盘点2009《科学》年度十大科学突破（组图）

编者按

　　每到岁末，自然科学多个领域会有各种年度重要进展的评选和回顾，其中美国《科学》周刊的年度十大科技进展的权威性一直被大家认可。上周出版的《科学》(封面如上图)依例公布了该刊评出的年度十大科学突破，其中对一具距今440万年、可能是人类祖先的古生物骨骼化石的研究拔得今年最重要科学突破排行榜的头筹。为使读者能从这份排行榜中读到更多信息，我们约请国内相关领域的专家就其中部分突破的科学意义作出解读，敬请关注。

　　1.对早期人类进化的新认识

　　一个罕见的、440万年前的骨骼化石拉开了揭示我们最早祖先的令人惊讶的身体结构和生活环境的序幕。

　　只有个别化石成为人类进化历史的主要表型特征。它们包括迄今发现的第一具古人类骨骼，来自德国的尼安德谷的穴居人(也称尼安德特人，Neandertal)；1924年在南非发现的汤恩小孩(Taungchild)，它首次揭示了人类祖先生活在非洲；还有著名的露西(Lucy)，它的部分骨架进一步揭示了人类进化历程的关键阶段。2009年，它们有了一个新成员：阿迪(Ardi)，这是迄今为止已知的最古老的人类祖先骨骼，在埃塞俄比亚的阿法尔洼地发现了至少35个跟她同种的个体。

　　阿迪是440万年前的女性，她给人类过去的模糊时间提供了新的证据。发现者将其命名为地猿始祖种(Ardipithecus ramidus)，这个名字在阿法尔(Afar)语中是“根”和“地上”的意思，用来描述一种在地面上生活的类人猿。她位于人类系统树的根附近。虽然有些古人类是更老的，但阿迪是这些久远的古人类中最完整的标本。她骨架的125个部分包括大部分的头骨和牙齿，以及骨盆、手、胳膊、腿和脚。

　　当1994年首次发现阿迪的物种化石时，它们立即被公认为是自露西以后最重要的化石。但兴奋很快被阿迪的恶劣条件所冲淡，她的较大的骨头被压碎而且容易损坏。一个多学科小组用了15年时间来挖掘她，并用数字技术来排除扭曲并分析她的骨骼。

　　期待已久的阿迪的骨架终于在今年10月发表于《科学》的印刷版和网络版上，共11篇论文。她的发现者提出：她是一种人族中的新种，人族包括人类和我们的祖先，但没有其他现存的类人猿的祖先。他们说阿迪的不寻常结构不像现存的类人猿或更高的古人类如露西。阿迪揭示出这古老的结构变化，为人类的直立行走奠定了基础。

　　并非所有的古人类学家都认为地猿始祖种是我们的祖先，甚至是人族，但是并没有人怀疑这个新证据的重要性。研究人员相信阿迪及其物种的其它标本，为人类进化的最根本问题提供了一些新的和令人吃惊的资料财富。这些问题是：我们怎样才能识别人类大家庭的最早成员？直立行走是如何演变而来的？人类与黑猩猩的最后一个共同祖先是什么样子的？从现在开始，研究人员将从阿迪身上来寻找这些问题的答案。

　　阿迪最令人惊讶的是，她不是南方古猿和与人类有共同祖先的、像现存的黑猩猩和大猩猩之间的过渡体。她有一个120厘米高的身体和比黑猩猩略大的大脑，比露西(Lucy)更原始。但是，她看上去并不像一个非洲猿或者迄今为止已知的更古老的猿。

　　研究人员在仔细思考人族的定义，他们也想知道阿迪在人类家谱中的确切位置。这一发现团队建议做出一个假设，即地猿(Ardipithecus)产生了露西的属南方古猿(Australopithecus)，现在普遍认为我们人族的基因是从露西那儿遗传来的。但他们也指出，阿迪可能是一个分支，与我们的直接祖先是姊妹种，但是它们的宗族已经灭绝。

　　在达尔文诞辰200周年的这一年中，研究人员终于突破了400万年的障碍来了解我们的起源。我们最早祖先的模型可以从大量新的数据和多个有力证据中得到信息。

　　点评 “阿迪”的新启示

　　吴新智

　　地猿化石最早的正式科研报告发表于1994年的英国《自然》杂志，当时被定名为南方古猿始祖种(Australopithecus ramidus)。这批化石代表生活在距今440万年前的最早人类。1995年怀特等又在英国“自然”杂志上发表论文，将这种古人类的属名改为地猿(Ardipithecus)，种名依旧，还是始祖种。

　　地猿保持最早人类的位置直到2000年法国古人类学家报道在非洲肯尼亚发现了600万年前的人类化石(后经研究，正式定名为“原初人土根种”(Orrorin tugenensis))。2001年在非洲内陆的乍得发现600-700万年前的撒海尔人乍得种(Sahelanthropus tchadensis)。原初人只发现四肢骨，没有头骨出土；撒海尔人只发现一具变形了的头骨，其进化位置还有争议，有人认为这个头骨属于大猩猩的祖先。而地猿的遗址经过多年持续的发掘获得的人类化石和其他材料比上两处都丰富得多，包含着关于最初人类更多的形态和其他有关的科学信息。

　　经过十余年的科学研究，怀特和他的团队2009年10月在美国的“科学”杂志发表了11篇论文，比较全面地阐述了关于地猿的科研成果：

　　估计地猿始祖种女性个体身高1.2米，体重50公斤，脑量300-350毫升，与身长相比是很小的。颜面中部似猿，相当突出，但颜面下部却不像现代猿那样特别地突出，地猿颧骨上颌骨不像南方古猿那样宽阔且位置靠前。头骨特征这样的组合显示这种中新世人类与现代猿和南方古猿两者都不同。上犬齿更像人类的粗短型，而不像大多数其他灵长类那样长而尖。分析牙齿釉质，推测其食物是多样的，包括硬壳果和叶子等以林地为基础的食物。肱骨和尺骨的特征与较晚的人类相似。手和腕混合了原始的和一些新的特征，不具有像黑猩猩和大猩猩适应于在树上悬挂，在树间轻松地荡来荡去，在地面用指关节行走的那些特征。她的手掌和手指相对短而灵活。骨盆和髋骨显示出的臀肌位置表示能够直立行走，双脚结实，适合于行走。大趾外展，能够握执和攀树。

　　从地猿的这些特征推测，人类适应两足直立行走行动方式的形态特征是在与现代猿从共同祖先分离以后不久才开始出现的，而不是以现代猿那样的模式为基础演化所成。自从达尔文以来，人们通常以现代猿为基础推测和复原人类最早祖先的起源和演化的过程。地猿的研究指示，尽管我们与黑猩猩在遗传方面很相似，但是人和猿的最近共同祖先可能与现生的任何非洲猿实质上很不相同，人和猿都是通过很不同的进化道路变得高度特化的结果。

　　综上所述，对地猿的研究增进了人们对最早期人类形态和行为的认识，启发人们对人猿共同祖先和人类起源过程作新的思考。但是毕竟迄今出土的化石和能够用以进行比较研究的材料都很有限，目前所得出的结论还有待于发现更多新化石来检验。(作者为中科院院士、中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员)