了理想的条件。

我们还使用了几种无翅的地面甲虫作为独立于人类的景观标志,因为这些昆虫具有非常独特的特征和严格的湿度和温度偏好。Ossendorf说。利用这些数据,研究人员不仅能够证明人类定居时间为距今4.7万至3.1万年前,而且也可能揭示了这一现象的原因:在最后一个冰河时代,芬查哈贝拉的定居点位于冰川边缘之外,由于冰川是分阶段融化的,所以人们有足够的水可用。

研究人员甚至能说出人们吃了什么:巨型鼹鼠。它们很容易捕猎,有足够的肉和高营养。为了在高海拔地区生存,高热量的摄入和身体压力的减少都是非常重要的。Ossendorf说。此外,附近有火山黑曜石的沉积,他们可以从那里开采黑曜石,并用它制作工具。他们似乎还与低地其他狩猎采集者有联系,例如交换鸵鸟蛋壳、石英石工艺品等。

土壤样品也进一步揭示了更多历史细节。从公元前1万年开始,这个地方第二次被人类居住。而且,这一时期沉积物层也首次含有食草动物的粪便。Glaser说。然而,尽管该环境能让人长期居留,但被人类占据的持久性仍未知。而且,Aldenderfer写道:在科学研究中,语言很重要。对于在高原上工作的考古学家来说,是时候对他们描述和构建发现的术语进行更多思考了。

研究人员需要把考古遗址看作是在不同时间、空间和社会尺度上人类学流动过程的反映。Aldenderfer指出,一小群猎人和采集者不会“殖民”或“征服”自然景观,农民可能会“迁移”,但这个词并没有捕捉到各种人类学流动过程。我们完全同意Aldenderfer的观点;作为考古学家,我们在得出结论时必须非常谨慎。尤其是涉及到‘永久占领’时。对我们来说,这意味着在一个地区,种群至少能连续存活几代。

Ossendorf说,此外,在史前时代/更新世,我们面对的是一小群高度流动的狩猎采集者。这些人从来没有“殖民”一个地区,但在每年的生存周期中会使用某些地区。这也意味着他们从来没有在一个地方久待不动。

因此,在新研究中,研究人员只能判断史前中石器时代的采集者在几千年的时间里不断造访此地,当到达那里后,他们把这个地方用作居住场所或生活区。因此,研究人员表示,与特定任务的短期站点相比,该遗址的使用特性是不同的。无论如何,该研究不仅为人类在非洲定居的历史提供了新的见解,还提供了关于人类在身体、基因和文化上适应不断变化的环境条件的潜力的重要信息。

未来,研究人员将继续挖掘该遗址,并希望从中石器时代沉积物中提取出人类DNA。除此之外,他们希望探索人类对这些高海拔地区的适应能力,并尽可能多地了解该地区的自然气候和环境历史。我们想知道为什么人们会去那里,因为在此期间,我们了解到没有诱因,例如没有气候恶化,导致人们进入山区。因此,我们必须调查为什么人类愿意去那里。Ossendorf说。

措辞需仔细考量《中国科学报》 (2019-08-12 第3版 国际 原题《“人往高处走”的最早证明:埃塞俄比亚遗址揭示高海拔史前生命历程》) 请按下方二维码3秒识别阅读原文相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.aaw8942 https://doi.org/10.1126/science.aay2334

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