最近,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所科研团队应用CT扫描和3D重建等一系列新技术手段,从周口店第15地点的哺乳动物化石中识别出一块人类顶骨,是继1973年周口店第4地点发现1枚牙齿化石后,50年来在周口店遗址区域首次发现的更新世人类化石。

 

科研人员是如何开展研究的?突破了哪些难题?对此,新京报记者采访了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员吴秀杰。


顶骨化石发现于周口店第15地点,距今约20万年

 

吴秀杰称,更新世是地质时代,跨度从258万年前到1.17万年之间。更新世古人类是指1.17万年前生存的古人类。直立人是古人类中的一个物种,在中国生存时间为距今170万年-40万年之间。

 

在过去近100年的时间里,周口店第1地点发现的直立人化石一直引起国内外学者的高度关注,成为探索人类演化的最重要的研究材料。遗憾的是,这批重要的直立人化石连同山顶洞发现的人类化石一起,在第二次世界大战中丢失,只剩下保存在瑞典乌普萨拉大学进化博物馆的1921年和1923年试掘获得的4枚牙齿,以及新中国成立后发现的屈指可数的8枚牙齿、2块肢骨碎片、一块额骨和一块枕骨碎片。

 

周口店第15地点距离第1地点70米,该地点发现于1932年,1934-1937年进行了系统性的发掘,出土了大量石器和哺乳动物化石,年代为中更新世晚期,距今约20万年。“这些石器和哺乳动物化石被封装在几个大的木箱中,伴随着古脊椎所多次搬家,这些化石一直存储在古脊椎所地下库房。”吴秀杰称,因为当时这块顶骨没有被鉴定出来,幸运地在第二次世界大战期间没有被运往国外而导致丢失。

 

顶骨研究为判断个体的体质形态提供重要证据

 

化石标本呈黄褐色,已完全石化(A),其骨壁厚度、曲度和尺寸可与周口店直立人头盖骨的右侧顶骨大致重叠(B)。据吴秀杰介绍,这块顶骨近方形,顶骨的弦长明显短于现代人,而是接近更新世中期古老型人类。


周口店第15地点发现的人类顶骨化石。(A:顶骨化石外侧面观;B:周口店直立人头盖骨模型顶面观,示顶骨化石位置)图源:中国科学院古脊椎动物与古人类研究所


“这件顶骨石化非常严重,普通的CT无法穿透,我们采用高分辨率工业CT机,3D虚拟复原出内部的解剖结构,高科技手段的应用为人类顶骨的辨认起到了技术支撑。”她说,顶骨是头盖部非常重要的骨骼,它除了保护大脑之外,还提供人类演化过程中头盖部厚度、大小、比例、曲度、脑膜中动脉等数据,通过顶骨研究,为判断个体的体质形态提供重要证据。

 

迄今在周口店第1地点发现的人类化石年代大约50万年前,被归入直立人。此外,在山顶洞和附近的田园洞发现3万-4万年前的人类化石,属于早期现代人。而处于中间阶段的人类化石仅有第4地点的一枚牙齿。

 

周口店第15地点人类化石的发现,将有助于通过比较解剖学和分子生物学深入研究这个区域的人类演化,为探讨中国古人类的演化模式提供极为重要和关键的标本材料,实证我国百万年来的人类演化史。

 

“未来团队将对周口店遗址发现的骨骼碎片进行认真整理,希望能再有所发现。”她说,目前团队计划开展的研究包括人类化石的形态、年代测定、伴生哺乳动物同位素分析、石器技术类型分析等,此外还将尝试进行古DNA和古蛋白的研究,以期获得更多的人类演化证据。

 

新京报记者 张璐

编辑 刘茜贤 校对 李立军