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他们是世界上首先发明化工技术的生物,但早已灭绝
发布时间:2019-09-05     作者:   来源:把科学带回家   分享到:

因为这世界上的人族物种里只剩下了我们智人,我们很容易想当然地认为,其他那些灭绝的近亲都没有我们聪明吧。

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人科部分物种(从左到右):智人,直立人,尼安德特人

@Smithsonian Institution National Museum of Natural History

可是,在已经灭绝的人族生物里,有一支比我们的祖先更早发明了化工技术,而且他们还曾称霸亚欧大陆30万年。

他们,就是尼安德特人。

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早期欧洲智人(左)和尼安德特人的面部复原对比。

@Neanderthal Museum, Germany

根据目前的主流理论,尼安德特人、丹尼索瓦人,还有我们智人的共同祖先是海德堡人(homo heidelbergensis)。大概在50-60万年前,海德堡人的一支离开非洲,进入西亚和欧洲地区,成为了尼安德特人。另有一支向东走,最后成为了丹尼索瓦人。

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海德堡人复原

@Smithsonian Institution

大概在25万年前,留在非洲的海德堡人成为了智人,而其中现代人类的祖先大概在7万年前走出非洲,来到欧亚大陆,遇到了古老的亲戚——尼安德特人。

尼安德特人在欧洲和亚洲至少制霸了30万年。但是大概在3万年前,也就是智人来到欧洲的那段时间,尼安德特人突然神秘灭绝了。

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学者们认为,尼安德特人的狩猎技巧非常危险,他们习惯采用近身战的策略猎杀猎物。

@Gleiver Prieto & Katerina Harvati / NPR

一开始,一些科学家认为,神秘灭绝的尼安德特人和我们智人很不一样,他们并没有我们这样紧密的社会。而社会性是智力的重要标志,这是否说明,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标签。很长时间里,考古学家们认为尼安德特人只穿兽皮,不会做衣服,因为在他们的洞穴里并没有发现带有孔的针的遗迹。但实际上,只需要普通的尖刺,就可以在兽皮上穿孔,然后用纤维拼接成衣服。有没有有孔的针和能不能做衣服并不存在非黑即白的关系。

科学家们也一度认为,尼安德特人的居住环境非常肮脏,这些原始人很不讲卫生。可意外的是,他们的牙齿上却没有什么龋齿,或是牙结石的痕迹。

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尼安德特人牙齿上的牙菌斑也不多。

@JAVIER TRUEBA/MSF/SPL

而他们洁白牙齿上的划痕,可能意味着他们还会用牙签清洁牙齿。尼安德特人的口腔卫生水平,可能比你我都高。

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尼安德特人牙齿上的划痕意味着,他们可能会使用牙签。

@Rosas/Estalrrich/CSIC

也有不少科学家认为,尼安德特人能够说话。这是因为,尼安德特人有着类似于人类的舌骨(hyoid bone)。

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舌骨(红色)的位置

鱼类、两栖动物、爬行动物、哺乳动物、鸟类都有类似舌骨的结构,拥有舌骨本身并不奇怪。但奇怪的是,其他动物的舌骨都和身体某处的骨骼直接相连,但只有人类和尼安德特人的舌骨与其他骨头分离。

在人体中,舌骨是唯一一个不与其他任何骨头直接接触的骨头,它的唯一功能就是控制舌头的运动。舌骨是让我们能够说话的重要解剖结构。

1989年,在以色列迦密山发现的尼安德特人舌骨长得和现代智人的非常相似,也没有和身体其他部分的骨骼连接的痕迹。因此不少学者认为,尼安德特人也具有语言能力,不过他们的元音和辅音种类可能要比我们少。

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德国哈雷州立史前国家博物馆的尼安德特人复原

随着研究的深入,尼安德特人一次次打破了我们对他们的居高临下的认知。

许多人不知道的是,在智人,也就是我们的祖先踏足欧洲之前,居住在那里的尼安德特人已经具备了超出我们想象的技术水平。

他们已经发明了一种被我们称为干馏(dry distillation)的化工技术,能制造一种“强力胶”,并用这种胶水制造复合工具(hafting)——把箭头粘到木棍上制成工具或武器。

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德国哈雷州立史前国家博物馆的尼安德特人沥青

看一下上面这块不起眼的“石头”。

1963年,这个粘着沥青胶水的文物在当时的东德的 Königsaue 的一个靠近古代湖泊的尼安德特人狩猎地点出土。但是很长时间里大家都没有意识到这2个物体的重要价值,大家以为这只不过是普通的沥青而已。

直到2001年,这两块“石头”的真实身份终于得到了鉴定,它们的来源让考古人员大跌眼镜。原来,它们成分是通过干馏技术制造出来的桦树皮沥青,历史有4万年。

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桦树皮

实际上,后来2005年发现的考古学证据显示,尼安德特人早在20万年前,也就是在中更新世(Middle Pleistocene Era)的时候就掌握了制造沥青的技术。

尼安德特人制造的沥青是世界上已知的最古老的合成物质,这让尼安德特人成为世界上最早掌握化工技术的生物。而智人发明干馏技术制备沥青则是几十万年之后的事情了。

尼安德特人制造的最古老的沥青的证据来自意大利中部的一个考古地点Campitello 采石场 。在这里,考古人员发现了两块巨大的黑色沥青和已经灭绝的大象化石。这里发现的沥青的历史有20万年。

后来,德国 Inden-Altdorf 地区也发现了尼安德特人的沥青,这里发现了80来个粘着黑色沥青的工具,历史为12.8-11.5万年。而在叙利亚和罗马尼亚的尼安德特人会采用天然的沥青制造工具。

这些沥青胶水证明,尼安德特人的技术水平远超智人预期。

而在智人的历史上,首先制造出沥青的是美索不达米亚文明(公元前4000年到公元前2世纪),而当时美索不达米亚人能够制造沥青是因为他们发明了陶器制造技术,陶器可以在沥青制造的高温中保持形态不会破裂。

中国最古老的沥青可追溯到青海大通长宁遗址的齐家文化时期(约4000~3500年前)。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的研究人员发现,中国西北部的先民能够利用当地的桦树皮和陶器来生产焦油(类似沥青,但不如沥青精炼的物质),并用焦油制作骨柄石刀等工具。

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齐家文化嵌有松石的男女人形灯盏

@上古文化艺术馆

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齐家文化彩陶罐


欧洲的沥青制造历史更短。大概在1千年前的中世纪,欧洲人才开始大规模制造沥青。当时的欧洲人也是把桦树皮卷起来放到双层陶罐里,接着把陶罐密封,放到窑里烧。

看起来,智人制造的沥青需要用到陶罐。那么,没有陶罐的尼安德特人在20万年前是如何制造沥青的呢?

这个问题曾经让科学家们绞尽了脑汁。尼安德特人能够用桦树皮制造的沥青,即使是现代人也很难还原。

德国哈雷州立史前国家博物馆(State Museum of Prehistoy, Halle)的考古学教授 Christian Heinrich Wunderlich 就曾经尝试复原尼安德特人沥青胶水的制造过程。

长得颇有尼安德特人风范的 Wunderlich 在接受《美国国家地理》采访时说,尼安德特人制造的这种沥青胶水即使是用实验室的试管也很难还原。

他说,他曾经多次尝试,每次得到的结果都不太一样,最终也没有达到尼安德特人一半的效果,很难想象尼安德特人在没有本生灯和试管的情况下,是怎么制造这种沥青胶水的。

后来,从加拿大北美印第安人的一个部落身上,大家终于找到了用桦树皮制造胶水的线索。

这些印第安人是这样制造胶水的:他们把桦树皮卷成筒,然后埋到一个坑里。接着,他们在坑里填上土,屏蔽空气,再把一根火棍插入土中。

一开始,土坑里会释放出一种类似于熏肉的香气。在没有氧气的情况下,桦树皮上会流下沥青。

如果在这个过程中土壤里混入了空气,那么桦树皮就会燃烧,沥青胶水就做不出来了。

这个制备沥青的技术,就是干馏。实际上,要把桦树皮加热到400摄氏度以上,才会发生干馏反应。温度太低沥青无法产生,温度太高树皮就会燃烧。

在美国公共电视网的组织下,德国考古学家 Friedrich Palmer 用另一种方法也做了一次桦树皮干馏法的模拟。

他们首先在土坑里垫上一个动物头骨,用来接沥青。他们还在头骨里放一颗小石子,让沥青冷凝。

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接着在上面放上一卷桦树皮,在土坑里填上灰和土,屏蔽空气,防止树皮燃烧。

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然后在土坑上方点火。

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这样干馏了8小时以后,他们只得到了一点点沥青,完全不够用来制造武器的。

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尼安德特人究竟用什么方法成功制造出大量沥青的呢?这让科学家们很是苦恼。

2017年,荷兰莱顿大学的考古学家 Paul Kozowyk 的团队比较了几种学者提出来的制造桦树皮沥青的“土法”,发现3种方法符合旧石器时代尼安德特人沥青的产量。

这三种方法分别是:

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高架(挖坑,在桦树皮上填土,土上点一把火);

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坑卷(挖坑,在桦树皮上填埋火灰);

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灰火包(不需要挖坑,直接把灰火堆在桦树皮周围)。

他们发现,高架法的产量最大,但是对温度的控制要求最高;灰火包的方法对温度的要求不高,但是产量比较低。

他们的实验得到了一次15.9克沥青的产量,接近旧石器时代中期尼安德特人的技术水平。

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荷兰莱顿大学的考古学家 Paul Kozowyk 的团队制得的桦树皮沥青

@DOI: 10.1038/s41598-017-08106-7

这样厉害的尼安德特人和我们智人并非毫无交集。实际上,我们的祖先曾经和尼安德特人留下了许多孩子。

现代亚洲和欧洲人的 DNA 里,大概有2%来自尼安德特人。现在世界上只有撒哈拉以南非洲的原住民没有尼安德特人的基因,因为他们的祖先从来也没有走出非洲,更别提移民到欧亚大陆了。他们大概算“纯血”的智人吧。

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现代人打扮的尼安德特人会是什么样子。

@Clemens Vasters/Flickr

想知道你的同学里,谁的尼安德特人血统比较多吗?看看TA头圆不圆吧。

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智人头骨(左)更圆,尼安德特人的头骨更修长(右)

@wikipedia

智人的头很圆,尼安德特人的头比较长。美国国家精神卫生研究所(NIMH)的神经成像研究者 Karen Berman 的团队在2017年时发现,一个人体内的尼安德特人 DNA 越多,头就越不圆。

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