柳江人头骨形态特征及柳江人演化的一些问题

为深入探讨柳江人化石形态特征的表现特点、进化程度及其与其年代数据的吻合性,本文对柳江、山顶洞、资阳、丽江等主要中国更新世晚期人类头骨化石及1 114例全新世以来不同地区现代中国人头骨进行了对比分析,结果发现:柳江人头骨绝大多数特征的出现情况位于现代中国人的变异范围,只有极个别特征与现代人不同;柳江人头骨具有的低眶等特征也可见于其他中国更新世晚期人类化石,说明柳江人化石上保留有少量常见于更新世晚期人类的原始特征,但与其他中国更新世晚期人类,尤其是山顶洞人头骨相比,柳江人显得要现代的多;柳江人与山顶洞人之间头骨形态特征的差异以体现头骨原始性及粗硕强壮程度上的差别居多,而个别特征差异或许与气候环境适应有关。我们认为:柳江人在形态进化上与现代中国人已经非常接近,他们之间的差别非常小;柳江人与山顶洞人头骨特征表现上的差异主要反映了他们之间在演化程度上的差异,同时也在一定程度上体现了各自的生存环境;现有的形态学证据不大可能为柳江人较早的时代提供支持。     

亚洲栽培稻起源和驯化研究新进展

近日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所同高能物理研究所合作,利用高清晰度工业CT对柳江头骨化石进行了扫描和三维重建,这是我国学者首次利用CT技术清晰展示的古人类脑的形态特征。20世纪50年代发现于广西柳江的人类头骨化石,是迄今在华南地区发现的保存最为完整的更新世晚期人类化石,其与北京周口店及其他古人类化石以及现代人颅内模比较,     

陕西公王岭蓝田直立人内耳迷路的复原及形态特点

1964年在陕西公王岭发现的蓝田人头骨的形态比周口店直立人和印度尼西亚爪哇直立人原始,其厚重的骨壁及较小的脑量,落入了早期人属成员的变异范围。最新测年结果将蓝田人的生存年代从原先普遍接受的距今115万年提早到大约163万年前,接近能人和南方古猿生存年代变异范围的下限,蓝田人是迄今为止我国发现的有确定年代数据的最早的古人类化石。本文采用高分辨率CT技术对蓝田人的颞骨岩部进行了扫描,对骨性内耳迷路进行了3D虚拟复原,通过与和县直立人、欧洲古老型智人、早期人属成员、南方古猿非洲种、粗壮傍人和现代人内耳迷路的21项测量项目的对比和分析,结果显示蓝田人内耳迷路的测量数据与南方古猿非洲种最接近,其次为现代人和欧洲古老型智人,而与早期人属成员和粗壮傍人相差较大。主成分分析结果显示,蓝田人内耳迷路与早期人属成员、欧洲古老型智人、南方古猿非洲种及现代人都有重叠区域,距离最近的是南方古猿非洲种Sts 5,其次为和县直立人和南方古猿非洲种Sts 19,而与粗壮傍人距离较远。本文研究提供了中更新世中国古人类内耳迷路的形态数据,为进一步探讨蓝田人体质特征演化上的意义提供了参考资料。     

安徽东至华龙洞出土的人类化石

2006年在安徽省东至县华龙洞发现了1枚人类下颌第二臼齿和2件可以拼接在一起的额骨碎片化石。根据华龙洞动物群组成及地层情况,初步确定华龙洞化石层的时代为更新世中期。本文对在华龙洞发现的人类头骨和牙齿化石的形态特征进行了观测,并与相关古人类标本进行了对比。研究发现:华龙洞人额骨和下颌臼齿都呈现出一系列常见于东亚直立人的特征。华龙洞额骨曲度较小,具有粗壮的颞线和较厚的骨壁。此外,华龙洞额骨还具有额中缝结构和扩大的额窦。华龙洞下颌第二臼齿总体显得比较粗壮。齿冠咬合面具有第五尖、第六尖和第七尖。齿冠尺寸明显大于早期现代人、现代人类和欧洲更新世中期人类,位于直立人变异范围。结合对华龙洞人类额骨和牙齿形态对比所揭示的形态特点,在华龙洞发现的人类化石可能代表着生活在更新世中期的直立人。     

中国古人类颅内模及脑演化研究进展

颅内模保存有脑表面的形态结构,是脑演化研究的直接证据。中国最早复原和研究的颅内模来自20世纪20年代北京周口店遗址发现的3号猿人头骨;此后虽然中国境内也相继发现了一些古人类的头骨化石,但由于古人类标本非常珍贵,不允许对其进行实体解剖,加上多数头骨破碎或者内部附有地层胶结物,导致颅内模无法成功复原。受技术水平及研究手段的限制,研究者一般只是侧重于化石外表形态结构的研究。高分辨率工业CT和3D软件的应用,可以在不损坏标本的情况下,虚拟复原出化石的内部解剖结构,使得一些重要的古人类化石标本的颅内模被复原出来,促进了脑演化的研究。近年来,本文第一作者采用新技术、新方法复原了南京直立人、柳江人等一些重要的中国古人类头骨的颅内模,通过对其颅容量、脑沟回特征、脑不对称性、脑表面的动、静脉血管压迹、各脑叶的大小、形状及比例的研究,获取了中国古人类脑形态特征变化的数据,为探讨东亚地区古人类的演化提供了参考信息。     

我国学者研究推算认为许家窑人是中更新世颅容量最大的古人类

近日,国际专业期刊《人类进化杂志》在线发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所吴秀杰研究员、邢松研究员和刘武研究员与国外合作者对中更新世晚期许家窑人头骨化石的最新研究成果.利用CT技术和镜像原理,研究人员首次复原出许家窑人较为完整的头盖骨,为观测许家窑人整体的形态特征提供了重要标本材料.     

中更新世晚期许家窑人化石的研究进展

许家窑人类化石在1976-1979年发现于泥河湾盆地北部许家窑遗址（又名许家窑-侯家窑遗址）的74703地点。化石包括1件儿童左侧上颌骨、3颗游离臼齿、2块枕骨、1件上颌支残段和13块顶骨碎片,代表约16个个体,生存于中更新世晚期。对于许家窑人的演化地位,长期以来学者们一直持有不同观点,分别将其归入直立人、尼安德特人、早期智人或者未知人群。最新研究显示：许家窑人的牙齿、头盖骨和下颌骨的形态都具有原始与进步混合的特征;许家窑个体呈现有罕见的先天巨顶孔缺陷遗传疾病、暴力冲突产生的创伤愈合痕迹、因营养缺乏导致的牙齿釉质发育不良及适应潜水环境产生有耳圆枕结构;许家窑人的颅容量为1700 mL以上,其上颌骨内鼻底、颞骨内耳迷路和枕圆枕的形态类似尼安德特人,牙齿生长发育模式接近现代人。许家窑人特殊的形态特征,特别是低而宽的头盖部和巨大的颅容量,与许昌人头骨形态相近,二者可能代表中更新世晚期-晚更新世早期东亚境内生存的一种新型古老型人类——巨颅人,可能是欧洲先驱人或者尼安德特人的祖先向东亚扩散,与东亚直立人杂交的后代。     

柳江人身体大小和形状——体重、身体比例及相对脑量的分析

发现于广西柳江的更新世晚期人类化石除1具完整的头骨外,还包含有右侧髋骨、骶骨、两段股骨及若干件椎骨。根据各方面的特征分析,初步认定这些化石属于同一个体。这一有利条件为我们比较准确地获取与该个体身体大小和形状有关的指标数据提供了可能。本文通过对柳江人头骨及复原骨盆的测量,计算了柳江人的身高、体重、身体比例、相对脑量等。在此基础上分析了柳江人的身体大小和形状。本研究发现:柳江人化石所代表的个体具有适应温暖气候环境的纤细型身体比例,代表相对脑量的EQ指数5.602大于金牛山、山顶洞等中国更新世中、晚期化石人类,而与包括港川人在内的更新世末期及现代人类的EQ指数接近。柳江人体重52.0kg小于金牛山、山顶洞、尼安德特人等生活在高纬度地区的化石人类,而与港川、非洲的KNM-ER3883、KNM-ER3733等生活在温暖环境的古人类接近。作者认为这些发现除说明柳江人生活的气候环境外,还提示柳江人身体大小、比例及相对脑量与更新世末期及现代人类接近。     

中国和西方化石人头骨面部三项非测量性状的比较

采用传统的人类学观察方法,对一些中国和西方的化石人头骨模型的犬齿窝、颧骨缘结节和梨状孔上外侧部的膨隆情况进行观察比较,希望为研究头骨形态的发展变化及现代人起源问题,特别是中国现代人的起源提供一些值得参考的信息。得到如下提示：（1）在欧洲犬齿窝似乎是随着人类的进化逐渐出现的,（2）在化石人头骨上,颧骨缘结节的出现似看不出明显的地域差异,（3）梨状孔上外侧部的膨隆这一性状似乎在大荔头骨与其他中国化石人“不融洽”,而与欧洲尼人接近,这一现象可能反映了某种程度的基因交流。     

中更新世非洲Bodo人类头骨化石与周口店直立人的比较--中国与非洲人类头骨特征对比之三

发现于埃塞俄比亚MiddleAwash地区Bodo地点距今60万年的人类头骨化石是迄今发现的最为古老和完整的非洲中更新世人类化石。由于Bodo头骨化石在形态特征上兼有直立人与智人的特点,多年来学术界对其分类地位一直存在争议。Rightmire认为Bodo头骨化石与BrokenHill及Petralona等在分类上属于古老型智人的中更新世人类更为接近,是非洲直立人向古老型智人过渡的代表。至少在距今60万年的中更新世早期直立人向古老型智人转变的成种事件在非洲就已经发生。以Bodo头骨为代表的一批更新世中期非洲和欧洲人类化石构成了可能是后期人类祖先的人属海德堡种。这些观点导致了近年学术界对古老型智人在非洲及欧亚出现时间以及更新世中期非洲和欧亚地区古人类相互之间演化关系的关注。基于这样的背景,本文对年代与Bodo化石接近的周口店直立人头骨特征与Bodo头骨的相似及差异表现情况进行了对比研究。结果发现Bodo头骨在一系列特征上与周口店直立人相似,同时在包括颅容量在内的其它一些特征上呈现出后期智人的特点,但总体形态上似乎与直立人更为相似。作者认为尽管这种进化上的镶嵌现象在中国古人类化石记录上也广泛存在,但由于中国人类化石标本在年代上的不确定性,目前还没有可靠的证据说明这种集直立人与智人化石特征为一体的镶嵌性在中国古人类化石出现的时间接近或早于非洲。考虑到中国与非洲直立人生存年代的巨大差异及人类演化的不同步或地区间差异,具有较多后期人类特征表现的人类首先出现在非洲是完全可能的。根据这些研究对比,作者就人类演化的镶嵌现象、更新世中期非洲与亚洲地区人类演化上的差异等问题进行了讨论。     

门齿孔位置在中国古人类化石与现代人群的表现及其演化意义

魏敦瑞在研究周口店北京直立人化石时发现,位于上颌骨硬腭表面的门齿孔位置在周口店标本靠后,而在现代人靠近齿槽。此后,门齿孔位置作为具有演化意义的形态特征被用于古人类学研究。迄今,对门齿孔位置在中国古人类化石表现的专门研究仅有周口店一件标本,而在现代中国人的数据尚属空白。鉴于此,本文对门齿孔位置在中国古人类化石以及现代中国人标本进行了观察、测量和数据统计。在此基础上,结合世界其他地区古人类数据资料,本文对门齿孔位置在中国古人类化石的表现特点及其演化意义进行了探讨。本研究发现,从更新世早期到更新世晚期,门齿孔位置在中国古人类呈现由后向前的总体变化趋势。更新世早期和中期直立人（郧县曲远河口、周口店）的门齿孔位置都比较靠后;中更新世晚期的部分中国古人类（大荔、长阳、华龙洞）的门齿孔位置前移,并与现代人接近,而金牛山和巢县门齿孔位置比较靠后,位于直立人范围;在更新世晚期,所有中国古人类都比较靠前,位于现代人变异范围。本文对现代人标本的观测显示,门齿孔位置在现代中国人比较靠前。现代人门齿孔大小及形态存在较大变异,这种表现特点在一定程度上影响对门齿孔位置及演化意义的判定。几乎全部现代人标本门齿孔前缘呈开放状态,门齿管从开口处的门齿孔向后上方呈不同程度倾斜走向。这一发现与魏敦瑞提出的现代人门齿管垂直走向的观点不同。综合本文采集的中国古人类化石、现代中国人标本门齿孔位置数据,以及世界其他地区古人类门齿孔位置数据资料,我们认为门齿孔位置在人类演化过程中呈现较规律的变化,门齿孔位置靠后应该是一项相对原始的特征。     

中国古人类颅容量的推算方法比较

古人类的体质特征和现代人不同,依据现代人头骨测量数据计算出来的公式往往不适于古人类颅容量的推算。获取古人类颅容量最准确的方法是复原出其内部的颅内模;然而,由于颅内模的复原工艺复杂,加上古人类头骨化石数量稀少且多数残破,如何准确地推算其颅容量,成为古人学者研究的难点问题之一。本文通过对中国境内发现的不同演化阶段的古人类颅容量推算方法的对比和验证,试图找出推算古人类颅容量的最适合的公式法。研究结果显示：1）早期现代人解剖特征同现代人基本接近,依据现代人头骨推算出来的回归方程可以用来推算其颅容量;2）直立人头骨厚重、脑颅低矮,体质特征不同于现代人,其颅容量的推算不能使用现代人公式法。依据本文中国直立人头骨测量数据推导出来的回程方程（C=-1301.944+60606L+0.718b+9.936h）适合其颅容量的推算。采用此直立人公式法,推算出蓝田直立人的颅容量为918 mL;3）古老型智人的体质特征位于直立人和现代人之间,对其颅容量的推算不能一概而论：体质特征接近直立人的,如大荔人、华龙洞6号,可采用直立人公式法;体质特征接近早期现代人的,如许昌1号,可采用现代人公式法;体质特征位于直立人和早期现代人中间位置的,如马坝人、金牛山人,其颅容量约等于采用现代人公式法和采用直立人公式法获得的颅容量的平均值。     

中更新世晚期中国古人类化石的形态多样性及其演化意义

近年对许家窑、许昌、华龙洞、澎湖、夏河、哈尔滨等人类化石开展的系统研究,引发了学界对中更新世晚期人类演化及分类的不同认识。基于对相关中国人类化石形态特征的分析,作者提出这一时期中国人类化石形态特征表现为四种类型：1）以中更新世晚期人类共有特征为主;2）以原始特征为主;3）以现代特征为主;4）独特形态组合。多数化石形态特征表现为前三种类型,而许昌和许家窑这种以硕大的头骨和巨大颅容量构成的独特形态组合在其他同时期化石还没有发现。化石形态的多样性提示,不同类型的中更新世晚期中国古人类对现代人的形成贡献不同。作者认为在该时期的人类化石形态多样性规律还未阐明的情况下,将具有混合或镶嵌特征的相关人类化石归入分类地位不确定的人群较为合适。     

The bony labyrinth of Neanderthals

This paper presents a comprehensive comparative analysis of the Neanderthal bony labyrinth, a structure located inside the petrous temporal bone. Fifteen Neanderthal specimens are compared with a Holocene human sample, as well as with a small number of European Middle Pleistocene hominins, and early anatomically modern and European Upper Palaeolithic humans. Compared with Holocene humans the bony labyrinth of Neanderthals can be characterized by an anterior semicircular canal arc which is smaller in absolute and relative size, is relatively narrow, and shows more torsion. The posterior semicircular canal arc is smaller in absolute and relative size as well, it is more circular in shape, and is positioned more inferiorly relative to the lateral canal plane. The lateral semicircular canal arc is absolutely and relatively larger. Finally, the Neanderthal ampullar line is more vertically inclined relative to the planar orientation of the lateral canal. The European Upper Palaeolithic and early modern humans are most similar, although not fully identical to Holocene humans in labyrinthine morphology. The European Middle Pleistocene hominins show the typical semicircular canal morphology of Neanderthals, with the exception of the arc shape and inferiorly position of the posterior canal and the strongly inclined ampullar line. The marked difference between the labyrinths of Neanderthals and modern humans can be used to assess the phylogenetic affinities of fragmentary temporal bone fossils. However, this application is limited by a degree of overlap between the morphologies. The typical shape of the Neanderthal labyrinth appears to mirror aspects of the surrounding petrous pyramid, and both may follow from the phylogenetic impact of Neanderthal brain morphology moulding the shape of the posterior cranial fossa. The functionally important arc sizes of the Neanderthal semicircular canals may reflect a pattern of head movements different from that of modern humans, possibly related to aspects of locomotor behaviour and the kinematic properties of their head and neck.     

现代人的出现与扩散——中国的化石证据

自2002年在周口店附近的田园洞发现大约4万年前的现代人化石以来,相继在湖北郧西黄龙洞、广西崇左智人洞等地点发现了早期现代人化石。这些化石发现证实大约10万年前早期现代人在华南地区已经出现。最近在湖南道县福岩洞发现的人类牙齿化石及相关研究进一步揭示具有完全现代形态的人类8万-12万年前在华南局部地区已经出现;而在这个时间段的华北地区,以许家窑人为代表的人类化石形态仍较原始,其演化尚未进入早期现代人阶段。这些研究发现提示,在中国地区,华南是现代人形成与扩散的中心区域,早期现代人以及完全现代类型的人类都可能首先在华南地区出现,然后向华北地区扩散。现有的化石形态证据显示,更新世晚期华南地区人类具有较大的演化变异,可能同时生存有几种不同的演化类群。智人洞属于从古老型智人向现代人演化的过渡类型,而道县则代表着演化进入完全现代类型的人类。基于前人研究及本文的分析,作者认为柳江、资阳、丽江、田园洞等更新世晚期人类化石特征比较进步,在演化上属于与道县相似的现代类型人类。值得注意的是,这些研究进展在引起对现代人在东亚地区出现和扩散关注的同时,古人类学界对其中涉及的许多问题还存在争论。本文在回顾分析这些研究进展的基础上,就相关问题进行了讨论。     

A new brain endocast of Homo erectus from Hulu Cave, Nanjing, China

A new brain endocast of Homo erectus from Hulu Cave, Tangshan, Nanjing is described and compared with a broad sample of endocasts of H. erectus, Neanderthals, and recent modern humans. The Nanjing 1 endocast is reconstructed based on two portions of endocranial casts taken from the original fossil fragments. The fossil was discovered in 1993, near Nanjing, South China and is dated to ～ 0.58-0.62 Ma. The cranial capacity is ～ 876 cc, as determined by endocast water displacement. There are some common features of Nanjing 1 and other H. erectus endocasts that differentiate them from the Neanderthals and modern humans in our sample. These include small cranial capacity, low height dimensions, simple middle meningeal vessel patterns, a high degree of cerebral-over-cerebellar lobe overhang, elongated and quite separated cerebellar lobes, and a narrow, low, short and flat frontal region. Some features are found to vary among H. erectus, Neanderthals and modern humans, such as the lateral Sylvian fissure position and the venous sinus and petalial patterns. The Nanjing 1 endocast has unique, large, superior frontal convolutions, and strongly protruding Broca's caps. In contrast to other Chinese H. erectus from Hexian and Zhoukoudian, Nanjing 1 lacks strong posterior projection of the occipital lobes. Bivariate and principal component analyses indicate that the small volume and shape of Nanjing 1 is most similar to KNM-WT 15000, KNM-ER 3883, Sangiran 2 and Hexian, illustrating the combination of narrow, low, and short frontal lobes with wide posterior lobes.     

Endocranial capacity of the bodo cranium determined from three-dimensional computed tomography

The 600,000-year-old cranium from Bodo, Ethiopia, is the oldest and most complete early Middle Pleistocene hominid skull from Africa. "Virtual endocast" models created by three-dimensional computed tomography (CT) techniques indicate an endocranial capacity of about 1,250 cc for this cranium (with a reasonable range between approximately 1,200-1,325 cc, depending on how missing portions of the basicranial region are reconstructed). From these determinations, several important implications emerge concerning current interpretations of "tempo and mode" in early hominid brain evolution: 1) already by the early Middle Pleistocene, at least one African hominid species, Homo heidelbergensis, had reached an endocranial capacity within the normal range of modern humans; 2) in spite of its large endocranial capacity, estimates of Bodo's encephalization quotient fall below those found in a large sample of Homo sapiens (both fossil and recent) and Neandertals; and 3) the greatest burst of brain expansion in the Homo lineage may not have been in the last several hundred thousand years, but rather much earlier in the Lower to early Middle Pleistocene.     

A frontal lobe surface analysis in three archaic African human fossils: OH 9, Buia,and Bodo

The evolution of the frontal lobes represents a major issue in paleoneurology. In this survey, we used a surface analysis to describe the frontal morphology of three relevant East African specimens from early and middle Pleistocene: OH 9, UA 31, and Bodo. When compared with a modern human endocast, UA 31 and Bodo display a flatter dorso-lateral surface, while OH 9 shows a general flattening of the whole dorsal morphology. OH 9 is the specimen with older chronology and with orbits more separated from the prefrontal cortex than in UA 31 and Bodo. The morphology of these three specimens is in agreement with the hypothesis that increase of the frontal curvature is due to the shifting of the facial block under the anterior cranial fossa. Apart from variations in size and general proportions, surface analysis can be useful in analyzing morphological changes localized in specific cortical areas. The three fossils are used as case study to discuss and review some relevant issues concerning frontal lobe evolution and paleoneurology.