人类最知名的古人类近亲——露西,大约在318万年前从树上坠落而亡。
“我们在这些骨骼上看到的破损与哈达尔发现的其他化石骨骼损伤情况一致,包括大象化石、犀牛化石、猴子化石,”亚利桑那州立大学(Arizona State University)古人类学家唐纳德·约翰逊(Donald Johanson)说道,他因发现并命名露西而受到赞誉。“毫无疑问,它们是在埋藏后,在石化过程中受到地质力量作用的结果。”
但在2008 年,当这名摇滚明星正在美国博物馆巡回展出时,卡佩尔曼和他的团队得到了这具化石。他们对每一块骨头都进行了CT扫描,在接下来的八年里,他的团队对扫描生成的35,000张数字切片进行了细致的分析。
“正是通过查看这些扫描结果以及她的骨骼构造方式,这些不寻常的骨折才得以发现,”卡佩尔曼说。
据卡佩尔曼说,虽然骨头会在死后随着时间的推移自然断裂,但它们通常是横跨式断裂的——类似于一根干木棍被折成两半。然而,对露西进行检查后,发现了一种在活人身上更常见的骨折方式。
例如,研究人员观察到“铰链骨折”,骨头的一侧断裂而另一侧完好无损,类似于当你试图折断一根健康的小树枝时发生的情况。
科学家们还注意到,骨折时碎裂的细小骨碎片仍留在骨缝中。
卡佩尔曼认为,这一发现提供了额外的证据,表明骨折发生在活体组织中,因为干骨断裂很可能会将这些细小碎片散落在附近的地面上。
由于这些骨折没有愈合的迹象,研究小组得出结论,露西是在一次致命的事故中受伤的。
可怕的坠落
其他证据表明,这是一次可怕的坠落。
她的右肩有明显的压缩性骨折,这是人们在坠落到地面时伸展手臂的特征。
“我向一位骨科医生展示了证据,他立即说这是从相当高的地方坠落造成的骨折——毫无疑问,”卡佩尔曼说。“现在我已经让九位外科医生看过这个,他们都同意。”
卡佩尔曼和他的团队随后仔细检查了露西骨骼其余部分的骨折,创建了3D模型,以数字方式解剖或重建某些部件。他们分析显示,她的脚踝、膝盖、肩膀和手腕有一个连贯的模式,他们确信这表明她从相当高的地方坠落,产生足以断骨的力量。
根据对哺乳动物化石和花粉的研究,研究人员知道该地区曾经可能是平坦的平原并覆盖着林地,大树可能促成了这次致命的事故。
卡佩尔曼和他的同事推测,像露西这样身高仅一米、体重约27公斤的小型原始人类,可能在夜间于树上筑巢,保护自己免受潜在捕食者的伤害。
通过分析之前对黑猩猩筑巢模式的研究,该团队表明,露西可能爬到了大约14米的高度,远离危险——对我们来说,这相当于爬上四到五层楼。
根据他们的计算,从这个高度坠落的速度可能超过每小时60公里,再加上露西的体重,将产生足以致命的力量。
研究人员“提出了我认为最合理的解释,主要是从相当高的高度坠落到一个非常坚硬的表面上”,哈佛大学古人类学家大卫·皮尔比姆(David Pilbeam)说,30 年前他曾为卡佩尔曼的论文提供建议。
然而,并不是每个人都相信这些证据。特别是,一些科学家指责卡佩尔曼没有考虑其他可能的解释。
“这些作者没有努力去验证另一种假设,即这些裂缝和其他断裂是在化石化和侵蚀过程中形成的,”加州大学伯克利分校古人类学家兼综合生物学教授蒂莫西·怀特(Timothy White)说。
“事实上,作者似乎只关注他们可以归因于想象中的坠落的裂缝,而忽略了露西和其他化石上其他大量的裂缝。”
猿类和人类的特征
如果卡佩尔曼的研究被广泛接受,将有助于解决一个长期存在的争论:像露西这样的原始人类会爬树吗?
南方古猿亚种能同时表现出猿类和人类的特征,导致一些古人类学家认为露西可能既在树上,也在地上生活。
例如,她的弯曲手指和长臂专门用于爬树,而她的肩胛骨则适合手臂在头顶上移动,这让人想起了猿类。然而,她还表现出早期人类的几个特征,包括适合直立行走的生理结构。
露西的坠落理论可能表示这一物种不适合爬树,或者她至少是半树栖的。
“我对南方古猿会爬树并不感到特别惊讶,它们偶尔从树上掉下来也并不奇怪,”皮尔比姆说。“黑猩猩会从树上掉下来,长臂猿也会从树上掉下来。猿猴完全适应树上生活的观点是不正确的。”
“我认为树栖生活留下了一些进化包袱,我们正在捕捉一个过渡物种,”约翰逊说。“我认为它们可以爬到树上采摘水果,甚至晚上睡在树上,但就它们的主要运动方式而言,这些家伙基本上是陆生动物。”
卡佩尔曼将继续分析露西骨骼的其他方面,甚至可能在该地区的不同化石中寻找她的骨折模式。与此同时,他说,这项研究让他以一种新的方式看待露西。
“有一次,我把这些骨头都取出来,这个想法终于清晰了——我能看到她摔倒的情景,看到她摔倒时身体的位置,看到她受到的冲击,”卡佩尔曼说。“这是我第一次把她看作一个个体,我心中涌起一股同情之情。这是我第一次不再把她看作一个布满断骨的盒子。我真的能想象出她是怎么死的。”