北京田園洞遺址發(fā)現(xiàn)人類化石

北京田園洞遺址發(fā)現(xiàn)人類化石

田園洞穴位于周口店遺址區(qū)西南6公里處。在行政部門內(nèi)，它隸屬于東薩哈斯鎮(zhèn)的黃山店村，并在北京的森林圈內(nèi)。地理坐標(biāo)為北緯39°39′31″,東經(jīng)115°52′19″。洞口海拔174.5米。洞穴開口朝北北西方向。田園洞的化石最初是于2001年6月由北京市田園林場工作人員在其承包的林場內(nèi)發(fā)現(xiàn)的。2003年,中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所立項(xiàng)并由筆者帶隊(duì)對(duì)該地點(diǎn)進(jìn)行了正式發(fā)掘。在發(fā)掘過程中,發(fā)現(xiàn)了一些人類化石和大量哺乳動(dòng)物化石。2004年進(jìn)行了再次發(fā)掘。田園洞最重要的出土物有晚期智人(Homosapienssapiens)化石和豐富的豪豬化石,田園洞動(dòng)物群的優(yōu)勢種是梅花鹿;在該地點(diǎn)至今未發(fā)現(xiàn)石器,但發(fā)現(xiàn)了大量骨片,其中不乏人類加工的痕跡。田園洞古人類遺址的發(fā)現(xiàn),打破了周口店遺址群區(qū)最近幾十年的沉寂。這不僅是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了與山頂洞時(shí)代較為接近的人類化石,更重要的是在周口店遺址核心區(qū)之外發(fā)現(xiàn)了人類化石地點(diǎn)。從而使我們增強(qiáng)了在周口店周邊找到更多古人類化石點(diǎn)的決心和信心。最近有關(guān)田園洞遺址的學(xué)術(shù)研究工作在如下幾個(gè)方面取得了一些進(jìn)展。田園洞穴與現(xiàn)代人類的關(guān)系已發(fā)現(xiàn)的人類化石包括下頜骨(附多枚牙齒)、肩胛骨、肱骨、橈骨、胸骨、股骨、腓骨、跟骨、趾骨等不同解剖部位,總計(jì)34件。采用14C加速器質(zhì)譜(AMS)方法,對(duì)田園洞人化石的地質(zhì)年代進(jìn)行了測定,其數(shù)據(jù)為4.2萬年到3.85萬年前,這是迄今在歐亞大陸東部從化石本身所測得的時(shí)代最早的現(xiàn)代型人類遺骸。尚虹等研究人員在2007的研究中發(fā)現(xiàn),田園洞人下頜骨上前后齒比例居于現(xiàn)代型人類與著名的歐洲古老型人類——尼安德特人這一比例的重疊范圍,而田園洞人指節(jié)骨、腕骨和脛骨的一些特征也更接近尼安德特人。最新研究結(jié)論是:很難相信現(xiàn)代型人類只是簡單地從非洲向東方擴(kuò)散,特別是在歐亞大陸東部發(fā)現(xiàn)的稍晚的古人類帶有相似的混合特征。田園洞的化石存在從西方和南方來的基因流。研究還顯示,田園洞人類化石有古人類代表——尼安德特人的特征,由此表示,中國早期現(xiàn)代人基因庫中新增加了古人的成分,這意味著中國早期現(xiàn)代人并不完全來自于非洲。由此可推斷,田園洞人化石存在南方和西方來的基因交流。這對(duì)重建東亞地區(qū)古老型人類向現(xiàn)代人的轉(zhuǎn)化過程很有意義。由于國際上對(duì)古DNA研究的升溫,有關(guān)專家也著手對(duì)田園洞的人骨及其他動(dòng)物骨骼進(jìn)行古DNA研究,因?yàn)?就其時(shí)代而言,田園洞的化石保存狀況是十分有利于這方面研究的。目前已經(jīng)采取了人骨和豪豬門齒等樣品,分別在德國和澳大利亞的有關(guān)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析研究。鞋、鞋人的限制食除了對(duì)田園洞人在比較解剖學(xué)及系統(tǒng)進(jìn)化方面進(jìn)行研究之外,還從其他方面來間接研究田園洞人的生存方式。Trinkaus,E和Shang,H在2008年發(fā)表文章,認(rèn)為田園洞人是迄今發(fā)現(xiàn)的最早穿鞋的人,其根據(jù)主要是其腳部第一節(jié)趾節(jié)骨中段變得很纖細(xì),與其較為粗壯的其他下肢骨骼很不相配。根據(jù)骨骼中碳、氮和硫等元素的穩(wěn)定同位素含量,可以推斷古人的食性;通過對(duì)“田園洞人”和相關(guān)的動(dòng)物遺存進(jìn)行碳和氮的穩(wěn)定同位素分析,胡耀武等人2009年研究發(fā)現(xiàn),“田園洞人”食譜中動(dòng)物蛋白質(zhì)含量非常高,而且非常高的氮同位素值表明“田園洞人”已經(jīng)在大量食用淡水魚類。為了證實(shí)這一觀點(diǎn),研究小組又對(duì)該遺址的陸生動(dòng)物和毗鄰的淡水魚(源自約萬年前的東胡林遺址)以及“田園洞人”的骨骼進(jìn)行了硫同位素值測量,結(jié)果證實(shí)“田園洞人”食譜中的確有大量的淡水魚存在。產(chǎn)石的豪豬和溝齒鼠迄今為止,田園洞遺址已發(fā)現(xiàn)的哺乳動(dòng)物共有39種:非人類靈長類1種、食蟲目3種、翼手目2種、兔形目2種、嚙齒目12種、食肉目11種、偶蹄目8種。動(dòng)物群中,梅花鹿占絕對(duì)優(yōu)勢,食肉類動(dòng)物則很少。在田園洞動(dòng)物群中,劃時(shí)代意義的動(dòng)物并不很多,至今尚未發(fā)現(xiàn)可靠的絕滅種類,但有些種類卻值得關(guān)注,他們是果子貍、豬獾、鬣羚和溝齒鼯鼠,因?yàn)樗麄兪鞘状纬霈F(xiàn)于北京地區(qū)。這幾種動(dòng)物大約是在3萬—1萬年之間由南方擴(kuò)散到北京地區(qū)的,其中溝齒鼯鼠、果子貍和豬獾一直延續(xù)到了現(xiàn)在。在田園洞出土的化石中,除人類化石之外,豪豬就是學(xué)術(shù)價(jià)值最大的了。該遺址出土了我國最為豐富的豪豬遺骸,包括頭骨、牙齒、頭后骨骼等,從其形態(tài)特征及大小判斷,田園洞的豪豬應(yīng)歸入我國現(xiàn)生無頸鬃豪豬(Hystrixsubcristata)。碳14測年表明,豪豬在田園洞的存續(xù)時(shí)間介于3.05萬—0.467萬年之間,為更新世末期到全新世中期,是目前所知豪豬化石在我國北方地區(qū)的最晚記錄。田園洞出土的溝齒鼯鼠也很有研究價(jià)值。田園洞出土的溝齒鼯鼠雖說不如山頂洞的完好,但也算豐富,這對(duì)進(jìn)一步了解這類動(dòng)物在北京地區(qū)的演化歷史能提供有關(guān)信息。溝齒鼯鼠是一種我國特有的鼯鼠,不僅其現(xiàn)生類型分布十分有限,而今只發(fā)現(xiàn)于川西北山區(qū)和北京附近;其化石記錄也很少見。該動(dòng)物的最主要特征是具有寬大而帶有刻槽的上門齒。通過這次研究,對(duì)溝齒鼯鼠的形態(tài)特征有了更深刻的認(rèn)識(shí),對(duì)其演化歷史也有了新的認(rèn)識(shí),就目前的化石記錄而言,溝齒鼯鼠是在4萬年前左右遷徙到北京地區(qū)的。家庭洞穴的年齡結(jié)構(gòu)及切變因素田園洞遺址出土的化石以碎骨和單個(gè)牙齒為主,表明遺址形成過程十分復(fù)雜。如果想搞清遺址的性質(zhì),必須對(duì)這些骨骼和牙齒做些分類學(xué)之外的研究。最近幾年,主要做了優(yōu)勢種梅花鹿的化石統(tǒng)計(jì)學(xué)研究和對(duì)骨骼上保留的有關(guān)痕跡的研究等。從優(yōu)勢種梅花鹿的年齡結(jié)構(gòu)推斷動(dòng)物的死亡方式,進(jìn)而間接推斷田園洞人的狩獵行為。李青等人從牙齒主尖釉質(zhì)層、齒質(zhì)暴露程度、齒窩封閉情況、齒冠的相對(duì)高度、咀嚼面的磨蝕程度及牙冠齒緣釉質(zhì)層的聯(lián)合程度等方面對(duì)田園洞梅花鹿的年齡結(jié)構(gòu)進(jìn)行了劃分;研究結(jié)果顯示,中年、青年個(gè)體占主體,其次為幼年和老年個(gè)體。這表明動(dòng)物死亡的原因不是自然死亡,很可能是史前人類狩獵造成的災(zāi)害性死亡。就田園洞遺址的骨骼咬痕,筆者曾做了系統(tǒng)研究。主要從咬痕的大小和特征,一一與田園洞所發(fā)現(xiàn)的有關(guān)嚙齒類動(dòng)物的門齒進(jìn)行了對(duì)比,發(fā)現(xiàn)田園洞的咬痕,不只是由豪豬造成,還存在很多其他很小的嚙齒類咬痕。此外,對(duì)咬痕出現(xiàn)的規(guī)律也做了統(tǒng)計(jì)研究,發(fā)現(xiàn)在人類化石層中,幾乎無動(dòng)物嚙咬痕跡,說明當(dāng)時(shí)因人類居住而無嚙齒類。Fernandez-Jalvo,Y和Andrews,P等人對(duì)田園洞人類和動(dòng)物骨骼破碎原因進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,田園洞人骨骼的破碎歸因于洞頂坍塌巖塊的砸壓;人類骨骼既不能反映食人行為,也不能表明刻意埋葬活動(dòng)。而人類化石層中動(dòng)物骨骼的破碎主要是古人類取食骨髓所致;所用工具就是洞內(nèi)隨處可見的石灰?guī)r角礫。該項(xiàng)研究成果尚未發(fā)表。山頂洞與油田洞穴時(shí)至今日,山頂洞仍然是我國舊石器時(shí)代晚期最重要的遺址之一,盡管在此發(fā)現(xiàn)的人類化石早已下落不明。在山頂洞的下室和上室曾發(fā)現(xiàn)了3具相當(dāng)完整的頭骨和其他骨骼。上世紀(jì)三四十年代,魏敦瑞研究認(rèn)為三個(gè)頭骨分別代表今天居住在東亞、北極地區(qū)和南太平洋島嶼的三個(gè)人種。上世紀(jì)六十年代,吳新智研究指出三個(gè)頭骨有一系列共同的形態(tài)特征如腦顱較長、較高、顏面部較矮、眼眶較低、外鼻孔較寬等;雖然有一些特征在個(gè)體之間變異比較大,但是仍舊屬于同一個(gè)人群,即原始蒙古人種,他們是黃種人的祖先。近年的研究還發(fā)現(xiàn),102號(hào)頭骨眼眶外側(cè)的形態(tài)反映其先輩可能接受過來自尼安德特人的基因。陳鐵梅等研究者在1992年用加速器進(jìn)行的放射性碳測出上室文化層和下窨的動(dòng)物化石的年代分別是2.9萬—2.4萬和3.4萬—3.3萬年前。山頂洞人不僅在體質(zhì)進(jìn)化上很接近現(xiàn)代人,而且在生存適應(yīng)及創(chuàng)造力方面都取得了長足進(jìn)步。根據(jù)裴文中在上世紀(jì)三十年代的研究,洞內(nèi)出土的魚骨化石表明當(dāng)時(shí)的人已學(xué)會(huì)捕捉長達(dá)80厘米的大魚,出土的骨針表明他(她)們會(huì)縫制衣服,大量穿孔的獸牙和貝殼可能代表他(她)們的項(xiàng)鏈,打磨過的鹿角可能是他們的指揮棒,附著在人骨上的赤鐵礦粉末可能意味著以一定的儀式埋葬死去的同伴或親人。但山頂洞內(nèi)發(fā)現(xiàn)的石器并不多,并且其加工技術(shù)和精細(xì)程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于同時(shí)期歐洲有關(guān)遺址出土的石器,卻和北京猿人洞的石器很難區(qū)別。田園洞和山頂洞兩個(gè)遺址有不少共同之處:首先,二者的堆積物很相似,主體堆積都是未膠結(jié)的含亞黏土的角礫堆積:其次,石化程度均較淺;第三,在動(dòng)物群組成方面,兩者有很多共有屬種,并且有幾個(gè)屬種是首次出現(xiàn)于華北地區(qū)。山頂洞和田園洞動(dòng)物群,都是以梅花鹿為主(山頂洞中還有虎和野兔也很豐富)。在田園洞動(dòng)物群中,有27個(gè)種曾出現(xiàn)于山頂洞,占總數(shù)的69.2%;田園洞有24種動(dòng)物仍存在于北京地區(qū),占總數(shù)的61.5%,從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看,田園洞動(dòng)物群更接近山頂洞動(dòng)物群。盡管在田園洞動(dòng)物群中尚未發(fā)現(xiàn)絕滅種類的化石(并不代表在該地點(diǎn)從未有過絕滅種類,只是目前尚未發(fā)現(xiàn)而已),但兩者都含有北方地區(qū)最早的溝齒鼯鼠和果子貍。此外,田園洞未有發(fā)現(xiàn)鬣狗、犀牛和大象等,這些動(dòng)物在周口店的各個(gè)地點(diǎn)曾長期生活,直到山頂洞期;這些動(dòng)物之所以在田園洞缺失,主要原因是田園洞所處位置太陡峭,這些特大型動(dòng)物難以到達(dá)。田園洞和山頂洞也有很大差異,不僅表現(xiàn)在動(dòng)物群組成方面,而且還表現(xiàn)在化石的保存狀況方面。在田園洞,化石的保存狀況較差,以骨片和單個(gè)牙齒為主,幾乎無完整的化石發(fā)現(xiàn)。此外,在田園洞上部組合中,嚙齒類對(duì)骨骼的破壞嚴(yán)重