【科學講堂】電腦重組頭骨化石 分析查德人猿活動模式

◆經過三維電腦重組的查德人猿顱骨。 網上圖片
◆經過三維電腦重組的查德人猿顱骨。 網上圖片

◆枕骨大孔位於我們頭骨的底部,方便脊髓與腦部連接。 網上圖片
◆枕骨大孔位於我們頭骨的底部,方便脊髓與腦部連接。 網上圖片

  都說人類的基因和黑猩猩的極其相似,那麼在1,000萬年前至600萬年前,又是什麼因素使得兩者從當時共通的祖先分別發展成不同的物種?有說是人類腦部的增大,或是兩者不同的飲食。不過,運用兩腳走路,可能也是一個重要的因素。剛和黑猩猩「分道揚鑣」的早期人類,究竟又長什麼樣?「和黑猩猩分家」與「用兩腳走路」這兩件大事,發生的次序又是怎樣的?今次就讓我們簡單探討一下。

  早期人類更像黑猩猩?

  黑猩猩或其他現存非洲的猿類的直系祖先,至今我們還沒有發現確切的化石,無法直接深入研究。不過,一些早期人類的骸骨,可以增加我們的了解,查德人猿(Sahelanthropus tchadensis)就是一個有趣的例子。查德人猿大約活躍於700萬年前,應該跟人類和黑猩猩的共同祖先比較接近。查德人猿的化石於2001年在非洲國家乍得被發現,不過只有不完整的頭蓋骨、顎骨碎片、幾顆牙齒、一條腿骨和兩條臂骨,研究人利用電腦重組了顱骨,這才得以更好地研究。

  分析過化石後,一些科學家指出,查德人猿可能已經用雙腳走路,但還保有爬樹的能力。這從頭骨中可以看出一些端倪:我們頭骨的底部,都有一個較大的開口,稱為枕骨大孔,方便脊髓與腦部連接。

  一般來說,四足行走動物的枕骨大孔,會傾向靠近頭部的後面,切合四足動物走動時,頭部和身體的相對位置。但是查德人猿的枕骨大孔卻位於頭部底部而且洞口向下,顯示牠們可能已經直立身體,用兩腳走路,需要將頭部平衡於頸上。查德人猿的腿骨雖然沒有提供特別確切的證據,不過也沒有否認之前的猜想,跟運用兩腿走路的人類腿骨一致。

  查德人猿的臂骨,卻和黑猩猩的相類似,也清楚地展示出方便爬樹的特徵。牠們的臂骨短而彎,代表有着強壯的前臂肌肉,方便爬樹時運用力氣。查德人猿的手肘關節亦和猿類的相近,方便爬樹時有力地彎曲手肘。如此看來,查德人猿既可以像人類一般利用兩腳行動,又和猿猴一樣善於爬樹。這與後來(200萬年前至400萬年前)的南方古猿(Australopithecus)相似,但是南方古猿更加適應用兩腳走路,爬樹的頻率較低。

  不過,查德人猿本身就充滿爭議。一來其化石的年代並不能準確地被確認,而且發現的地點與往常發現化石的地區相差了約2,500公里,並不是慣常找到化石的地域。再者,由於發現的不是完整的頭骨,科學家們需要利用電腦技術來推斷整個頭骨的形狀。若沒有較為完整的肢體骨頭,就難以完善地分析查德人猿的活動模式。

  小結

  總體來說,除了用兩腿走路和有點像人的牙齒、面貌外,查德人猿還是有很多特徵和黑猩猩相像。我們是否可以猜測,人類跟黑猩猩的共同祖先也許會更像黑猩猩?當然,這些猜想目前還沒有確切的答案,除非我們找到更多人類和黑猩猩的化石。為了讓我們更清楚地理解自己的「根」,這些都是重要的「尋根」課題呢!

  ◆杜子航 教育工作者

  早年學習理工科目,一直致力推動科學教育與科普工作,近年開始關注電腦發展對社會的影響。