黃土高原上發現的石器，或將古人類離開非洲的時間提前

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這篇論文的審稿人之一美國德克薩斯大學奧斯汀分校人類學及地質科學系John Kappelman，受邀為這一篇論文撰寫了新聞與觀點文章：An early hominin arrival in Asia

在中國發掘出的石器將非洲以外最早確定有古人類存在跡象的時間推前至約210萬年前。

想像一個幾乎沒有人類的世界。這是後啟示錄科幻小說常用的主題，而直到早期人族（包括演化樹上的人類、人屬已滅絕的物種以及其他親緣關係接近的雙足行走物種）走出非洲、邁入未知疆域、並最終遍布全球之前，地球歷史的絕大部分時間裡都沒有人類的存在。

那麼最初是哪些古人類開啟了這一段旅程？他們是何時、如何、通過哪些路徑遷徙的？通過田野研究，發掘人類早期擴散所留下的蛛絲馬跡，可以得到問題的部分答案，也有助於我們理解古人類的行為。在《自然》雜誌的一篇論文里，朱照宇等人報告了在200多萬年前的中國有過古人類活動的相關證據。這項研究把我們所知古人類在非洲以外存在的時間段提前了。

上陳遺址的地貌，考古人員在古地磁採樣和人工製品採集。

Zhuet al.

要想確定一個物種最早出現的時間，首先得有能證明它存在過的確鑿無疑的證據，另外也要有堅實的證據證明含有這麼一個樣本的地質材料的年代。常見物種的遺骸在其生活區域的化石沉積物里通常很容易找到。

相較而言，古人類的種群數量很可能非常小，這使得他們的化石遺骸一般也很稀少，因此單單一節指骨就足夠用來證明其存在了。不過，古人類至少在330萬年前就開始用石頭製作工具了，那些有意打制的礫石和石片也可以用來證明他們的存在。

此前，已知非洲以外最古老的人類遺址位於喬治亞的Dmanisi，那裡的發掘成果振奮人心：多具約185至178萬年前的古人類遺骸和石器工具。而從歐洲西部到亞洲東部的眾多更晚期的古人類遺址也已經被徹頭徹尾地調查過了。

朱照宇團隊在位於黃土高原的藍田縣玉山鎮上陳村（下稱「上陳遺址」，詳見圖一）只發掘出了石器，他們據此報告當地有古人類存在過的跡象。他們還發現這些石器分布在約210萬年前的沉積層里。

圖一 | 古人類遺址。朱照宇團隊報告了他們在中國黃土高原上陳遺址發現的約210萬年前的石器，這是非洲以外已知最早的人族存在過的證據。圖中標出了一部分重要的早期古人類化石和石器遺址的年代與位置。

很多古人類遺址的年代是通過像放射性測年或火山岩化學指紋斷代這樣的方法估算出來的。由於上陳遺址沒有火山岩，朱照宇團隊採用了古地磁測年法來分析相關沉積層——被稱作古土壤（化石化的土壤）和黃土（風力搬運的粉砂土）。

這項技術的原理是地磁場會隨機發生北極變成南極（或相反）的倒轉。沉積物中的磁性礦物會像小型指南針一樣記錄下極性，當含有磁性礦物的沉積物成岩之後，那個時期的地磁極性就會被「鎖」在裡面。這些古代沉積層里磁極倒轉的模式為我們提供了一個「指紋」，它可以被用來與一種叫做地磁極性年表（GPTS）的年代參考相比對。

上陳遺址的地表基岩（露頭）陡峭而深切，還有著植被覆蓋的斜坡，這使得樣本採集成了字面意義上的飛檐走壁。作者收集到的數據與GPTS的相關性是令人信服的，同時他們還成功從GPTS里識別出了兩個值得注意的時期（短暫的留尼旺地磁極性亞期（Réunion Subchron）與它之後稍長的奧杜威亞期(Olduvai Subchron)），而埋有最古老的石製品的地層就處於它們之間的年代。

那麼我們能確信研究者們找到的就是遺址里最早的一批石器嗎？因為當地正處於農耕期，他們無法進一步研究更深的地層，所以未來的工作目標應當是調查這些地層。

上陳遺址中S27和L28層挖掘探槽。

Zhuet al.

朱照宇團隊分析的96件出土石器主要是小型石片和礫石，它們與其周圍更為精細的地質材料形成了鮮明的反差。他們提出當時的人類是從秦嶺的山裡把這些岩石運到南面的。如果能確定石頭的確切來源，我們將能掌握一條重要信息：這些古人類把原材料運輸了多遠。

這些石器的形式很簡單：手掌大小的石核、少量從石核上打下的石片（其中一些後來明顯被重磨過）以及若干可能被用作石錘的礫石。上陳石器的這些特徵與非洲近似年代的石器非常相似。

作者並未報告石片相互之間、或者石片與它們原先所在的石核之間有任何匹配的拼合，因此石片可能是在其它地方生產的。不過，由於陡坡的存在，他們很難在遺址現場開展大規模的挖掘，所以這種可能性還有待更全面的檢驗。

在上陳舊石器時期遺址的地層S27-L28（2.09-2.12Ma）、L27（1.95-2.09Ma）、L25（1.73-1.80Ma）和S23（1.59-1.65Ma）中發現的人工製品。Ma表示百萬年。

Zhuet al.

這些石器的用途是什麼呢？朱照宇團隊注意到在最古老的石器附近還發現有動物遺骸，這其中包括了牛科動物（含羚羊和黃牛）、鹿科動物和豬科動物的骨骼。他們在論文里沒有說明這樣的關聯是否為古人類使用工具處理動物屍體提供了證據。

如果我們要評估這種可能性，必須要在動物骨骼上找出以下這類痕迹：切痕（這意味著人類用工具來切肉）；裂痕（意味通過錘擊來提取骨髓）；工具的磨損；或是在工具上有生物殘留痕迹的存在。如果以後有人要研究這個問題，那麼像殘留物分析這類研究方法的應用可能會受到石器在復原後的清潔程度的影響。

古人類可能起源於600多萬年前的非洲大陸。而在歐亞大陸，既沒有年代那麼早的人類遺址，也沒有任何可以歸類於如南方古猿屬和傍人屬的早期人類（他們直到約100萬年前才從非洲滅絕）的化石。這表明人屬的某個種才是古人類里最可能首先走出非洲的。

在非洲出土的能夠被歸為人屬的化石里，已知最古老的是來自衣索比亞的一塊280萬年前的顎骨，它為人屬最早可能離開非洲的時間提供了一個估計範圍。當然，實際的時間可能比那要晚一些。

古人類的擴散很可能是在更新世冰期多變的氣候條件下發生的。向高緯度地區的遷徙是否意味著他們對寒冷氣候演化出了行為上的適應？有這種可能。

黃土高原的古土壤在相對宜人的、溫暖潮濕的環境下形成，而黃土則在更嚴酷的、寒冷乾燥的條件下形成，這樣的傳統解釋很可能是一種過度簡化。但在上陳遺址，埋有石器的古土壤層比黃土層要多出大概一倍。可見佔據黃土高原的古人類可能隨氣候變化發生種群數量的增減，而不是維持著一個持續穩定的存在。

從非洲東部到亞洲東部大約14000公里的跋涉代表了古人類分布範圍的一次急劇擴張。在他們開疆拓土、填補空缺生態位之時，其人口也在增長，這很可能促成了這一波擴散，而另一個可能的推動因素是導致如今狩獵採集社會高流動性的資源枯竭現象。

然而即便只有每年5-15公里的擴散速度（這個值完全落在現代狩獵採集者每天的覓食範圍內），亞非之間的路程也可以在僅僅1000-3000年內就走完。現有的古人類遺址記錄和研究者可用的測年技術還不足以解析有著這樣一個潛在速度的擴散事件，或是確定它具體的形式，但是我們當然可以期待未來有更多發現來幫助解答這個遷徙之謎。

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原文以An early hominin arrival in Asia為標題

發布在2018年7月11日的《自然》新聞與觀點上

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