新发现的化石显示出灭绝人类物种的进化变化

从灭绝的人类物种Paranthropusrobustus发现的保存完好的化石表明，在局部气候变化的动荡时期中，其进化迅速，从而导致了先前归因于性别的解剖学变化。

人们认为，已灭绝的人类强壮对虾（Paranthropusrobus）的雄性比雌性大得多，这很像现代灵长类动物（例如大猩猩，猩猩和狒狒）中观察到的大小差异。但是，在南非发现的新化石却表明，强壮疟原虫在大约200万年前的局部气候变化的动荡时期迅速演化，从而导致了以前归因于性别的解剖学变化。

由圣路易斯华盛顿大学的人类学家组成的国际研究团队在今日的《自然生态与进化》（2020年11月9日）上报道了从约翰内斯堡西北部富含化石的Drimolen洞穴系统中发现的发现。

大卫·海峡。

华盛顿大学艺术与科学生物学人类学教授戴维•斯海峡（David Strait）说：“这种现象在化石记录中可能很难记录，尤其是在人类早期进化方面。”

论文中描述的保存得非常完好的化石是由学生萨曼莎·古德（Samantha Good）发现的，他参加了海峡大学领导的Drimolen Cave Field School。

研究人员已经知道，南非坚固性疟原虫的出现与稍稍原始的早期人类古猿古猿的消失，以及现代人所属的人类代表人类在该地区的出现相吻合。这种过渡非常迅速，也许仅在几万年内就发生了。

斯海峡说：“有效的假设是，气候变化在南方古猿种群中造成了压力，最终导致了它们的灭绝，但是环境条件对可能从其他地方扩散到该地区的人和副人猿更为有利。”“我们现在看到环境条件也可能对拟南芥产生压力，并且它们需要适应生存。”

南非的Drimolen网站和附近的Swartkrans。

在Drimolen发现的新标本显然是雄性，但与先前在Swartkrans附近站点发现的其他罗氏疟原虫有重要的区别，在Swartkrans附近已发现了该物种的大多数化石。

在化石记录中很难看到物种内部的进化。变化可能是微妙的，并且化石记录众所周知是不完整的。

通常，化石记录会显示出更大范围的模式，例如当某个物种或一组物种出现在化石记录中或灭绝时。因此，Drimolen的发现为人类早期进化提供了一个鲜为人知的窗口。

新标本比先前在Drimolen发现的该物种的一个经过充分研究的成员大，后者是一种被称为DNH 7的个体，据推测是雌性的，但比Swartkrans的假定雄性要小得多。

杰西·马丁（Jesse Martin）。

“现在看来，这两个地点之间的差异似乎不能简单地解释为男性和女性之间的差异，而是两个地点之间的人口水平差异，”拉筹伯大学和该大学的博士生杰西·马丁（Jesse Martin）说。该研究的第一作者。“我们最近的研究表明，Drimolen早于Swartkrans大约200,000年，因此我们认为稳健疟原虫会随着时间的推移而进化，Drimolen代表早期种群，而Swartkrans则代表后来的，从解剖学角度出发的种群。”

马丁说：“一个人可以利用化石记录来帮助重建物种之间的进化关系，这种模式可以提供对形成特定群体的进化过程的各种见解。”“但是，在强壮假单胞菌的情况下，我们可以看到从相同地理区域抽取的物种的离散样本，但时间略有不同，表现出细微的解剖学差异，这与物种内部的变化是一致的。”

Drimolen野战学校的学生在沉积物中筛选，寻找小型哺乳动物的化石。

该研究的另一位第一作者，拉筹伯大学的安吉琳·里斯说：“能够在一个谱系中记录进化变化是非常重要的。”“它使我们可以提出有关进化过程的非常集中的问题。例如，我们现在知道该物种的牙齿大小随时间变化，这引出了为什么的问题。有理由相信，环境的变化使这些人群处于饮食压力下，这表明未来的研究将使我们能够检验这种可能性。”

拉筹伯大学（Dr Trolen University）的Drimolen项目联合主任安迪·赫里斯（Andy Herries）说：“就像地球上所有其他生物一样，我们的祖先根据周围的景观和环境进行了适应和进化。在南非，我们首次获得了约会的分辨率和形态学证据，使我们能够在很短的时间内看到古代人类素谱系中的此类变化。”

南非在此期间出现了快速而重大的气候变化的证据来自多种来源。重要的是，化石表明，某些与林地或丛林环境相关的哺乳动物已经灭绝或变得不那么流行了，而与更干燥，更开放的环境相关的其他物种则首次在本地出现。

P.robustus头骨。

“ P.健壮的皮肤在颅骨，颌骨和牙齿上具有许多特征，这表明它很适合食用由非常硬或非常坚硬的食物组成的饮食。” Strait说。“我们认为，由于环境变得凉爽和干燥，导致当地植被发生变化，这些适应措施使其能够在机械上难以食用的食物上生存。

他说：“但是，Drimolen的标本显示出骨骼特征，表明其咀嚼肌肉的放置方式使其与后来的Swartkrans的耐用罗氏沼虾种群相比，其咬和咀嚼的能力更低。”“在20万年的历史中，干旱的气候可能导致自然选择，从而有利于该物种中更高效，更强大的饲喂设备的发展。”

莱斯（Leece）说，值得注意的是，健壮假单胞菌与我们的直系祖先直立人几乎同时出现，该团队于2015年在同一Drimolen地点发现了一个婴儿直立人颅骨。

Leece说：“这两个截然不同的物种，具有较大大脑和小牙齿的直立螺旋杆菌，以及具有较大牙齿和小大脑的强壮假单胞菌，代表着诱变的进化实验。”“虽然我们是最终获胜的血统，但化石记录表明，在两百万年前的景观中，坚固耐用的罗汉果比直立的更为普遍。”

在Drimolen领域站点的日出，南非。

更广泛地说，研究人员认为，这一发现是识别化石记录中物种的警示性故事。

在过去的四分之一世纪中，已经发现了许多人类化石，这些新物种中的许多名称都是基于来自小地理区域和狭窄时间范围内的一个或几个站点的少量化石。

“我们认为，古人类学对于将解剖学变异解释为存在多种物种的证据需要更为苛刻，” Strait说。“根据化石样本的年龄，骨解剖结构的差异可能代表血统内部的变化，而不是多种物种的证据。”

南非Drimolen现场的研究小组成员。

约翰内斯堡大学项目联合主任Stephanie Baker补充说：“ Drimolen迅速成为早期人发素发现的热点，这证明了当前团队致力于整体挖掘和现场分析的努力。DNH 155颅骨是科学上保存最完好的罗汉果标本之一。这是一个细致而细致的研究可以告诉我们有关远方祖先的例子。”

参考：“ Drimolen颅骨DNH 155证明了早期人类素物种的微进化”，作者：Jesse M. Martin，AB Leece，Simon Neubauer，Stephanie E. Baker，Carrie S.Mongle，Giovanni Boschian，Gary T. Schwartz，Amanda L. Smith，Justin A Ledogar，David S.Strait和Andy IR Herries，2020年11月9日，自然生态与进化。
10.1038 / s41559-020-01319-6