生命之光

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他們是世界上首先發明化工技術的生物,但早已滅絕
發布時間:2019-09-05     作者:   來源:把科學帶回家   分享到:

因為這世界上的人族物種里只剩下了我們智人,我們很容易想當然地認為,其他那些滅絕的近親都沒有我們聰明吧。

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人科部分物種(從左到右):智人,直立人,尼安德特人

@Smithsonian Institution National Museum of Natural History

可是,在已經滅絕的人族生物里,有一支比我們的祖先更早發明了化工技術,而且他們還曾稱霸亞歐大陸30萬年。

他們,就是尼安德特人。

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早期歐洲智人(左)和尼安德特人的面部復原對比。

@Neanderthal Museum, Germany

根據目前的主流理論,尼安德特人、丹尼索瓦人,還有我們智人的共同祖先是海德堡人(homo heidelbergensis)。大概在50-60萬年前,海德堡人的一支離開非洲,進入西亞和歐洲地區,成為了尼安德特人。另有一支向東走,最后成為了丹尼索瓦人。

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海德堡人復原

@Smithsonian Institution

大概在25萬年前,留在非洲的海德堡人成為了智人,而其中現代人類的祖先大概在7萬年前走出非洲,來到歐亞大陸,遇到了古老的親戚——尼安德特人。

尼安德特人在歐洲和亞洲至少制霸了30萬年。但是大概在3萬年前,也就是智人來到歐洲的那段時間,尼安德特人突然神秘滅絕了。

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學者們認為,尼安德特人的狩獵技巧非常危險,他們習慣采用近身戰的策略獵殺獵物。

@Gleiver Prieto & Katerina Harvati / NPR

一開始,一些科學家認為,神秘滅絕的尼安德特人和我們智人很不一樣,他們并沒有我們這樣緊密的社會。而社會性是智力的重要標志,這是否說明,尼安德特人比智人笨呢?

山洞里的原始人一度是尼安德特人的標簽。很長時間里,考古學家們認為尼安德特人只穿獸皮,不會做衣服,因為在他們的洞穴里并沒有發現帶有孔的針的遺跡。但實際上,只需要普通的尖刺,就可以在獸皮上穿孔,然后用纖維拼接成衣服。有沒有有孔的針和能不能做衣服并不存在非黑即白的關系。

科學家們也一度認為,尼安德特人的居住環境非常骯臟,這些原始人很不講衛生。可意外的是,他們的牙齒上卻沒有什么齲齒,或是牙結石的痕跡。

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尼安德特人牙齒上的牙菌斑也不多。

@JAVIER TRUEBA/MSF/SPL

而他們潔白牙齒上的劃痕,可能意味著他們還會用牙簽清潔牙齒。尼安德特人的口腔衛生水平,可能比你我都高。

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尼安德特人牙齒上的劃痕意味著,他們可能會使用牙簽。

@Rosas/Estalrrich/CSIC

也有不少科學家認為,尼安德特人能夠說話。這是因為,尼安德特人有著類似于人類的舌骨(hyoid bone)。

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舌骨(紅色)的位置

魚類、兩棲動物、爬行動物、哺乳動物、鳥類都有類似舌骨的結構,擁有舌骨本身并不奇怪。但奇怪的是,其他動物的舌骨都和身體某處的骨骼直接相連,但只有人類和尼安德特人的舌骨與其他骨頭分離。

在人體中,舌骨是唯一一個不與其他任何骨頭直接接觸的骨頭,它的唯一功能就是控制舌頭的運動。舌骨是讓我們能夠說話的重要解剖結構。

1989年,在以色列迦密山發現的尼安德特人舌骨長得和現代智人的非常相似,也沒有和身體其他部分的骨骼連接的痕跡。因此不少學者認為,尼安德特人也具有語言能力,不過他們的元音和輔音種類可能要比我們少。

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德國哈雷州立史前國家博物館的尼安德特人復原

隨著研究的深入,尼安德特人一次次打破了我們對他們的居高臨下的認知。

許多人不知道的是,在智人,也就是我們的祖先踏足歐洲之前,居住在那里的尼安德特人已經具備了超出我們想象的技術水平。

他們已經發明了一種被我們稱為干餾(dry distillation)的化工技術,能制造一種“強力膠”,并用這種膠水制造復合工具(hafting)——把箭頭粘到木棍上制成工具或武器。

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德國哈雷州立史前國家博物館的尼安德特人瀝青

看一下上面這塊不起眼的“石頭”。

1963年,這個粘著瀝青膠水的文物在當時的東德的 K?nigsaue 的一個靠近古代湖泊的尼安德特人狩獵地點出土。但是很長時間里大家都沒有意識到這2個物體的重要價值,大家以為這只不過是普通的瀝青而已。

直到2001年,這兩塊“石頭”的真實身份終于得到了鑒定,它們的來源讓考古人員大跌眼鏡。原來,它們成分是通過干餾技術制造出來的樺樹皮瀝青,歷史有4萬年。

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樺樹皮

實際上,后來2005年發現的考古學證據顯示,尼安德特人早在20萬年前,也就是在中更新世(Middle Pleistocene Era)的時候就掌握了制造瀝青的技術。

尼安德特人制造的瀝青是世界上已知的最古老的合成物質,這讓尼安德特人成為世界上最早掌握化工技術的生物。而智人發明干餾技術制備瀝青則是幾十萬年之后的事情了。

尼安德特人制造的最古老的瀝青的證據來自意大利中部的一個考古地點Campitello 采石場 。在這里,考古人員發現了兩塊巨大的黑色瀝青和已經滅絕的大象化石。這里發現的瀝青的歷史有20萬年。

后來,德國 Inden-Altdorf 地區也發現了尼安德特人的瀝青,這里發現了80來個粘著黑色瀝青的工具,歷史為12.8-11.5萬年。而在敘利亞和羅馬尼亞的尼安德特人會采用天然的瀝青制造工具。

這些瀝青膠水證明,尼安德特人的技術水平遠超智人預期。

而在智人的歷史上,首先制造出瀝青的是美索不達米亞文明(公元前4000年到公元前2世紀),而當時美索不達米亞人能夠制造瀝青是因為他們發明了陶器制造技術,陶器可以在瀝青制造的高溫中保持形態不會破裂。

中國最古老的瀝青可追溯到青海大通長寧遺址的齊家文化時期(約4000~3500年前)。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的研究人員發現,中國西北部的先民能夠利用當地的樺樹皮和陶器來生產焦油(類似瀝青,但不如瀝青精煉的物質),并用焦油制作骨柄石刀等工具。

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齊家文化嵌有松石的男女人形燈盞

@上古文化藝術館

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齊家文化彩陶罐


歐洲的瀝青制造歷史更短。大概在1千年前的中世紀,歐洲人才開始大規模制造瀝青。當時的歐洲人也是把樺樹皮卷起來放到雙層陶罐里,接著把陶罐密封,放到窯里燒。

看起來,智人制造的瀝青需要用到陶罐。那么,沒有陶罐的尼安德特人在20萬年前是如何制造瀝青的呢?

這個問題曾經讓科學家們絞盡了腦汁。尼安德特人能夠用樺樹皮制造的瀝青,即使是現代人也很難還原。

德國哈雷州立史前國家博物館(State Museum of Prehistoy, Halle)的考古學教授 Christian Heinrich Wunderlich 就曾經嘗試復原尼安德特人瀝青膠水的制造過程。

長得頗有尼安德特人風范的 Wunderlich 在接受《美國國家地理》采訪時說,尼安德特人制造的這種瀝青膠水即使是用實驗室的試管也很難還原。

他說,他曾經多次嘗試,每次得到的結果都不太一樣,最終也沒有達到尼安德特人一半的效果,很難想象尼安德特人在沒有本生燈和試管的情況下,是怎么制造這種瀝青膠水的。

后來,從加拿大北美印第安人的一個部落身上,大家終于找到了用樺樹皮制造膠水的線索。

這些印第安人是這樣制造膠水的:他們把樺樹皮卷成筒,然后埋到一個坑里。接著,他們在坑里填上土,屏蔽空氣,再把一根火棍插入土中。

一開始,土坑里會釋放出一種類似于熏肉的香氣。在沒有氧氣的情況下,樺樹皮上會流下瀝青。

如果在這個過程中土壤里混入了空氣,那么樺樹皮就會燃燒,瀝青膠水就做不出來了。

這個制備瀝青的技術,就是干餾。實際上,要把樺樹皮加熱到400攝氏度以上,才會發生干餾反應。溫度太低瀝青無法產生,溫度太高樹皮就會燃燒。

在美國公共電視網的組織下,德國考古學家 Friedrich Palmer 用另一種方法也做了一次樺樹皮干餾法的模擬。

他們首先在土坑里墊上一個動物頭骨,用來接瀝青。他們還在頭骨里放一顆小石子,讓瀝青冷凝。

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接著在上面放上一卷樺樹皮,在土坑里填上灰和土,屏蔽空氣,防止樹皮燃燒。

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然后在土坑上方點火。

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這樣干餾了8小時以后,他們只得到了一點點瀝青,完全不夠用來制造武器的。

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尼安德特人究竟用什么方法成功制造出大量瀝青的呢?這讓科學家們很是苦惱。

2017年,荷蘭萊頓大學的考古學家 Paul Kozowyk 的團隊比較了幾種學者提出來的制造樺樹皮瀝青的“土法”,發現3種方法符合舊石器時代尼安德特人瀝青的產量。

這三種方法分別是:

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高架(挖坑,在樺樹皮上填土,土上點一把火);

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坑卷(挖坑,在樺樹皮上填埋火灰);

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灰火包(不需要挖坑,直接把灰火堆在樺樹皮周圍)。

他們發現,高架法的產量最大,但是對溫度的控制要求最高;灰火包的方法對溫度的要求不高,但是產量比較低。

他們的實驗得到了一次15.9克瀝青的產量,接近舊石器時代中期尼安德特人的技術水平。

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荷蘭萊頓大學的考古學家 Paul Kozowyk 的團隊制得的樺樹皮瀝青

@DOI: 10.1038/s41598-017-08106-7

這樣厲害的尼安德特人和我們智人并非毫無交集。實際上,我們的祖先曾經和尼安德特人留下了許多孩子。

現代亞洲和歐洲人的 DNA 里,大概有2%來自尼安德特人。現在世界上只有撒哈拉以南非洲的原住民沒有尼安德特人的基因,因為他們的祖先從來也沒有走出非洲,更別提移民到歐亞大陸了。他們大概算“純血”的智人吧。

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現代人打扮的尼安德特人會是什么樣子。

@Clemens Vasters/Flickr

想知道你的同學里,誰的尼安德特人血統比較多嗎?看看TA頭圓不圓吧。

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智人頭骨(左)更圓,尼安德特人的頭骨更修長(右)

@wikipedia

智人的頭很圓,尼安德特人的頭比較長。美國國家精神衛生研究所(NIMH)的神經成像研究者 Karen Berman 的團隊在2017年時發現,一個人體內的尼安德特人 DNA 越多,頭就越不圓。

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