黄土高原上发现的石器，或将古人类离开非洲的时间提前
《自然》本周在线发表的一篇论文Hominin occupation of the Chinese Loess Plateau since about 2.1 million years ago详细介绍了中国上陈遗址（中国陕西省西安市蓝田县玉山镇上陈村）发现的连续性较好的人工制品文化序列，时间可以追溯到大约130万到210万年前。这一发现表明，古人类可能很早就出现在非洲以外的地方——比之前认为的更早。
迄今最早的非洲以外的古人类证据来自格鲁吉亚的德马尼斯，该区域发现了185万年前的直立人的化石及其使用的工具；其它在中国和印尼爪哇岛发现的早期古人类化石可以上溯至150万年到170万年前。不过，一些考古学家表示有证据显示古人类活动早从200万年前就开始了。
中国科学院广州地球化学研究所的朱照宇和他的同事们详细描述了中国黄土高原上陈遗址发现的早更新世的82个被打击过的石头和14个未经打击的石块，这些被打击的石头包括石核、石片、刮削器、尖状器、钻孔器和手镐——这些都是古人类早期使用工具的证据。作者还在文中介绍了两枚有打击痕迹的石锤。此外，在这个区域的挖掘探槽中还发现了伴随着石核和石片工具的鹿的下颌骨断块，以及牛科动物（反刍偶蹄哺乳动物）和其它动物的骨骼化石碎片。
作者指出，这一旧石器文化序列的年代主要是根据上陈地区发育良好的连续的黄土-古土壤地层剖面的鉴定以及高密度古地磁定年技术所确定的。这个地层剖面的中下部有17个层位都含有人工制品，其中，石制品主要发现于潮湿温暖气候下形成的11个古土壤层中；而只有6个黄土地层中含有人工制品。
黄土是在风力作用下从西部和西北部吹扬起来的粉尘见落到黄土高原而形成的粉砂状沉积物，主要形成于寒冷干燥的气候——这与之前塔吉克斯坦发现的类似的人工制品序列遵循相同的气候模式。此外，作者还指出这17个文化层的时间跨度长达约85万年，显示了古人类可能在210万年到130万年前曾反复地（不一定连续地）生活在中国黄土高原。
Nature|doi:10.1038/s41586-018-0299-4
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Hominin occupation of the Chinese Loess Plateau since about 2.1 million years ago
在中国发掘出的石器将非洲以外最早确定有古人类存在迹象的时间推前至约210万年前。
想象一个几乎没有人类的世界。这是后启示录科幻小说常用的主题，而直到早期人族（包括演化树上的人类、人属已灭绝的物种以及其他亲缘关系接近的双足行走物种）走出非洲、迈入未知疆域、并最终遍布全球之前，地球历史的绝大部分时间里都没有人类的存在。
那么最初是哪些古人类开启了这一段旅程？他们是何时、如何、通过哪些路径迁徙的？通过田野研究，发掘人类早期扩散所留下的蛛丝马迹，可以得到问题的部分答案，也有助于我们理解古人类的行为。在《自然》杂志的一篇论文里，朱照宇等人报告了在200多万年前的中国有过古人类活动的相关证据。这项研究把我们所知古人类在非洲以外存在的时间段提前了。
上陈遗址的地貌，考古人员在古地磁采样和人工制品采集。
Zhu et al.
要想确定一个物种最早出现的时间，首先得有能证明它存在过的确凿无疑的证据，另外也要有坚实的证据证明含有这么一个样本的地质材料的年代。常见物种的遗骸在其生活区域的化石沉积物里通常很容易找到。
相较而言，古人类的种群数量很可能非常小，这使得他们的化石遗骸一般也很稀少，因此单单一节指骨就足够用来证明其存在了。不过，古人类至少在330万年前就开始用石头制作工具了，那些有意打制的砾石和石片也可以用来证明他们的存在。
此前，已知非洲以外最古老的人类遗址位于格鲁吉亚的Dmanisi，那里的发掘成果振奋人心：多具约185至178万年前的古人类遗骸和石器工具。而从欧洲西部到亚洲东部的众多更晚期的古人类遗址也已经被彻头彻尾地调查过了。
朱照宇团队在位于黄土高原的蓝田县玉山镇上陈村（下称“上陈遗址”，详见图一）只发掘出了石器，他们据此报告当地有古人类存在过的迹象。他们还发现这些石器分布在约210万年前的沉积层里。
图一 | 古人类遗址。朱照宇团队报告了他们在中国黄土高原上陈遗址发现的约210万年前的石器，这是非洲以外已知最早的人族存在过的证据。图中标出了一部分重要的早期古人类化石和石器遗址的年代与位置。
很多古人类遗址的年代是通过像放射性测年或火山岩化学指纹断代这样的方法估算出来的。由于上陈遗址没有火山岩，朱照宇团队采用了古地磁测年法来分析相关沉积层——被称作古土壤（化石化的土壤）和黄土（风力搬运的粉砂土）。
这项技术的原理是地磁场会随机发生北极变成南极（或相反）的倒转。沉积物中的磁性矿物会像小型指南针一样记录下极性，当含有磁性矿物的沉积物成岩之后，那个时期的地磁极性就会被“锁”在里面。这些古代沉积层里磁极倒转的模式为我们提供了一个“指纹”，它可以被用来与一种叫做地磁极性年表（GPTS）的年代参考相比对。
上陈遗址的地表基岩（露头）陡峭而深切，还有着植被覆盖的斜坡，这使得样本采集成了字面意义上的飞檐走壁。作者收集到的数据与GPTS的相关性是令人信服的，同时他们还成功从GPTS里识别出了两个值得注意的时期（短暂的留尼旺地磁极性亚期（Réunion Subchron）与它之后稍长的奥杜威亚期(Olduvai Subchron)），而埋有最古老的石制品的地层就处于它们之间的年代。
那么我们能确信研究者们找到的就是遗址里最早的一批石器吗？因为当地正处于农耕期，他们无法进一步研究更深的地层，所以未来的工作目标应当是调查这些地层。
上陈遗址中S27和L28层挖掘探槽。
Zhu et al.
朱照宇团队分析的96件出土石器主要是小型石片和砾石，它们与其周围更为精细的地质材料形成了鲜明的反差。他们提出当时的人类是从秦岭的山里把这些岩石运到南面的。如果能确定石头的确切来源，我们将能掌握一条重要信息：这些古人类把原材料运输了多远。
这些石器的形式很简单：手掌大小的石核、少量从石核上打下的石片（其中一些后来明显被重磨过）以及若干可能被用作石锤的砾石。上陈石器的这些特征与非洲近似年代的石器非常相似。
作者并未报告石片相互之间、或者石片与它们原先所在的石核之间有任何匹配的拼合，因此石片可能是在其它地方生产的。不过，由于陡坡的存在，他们很难在遗址现场开展大规模的挖掘，所以这种可能性还有待更全面的检验。
在上陈旧石器时期遗址的地层S27-L28（2.09-2.12Ma）、L27（1.95-2.09Ma）、L25（1.73-1.80Ma）和S23（1.59-1.65Ma）中发现的人工制品。Ma表示百万年。
Zhu et al.
这些石器的用途是什么呢？朱照宇团队注意到在最古老的石器附近还发现有动物遗骸，这其中包括了牛科动物（含羚羊和黄牛）、鹿科动物和猪科动物的骨骼。他们在论文里没有说明这样的关联是否为古人类使用工具处理动物尸体提供了证据。
如果我们要评估这种可能性，必须要在动物骨骼上找出以下这类痕迹：切痕（这意味着人类用工具来切肉）；裂痕（意味通过锤击来提取骨髓）；工具的磨损；或是在工具上有生物残留痕迹的存在。如果以后有人要研究这个问题，那么像残留物分析这类研究方法的应用可能会受到石器在复原后的清洁程度的影响。
古人类可能起源于600多万年前的非洲大陆。而在欧亚大陆，既没有年代那么早的人类遗址，也没有任何可以归类于如南方古猿属和傍人属的早期人类（他们直到约100万年前才从非洲灭绝）的化石。这表明人属的某个种才是古人类里最可能首先走出非洲的。
在非洲出土的能够被归为人属的化石里，已知最古老的是来自埃塞俄比亚的一块280万年前的颚骨，它为人属最早可能离开非洲的时间提供了一个估计范围。当然，实际的时间可能比那要晚一些。
古人类的扩散很可能是在更新世冰期多变的气候条件下发生的。向高纬度地区的迁徙是否意味着他们对寒冷气候演化出了行为上的适应？有这种可能。
黄土高原的古土壤在相对宜人的、温暖潮湿的环境下形成，而黄土则在更严酷的、寒冷干燥的条件下形成，这样的传统解释很可能是一种过度简化。但在上陈遗址，埋有石器的古土壤层比黄土层要多出大概一倍。可见占据黄土高原的古人类可能随气候变化发生种群数量的增减，而不是维持着一个持续稳定的存在。
从非洲东部到亚洲东部大约14000公里的跋涉代表了古人类分布范围的一次急剧扩张。在他们开疆拓土、填补空缺生态位之时，其人口也在增长，这很可能促成了这一波扩散，而另一个可能的推动因素是导致如今狩猎采集社会高流动性的资源枯竭现象。
然而即便只有每年5-15公里的扩散速度（这个值完全落在现代狩猎采集者每天的觅食范围内），亚非之间的路程也可以在仅仅1000-3000年内就走完。现有的古人类遗址记录和研究者可用的测年技术还不足以解析有着这样一个潜在速度的扩散事件，或是确定它具体的形式，但是我们当然可以期待未来有更多发现来帮助解答这个迁徙之谜。
原文以An early hominin arrival in Asia为标题
发布在2018年7月11日的《自然》新闻与观点上
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Nature|doi:10.1038/d41586-018-05293-9
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