“老化石”裏發現“新秘密”：新成果破解多項生命演化之謎

百萬年前的破碎頭骨如何改寫人類家譜？被遺忘的“老古董”化石裏藏着哪些新秘密？近日，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所陸續在國際學術頂刊《自然》《科學》發佈兩項研究成果，一批沉睡已久的老化石，正在新技術的“喚醒”下層層揭開生命演化的神秘面紗。   

一塊碎頭骨：刷新人類演化譜系

人類對自身起源的探索是科學史上極富魅力的命題。

從南方古猿到能人，再發展為直立人，最終成為智人，是人類進化的完整歷程。直立人標誌着人類演化成直立行走的現代人形態。

直立人之後，人屬家族逐漸“開枝散葉”，先後分化出了海德堡人、尼安德特人、龍人等人類支系。而智人，最早的化石記錄距今約30萬年，成為如今人屬中唯一存活的物種。

1990年出土於湖北的鄖縣人2號頭骨，曾因嚴重破碎變形被暫歸為直立人。這塊距今約100萬年的化石，成了釐清人類演化譜系的關鍵。由中國科學院古脊椎所研究員倪喜軍主導的研究團隊將頭骨重建後，發現了一個矛盾點：

低平的額骨、突出的吻部類似古老的直立人或海德堡人；而顴骨扁平、後腦顱寬大且腦容量超1100毫升，又與較晚出現的龍人等化石相似。

矛盾點也是校準點。團隊構建全新的人屬系統演化樹並推算出各人類支系的分化時間，發現智人、龍人、尼安德特人的分化早於現有化石記錄，並證實了鄖縣人非直立人，而是龍人支系早期代表。

“這次研究刷新了人類演化的時間線，意味着100萬年前人類祖先就已分化成多個羣體。”倪喜軍説。

兩件老標本：釐清頜關節演化路徑

中國科學院古脊椎所研究員毛方園團隊長期聚焦早期哺乳動物演化，將目光投向更早的侏羅紀時代。通過對兩件老標本的持續研究，團隊歷時十幾年的研究有了新發現。

第一件標本是四川自貢的川南多齒獸化石，來自約1.6至1.68億年前的中侏羅世。團隊從這件老標本上取得新線索，川南多齒獸有着四足動物中從未見過的“齒骨—顴骨”關節，有和哺乳動物類似的咬合穩定性和咬合力。

據瞭解，爬行動物的頜關節像簡單的“合頁”，只能上下咬合，而哺乳動物演化出了能靈活轉動的“齒骨—鱗骨”關節，可以高效咀嚼。

“這一轉變被視為爬行動物和哺乳動物的關鍵區別特徵。但由於化石材料的稀缺，能提供的實證很少。”毛方園説。

川南多齒獸頭骨重建示意圖。（中國科學院古脊椎動物與古人類研究所供圖）

既往研究表明，川南多齒獸所屬的三列齒獸類是植食性穴居動物，擅長挖洞，因有三排利於咀嚼粗纖維植物的“大牙”得名。研究人員推測，川南多齒獸的特殊頜關節是其適應掘穴生活的“秘密武器”，證明從爬行動物到哺乳動物的頜關節演化並非單一路徑。

另一件老標本也為理解脊椎動物演化機制提供了寶貴案例。採自雲南祿豐早侏羅世的祿豐曲髁獸，距今約2.01至1.84億年。研究發現，和其他早期哺乳動物相比，其齒骨髁尚未膨大成球狀，有着更原始的形態，恰好填補了頜關節演化形態的過渡環節。

技術創新：讓老化石煥發新活力

古生物學除了需要“拿着錘子挖化石”，還需要新技術賦能。不論是鄖縣人2號頭骨，還是川南多齒獸和祿豐曲髁獸化石，早已出土數十年。科研人員藉助先進技術，讓老化石煥發新的科學生命力。

為了還原鄖縣人2號頭骨的本來面目，倪喜軍團隊採用高精度CT掃描與結構光表面掃描技術，清晰識別出其中的裂隙、礦物填充和未變形的骨片，並通過數字重建方法完成了頭骨的精細拼接。為驗證重建結果的可靠性，團隊還開發出一套新型統計方案，進行了上萬次模擬。

毛方園團隊則藉助高分辨率計算機斷層掃描技術，通過三維重建和形態分析，實現了對化石的“重新挖掘”。

期待更多“沉睡”的化石被喚醒，繼續刷新我們對生命歷史的認知。

記者：劉禎