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解开栾川“古老小孩子”化石密码

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发掘单位:陕西省考古研究院、宝鸡市考古研究所、渭滨区博物馆 
发掘领队:刘军社   

  直立人是人类演化史上非常关键的一个种。他们最早开始用火,以狩猎作为生活的重要部分,他们可以制造石器,还能像现代人那样奔跑。

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2012年6月22日陕西省宝鸡市渭滨区石鼓镇石嘴头村四组村民在村中开挖房屋地基时发现铜器,随后立刻向文物部门报告。文物部门即派遣考古人员赶赴现场,经勘查为一座古代墓葬。随即陕西省文物局决定,由陕西省考古研究院、宝鸡市考古研究所、渭滨区博物馆组成石鼓山考古队开展抢救性发掘工作。

  2012年,洛阳市文物考古研究院在河南栾川孙家洞进行抢救性发掘,在原生层位发现了古人类化石。尔后,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所与洛阳市文物考古研究院合作,在其中惊喜地发现了十分珍贵的直立人儿童化石。近期,这一研究成果发表在了《人类学学报》上。

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解开栾川“古老小孩子”化石密码。   
该墓葬位于石嘴头村四组所在的石鼓山上,石鼓山南依秦岭,北临渭河,东濒茵香河,西有巨家河。地势高耸,位置优越。上世纪80年代以后,西北大学、陕西省考古研究院和宝鸡市考古研究所等单位曾在此开展考古工作,发现了一批新石器时代和商周时期的重要遗存,为关中地区考古学文化研究提供了重要资料。

  古老儿童生长发育接近现代人

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2012年3月20日,4月14日曾两次出土西周铜器,据6月发现的这座墓葬推测前两次出土的铜器应出自于墓葬,故依次编号为石鼓山M1、M2、M3。现将石鼓山M3的有关情况介绍如下:

  对现代人和现生灵长类研究发现,现代人具有独特的牙齿生长模式和生活史,明显区别于其他灵长类动物,表现在牙齿萌出顺序不同、恒齿萌出时间及间隔延长、第一臼齿萌出年龄延迟、儿童生长期延长、性成熟晚、首次生育年龄大、寿命长等特点。

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    一   墓葬形制   

  而现代人独特的牙齿生长模式及生活史,在人类演化过程中何时出现,是一个非常重要的问题,至今科学家仍没有找到答案。该研究指出,其中一个主要原因,是缺乏足够的各阶段、各类群的幼年化石材料。

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石鼓山M3为一座长方形竖穴土圹墓,高程688米,方向190°,墓长4.3米,宽3.6米,残深2.40米。由于村民取土和平整宅基地,墓葬上部不存,依据M3南部土崖5.60米的高度和地形地势判断,墓葬的深度应在7—8米之间。墓壁发现竖直或自右向左斜向工具痕迹,工具痕长约30—60,宽约3.5—4厘米。

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墓葬填土为浅褐色五花土。墓葬上部发现残存木车迹象,由于村民取土、墓室塌陷等原因,车厢、车轮等不清晰,根据出土的车軎、横末饰、铜鸟饰等的位置判断有一辆木车。 

  1984年在肯尼亚北部特卡纳湖西岸,科学家发现了死于160多万年前的直立人“特卡纳男孩”,当时推测他的年龄为9岁。这个发现曾轰动一时,因为他是目前为止人类发现的最完整的古人类骨骼,包括头骨片、下颌骨、牙齿、臂骨、腿骨、脊椎骨、肋骨、骨盆。

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墓葬下部四周筑有熟土二层台,南宽0.9米、北宽0.7米,东、西宽1.15米,高1.05米。二层台上放置有兵器、马器等,以北二层台和西二层台北部最为集中。还发现有红色、赭色的颜料及类似漆皮等物。在二层台上部0.55、0.8、0.86米的东、北、西壁向外挖有壁龛。自东、北、西依次编号K1~K6。K1位于东壁中部偏北,高0.75米、宽0.6米、进深0.4米。K2位于东壁北部,高0.75米、宽0.5米、进深0.45米。K3位于北壁东部,高0.5、宽2.3、进深0.45米。K4位于北壁西部,高0.55米、宽0.65米、进深0.5米。K5位于西壁北部,高0.5、宽0.45、进深0.35米。K6位于西壁中部偏北,高0.35米、宽0.7米、进深0.5米。K1、K2间距0.2,K3、K4间距0.1米,K5、K6间距0.6米。除K5外,其余龛内均放置有随葬品。随葬品提取后,在龛内壁发现有开挖的工具痕迹,除类似墓壁的工具痕迹外,有尖锐工具开挖的迹象。墓葬清理完成打掉二层台后,墓壁上发现有脚窝。

  再比如,西班牙阿塔普埃尔卡山格兰多利纳洞穴中曾被发现了人类最早达到欧洲的证据,距今80万~120万年的“先驱人”。其中,大部分个体属于儿童,包括前额骨、一个完整的面部骨骼、下颌、牙齿、手臂和脚以及膝盖骨。许多骨头上面布满划痕,科学家认为它们是被石制工具所切削过的。

 

 

  但中科院古脊椎所研究员赵凌霞表示,“至今这些儿童的生长模式是否与现代人一致,科学家还难以确定,因为更多儿童及未成年化石发现及其年龄鉴定是解决这一问题的关键”。

图一  凌家滩M15出土水晶耳珰及其遗物分布组合(依张敬国图,1991年,改订)

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  此次在栾川孙家洞中,考古学家总共发现了6件古人类化石,包括上颌残块、下颌残块和4枚牙齿,分别是上颌第二前臼齿、下颌外侧门齿、2个下颌第二臼齿。这些化石分别属于三个个体,其中有两个是未成年个体。

 

 

  科研人员根据这些儿童标本的观察分析,特别是上颌、下颌两件标本,发现其第一臼齿刚刚萌出时间不长,仅有轻微程度的磨耗,牙根还在生长之中,同时牙床中还有未萌出的牙齿正在生长之中。初步推断,牙齿发育阶段与6~7
岁的现代儿童相当。另一单颗牙齿,从牙冠和牙根发育状况看,则估计相当于现代人11
岁左右的青少年。

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K3内器物出土情形

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葬具位于墓室中部二层台以内,为木质。依据腐朽痕迹判定是两椁一棺。两椁为外椁、内椁。外椁四面紧贴二层台四壁,四角各竖立方木1根,在二层台边沿东西向铺设12块木板作为外椁顶。外椁高1、长2.7、宽1.3米。外椁顶其中的一块木板长3.25米、宽0.45米、厚0.05米。内椁位于外椁以内、木棺之外,长2.3米、宽0.98米。椁板厚约0.06米。墓室中部、内椁内放置一棺,长1.8米、宽0.7米。棺顶部有用小铜泡呈“T”字形装饰。墓底南、北部横向放置圆枕木各1根,两端穿入二层台底部,未及墓壁。南枕木长2.1、直径0.3米;北枕木长1.6米、直径0.22米。两根枕木间距1.8米。棺内发现骨骸1具,已腐朽呈粉状。棺内中北部发现直条状骨粉,疑为腿骨腐朽后痕迹。据此推测墓主头向南。棺内出土有玉璧等。

  根据赵凌霞的介绍,栾川古人类儿童的第一臼齿萌出年龄接近6岁,而且第一臼齿和第二臼齿的萌出时间间隔比较长,这两项重要生理指标揭示了,栾川直立人儿童的牙齿生长模式已经与现代人接近或者相当。

图二 
凌家滩水晶耳珰(M15:34)凹槽部分的区分(依张敬国、杨竹英、陈启贤,2002)

 
    二   出土器物   

  “考虑到现代人和现生灵长类第一臼齿萌出年龄与其生活史重要参数,比如新生儿脑量、成人脑量、幼儿生长期、青少年及性成熟年龄、初次生育年龄、寿命等有密切相关性,初步推测栾川直立人可能已经具有了接近或相似于现代人的生长发育模式和生活史特点。”

 

 

  不过,赵凌霞也提到,想要真正了解这一古老型人类的生长模式和生活史特征,必须对栾川儿童的年龄作更精确的鉴定,借助无损微观技术进一步观察其内部的结构。

(原文载于《线切割vs.砣切割~凌家滩水晶耳珰凹槽的制作实验》,《故宫学术季刊》2005年23卷第1期。

    石鼓山M3填土中出土器物16件(组),分别为车马器、兵器、工具等。   

  中国古人类牙齿化石的共性

 

   
墓室内出土器物(不含石膏打包提取部分)计101件(组)。主要有铜礼器、兵器、马器等。铜礼器14类31件,有鼎6,簋6,禁2,卣6,彝1,尊1,壶1,甗1,罍1,盉1,盘1,爵1,觯1,斗2。铜兵器30件,有戈、戟、矛等,以戟最多。铜马器25件(组),以铜泡最多,另有节约、当卢、马镳、弓形器等。铜工具5件,有斧、锛、凿等。陶器仅高领袋足鬲1件。还有铜饰、铜铃、玉璧、贝、蚌泡等9件(组)。
 
  
   
铜礼器主要放置于墓葬的壁龛内,个别壁龛由于空间狭小,内置的器物是相互套放的。K1内置礼器3件,分别为鼎2、簋1。K2内置礼器7件,分别为簋4、甗1、鼎2。另有铜戈1件。K3内置礼器16件,分别为禁2,彝1、觯1,卣5、壶1、盉1、斗2、罍1、尊1、爵1。另有铜斧1件。K4内置礼器2件,分别为方座簋1、鼎1。另有高领袋足鬲、铜戈、铜锛各1件。K5龛内仅发现漆皮类物质。K6内置礼器2件,分别为盘1、卣1。盘覆盖于一漆器上。另外1件铜鼎位于北二层台西部(K4下方),出土时口朝下,一足被压断,疑此鼎本在K4,后因某种原因掉到二层台上。

  栾川孙家洞出土的化石中,还包含了丰富的哺乳动物化石。比如,肿骨大角鹿、李氏野猪、中国鬣狗、梅氏犀、葛氏斑鹿等中国中更新世时期常见的代表性种类,同时还有大熊猫、貘、梅氏犀、竹鼠等华南更新世常见种类。科学家也是凭此判断,栾川古人类化石的时代应该是更新世中期。

 

  
   
铜鼎6件,分别为扉棱鼎、乳丁纹鼎、鸟父甲鼎、正鼎、中臣登鼎、素面圆鼎等。铜簋6件,分别为4件盆式簋形制、纹饰相同,大小略有差异。又有双耳簋、方座簋各1件。铜禁2件,分别为1号禁、2号禁。提梁卣6件,两两一组,各组形制、纹饰相同,大小差异。分别为户卣甲和户卣乙、冉父乙卣和重父乙卣、单父丁卣和凤鸟纹卣。铜斗2件,分别为1号斗、2号斗。其余分别为户彝、父癸尊、父甲壶、万甗、亚羌父乙罍、冉盉、癸盘、父癸爵、铜觯各1件。

  不过,直立人与早期智人牙齿大小和形态并不容易区分,栾川孙家洞古人类究竟更接近哪一种?

 

 

  在同一时期,周口店第一地点的古人类化石是直立人的典型代表,其牙齿标本数量最多,测量数据及变异范围能够更好地反映直立人的牙齿特点。于是,研究人员首先将栾川古人类与周口店发现的直立人牙齿作比较,结果栾川人牙齿的长宽测量值均落在周口店直立人牙齿的变异范围之内。

 

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  此外,在与更广泛的直立人、尼安德特人及晚期智人牙齿数据比较后,栾川古人类牙齿的测量值均高于尼人和智人的平均值,相比之下,与直立人的平均值更接近。因此,通过这些比较,研究人员认为,栾川古人类应该被归入直立人的变异范围。

 

 

  值得一提的是,研究人员在对这些牙齿形态进行观察后有一些特别的发现,栾川3个下臼齿后尖上有一种被称为“转向皱纹”的形态特征。这种形态特征最早是在北京周口店直立人中被发现的。

 

石鼓山M3俯视

  事实上,在中国的古人类牙齿中,淅川直立人、丁村人等都有转向皱纹的特征。已有的研究显示,现代东北亚人群中转向皱纹的出现率明显高于其他地区。因此,科学家认为,下臼齿转向皱纹可能是出现于中国从直立人到现代人类各阶段人类牙齿的共同特征。

    三   主要收获   

  与此相类似的,还有栾川 2
个下第二臼齿的“五尖型”,这也是中国古人类牙齿化石中常见的特征。不仅如此,这些特征还高频地出现在现代东亚蒙古人种中。

   
石鼓山M3为一座中型长方形竖穴土圹墓葬,出土了大量青铜礼器。礼器摆放整齐有序,保存完好,组合完整,而且体型硕大,造型精美,充分显示了墓主身份的尊贵。可知M3应为一座高等级的贵族墓葬。出土的铜禁是新中国成立后的首次发现,也是经过考古发掘获得的唯一的一件。户彝、户卣甲是以往发现的同类铜器中器型最大的。出土的唯一1件陶器——高领袋足陶鬲是姜戎文化的代表性器物,为研究墓主人的身份和族属提供了难得的线索。
  

  研究人员指出,这个发现的意义在于,它进一步支持了中国古人类连续进化学说。

   
根据出土铜器的形制和特点,判定器物时代最早为商代晚期,次之为商末周初,最晚为西周早期。所以,我们认为墓葬的时代应为西周早期,上至商末周初的可能性也是存在的。

  直立人是亚洲人的祖先吗

 
   
31件礼器中有16件发现铭文,虽然字数不算多,但信息量大。涉及的族徽有鸟、万、户、冉、曲、单、亚羌、重等,涉及的人名以日名为主,有父甲、父乙、父丁、父癸等。“户”族器物是首次发现。根据时代及随葬礼器的摆放位置可以确定属于墓主人的器物应是:禁2、户彝、户卣2、1号斗1、扉棱鼎、乳丁纹鼎、觯、方座簋、盆式簋4、双耳簋等15件。其中1号禁上置户彝、户卣甲、2号禁、户卣乙(置于2号禁之上)、1号斗,这6件器物是一组(套),应为“户”家族的器物。因此认为“户”就是墓的主人。出土的高领袋足鬲属于刘家文化的遗物,刘家文化又是姜姓羌族文化,随葬高领袋足鬲的石鼓山墓主人应当就是姜姓羌族后裔,或者说就是姜戎人。据此可以进一步推测,“户”族的地望应在今宝鸡石鼓山一带,这里应是姜戎族户氏家族墓地。
  

  这一学说与人类的起源息息相关。

   
总之,石鼓山M3的主人是西周早期的高等级贵族。宝鸡石鼓山西周墓地是姜戎族的户氏家族墓地。户氏家族墓地的首次发现,填补了史书记载的空白,丰富了宝鸡地区商周封邑的分布区域。M3的发现为西周考古学研究、商周青铜器研究以及西周埋葬制度的研究提供了极其重要的新资料,对西周历史、文化、礼制发展等方面的研究也具有重要意义。(刘军社
王颢  辛怡华  王占奎  郝明科  王小梅  丁岩)

  目前,学界关于现代人的起源问题长期持有两种不同的观点。最经典的当然是非洲起源说,认为解剖学上的现代人在非洲起源,然后向其他地区扩散,取代当地古人类,或者与之有少量基因融合。现有的无论是化石证据还是遗传学证据,也的确更多地支持这一说法。

  但在东亚地区,另一个学说也很受关注——多地起源。100多年前,直立人扩散到了旧世界的各个地区,他们逐渐开始演化出了现代的特征以及地区性差异,而这种地区性的差异则奠定了现代人类种族差异的基础。这种观点强调,不同地区的直立人种群与他们在当地的现代人后代在时间和空间上是连续的。

  1984年,中科院院士吴新智联合国外学者提出“现代人多地区起源”假说,特别是提出了中国古人类“连续进化附带杂交”的理论,认为中国古人类以连续进化为主、基因交流为辅。

  尽管这种观点始终备受争议,但在东亚地区,能够直接证明非洲起源说的化石证据并没有被发现。相反,更多中国境内的古人类化石证据表明,包括直立人、早期智人、现代人在演化时间分布上具有连续性,一些体质特征也有明显的延续性。

  那么,至少在东亚,人类的演化模式还远没有定论。(图片来源:中科院古脊椎所 图文转自《中国科学报》
2018-08-24第3版科普)