與近親黑猩猩相比,人類算得上肉食動物了。目前,中國人均年消費肉類已超60公斤,有些歐美國家甚至超過100公斤,而且全球肉類消費量仍在不斷攀升,顯示人類對吃肉有點欲罷不能。
在現代社會,吃肉太多的確給人類帶來了一系列健康問題,但是在人類進化歷史中,愛上吃肉其實對人類進化至關重要,特別是人類大腦的進化。研究顯示,長期攝入肉類等動物性食物,是導致人類的大腦體積增加的主要推動力之一,因為人類大腦能量消耗佔到人類能量消耗總量的20%左右,動物性食物是這些能量的主要來源。因此,人類到底是何時愛上吃肉的,是考古學家研究人類進化的一個重要話題。
300萬年前,肉食很少見
2025年1月17日,一個來自德國馬克斯·普朗克化學研究所和南非金山大學等機構的研究團隊在國際著名學術期刊《科學》上撰文披露,350萬年前的人類祖先並不經常吃肉。
這些人類遠古祖先正是著名的南方古猿。南方古猿是人類早期存續時間最長的人科動物,於385萬年至295萬年前生活在東非的埃塞俄比亞、肯尼亞、坦桑尼亞等地。迄今為止,科學家已在東非各地挖掘出300多個南方古猿個體的遺骸,而其中最著名的成員是被命名為“露西”的雌性古猿,被媒體稱為“人類祖母”。南方古猿既有猿類特徵,也具有人類的特徵。它們的面部特徵與猿類相近,手臂粗壯有力,手指彎曲,適合爬樹,而且它們的大腦容積只有現代人類的三分之一,但是它們也能像人類一樣直立行走,而且有着類似人類的小犬齒,這是區別黑猩猩與人類的重要特徵。
要弄清楚300多萬年前的古人類吃些什麼並不容易,突破口正是它們的牙齒。研究人員主要用氮同位素技術分析古人類的食物組成,具體來說,氮同位素有兩種較為穩定的形式,分別是氮-15和氮-14,氮-15在動物性食物中較多,而氮-14則主要存在於植物中,因此研究人員用氮-15/氮14同位素含量的比值來評估古人類偏肉食還是偏素食。
牙齒化石告訴我們350萬年前古人類吃葷還是吃素。(資料圖)
科學家一般用氮-15/氮14比值對骨骼或牙本質中的膠原蛋白進行研究,不過這些組織通常很快衰敗,導致其中的氮同位素容易丟失,因此原先的氮同位素分析技術最多只能研究30萬年左右的樣本。
牙釉質是哺乳動物身體最堅硬的組織,在形成時會捕獲氮-15與氮-14同位素,而這些氮同位素可在牙釉質中保存數百萬年。不過牙釉質中的氮含量低於0.007%,幾乎等於沒有。為此,由德國馬克斯·普朗克化學研究所阿爾弗雷多·馬丁內斯-加西亞(alfredo martínez-garcía)領導的研究團隊對該氮同位素分析技術進行了改進,使其更加靈敏,可對牙釉質中極其微量的氮同位素含量進行分析。他們找到了一種細菌,在將牙釉質中的氮氧化為硝酸鹽之後,這種細菌能將硝酸鹽轉化為一氧化二氮,通過分析細菌排出的一氧化二氮含量,可對牙釉質等氮含量極低的樣品進行氮同位素分析,這種方法的靈敏度比傳統的方法高100倍以上。
研究人員利用改進的氮同位素技術分析了屬於7個來自南非斯特克方丹化石遺址的南方古猿的牙釉質。當然,單獨分析南方古猿牙釉質中的氮-15/氮-14比值並不足以說明問題,還需要與南方古猿同時期以及現代的食肉動物和食草動物進行比較,因此研究人員同時分析了與南方古猿同時期、斯特克方丹化石遺址出土的哺乳動物以及現代非洲哺乳動物的牙釉質,這些動物包括猴子、羚羊、鬣狗、豺狼和大型貓科動物,等等。
結果發現,雖然7個南方古猿的氮-15/氮-14比值變化較大,但是比值偏低,與同時期以及現代非洲的食草動物非常接近,而比食肉動物的要低得多,因此研究人員得出結論,認為這些生活在350萬年前的南方古猿以植物性食物為主,很少吃肉,特別是哺乳動物的肉類。不過,這項研究並不能完全排除南方古猿吃一些蛋類或白蟻等動物性食物。該研究還發現,7個南方古猿個體雖然主要吃植物性食物,但是他們的食譜變異很大,不像其他同時期的動物只專註於某類食物。
這項研究的重要意義並非僅僅讓我們了解了300多萬年前的人類祖先的飲食組成,更重要的是為科學家更好地理解人類進化提供了新的分析方法,如果將這一方法應用到更多的古人類樣本上,有可能將為解答人類進化過程中一些關鍵問題提供幫助,例如我們的祖先是什麼時候在他們的食譜中加入肉類的,肉類消費是否與人類腦容量增加有關,等等。這一新方法甚至可以用於探索超過1億年前的恐龍食譜。
260萬年前,或已習慣吃肉
雖然上述氮同位素分析技術還沒來得及分析其他年代的人類牙齒化石,不過在此之前考古學家已總結出一條古人類是否吃肉的最有力證據,即與古人類化石同期挖掘出來的動物遺骸是否存在屠宰痕迹。這些屠宰痕迹包括古人類用鋒利的石器工具在動物骨頭上留下的切割劃痕,以及古人類為了吸食骨髓而用大塊石頭敲擊動物骨頭的痕迹。
馬克斯·普朗克進化人類學研究所香農·麥克弗倫(shannon mcpherron)博士領銜的研究小組在國際著名學術期刊《自然》上發表了他們的研究成果,他們在埃塞俄比亞一處南方古猿遺址附近發現了兩根距今約339萬年前的有蹄類動物骨頭,上面有“明顯”的切割痕迹,而且上面還有用石頭敲擊的裂紋。研究人員推測,這些骨頭上的屠宰痕迹是由南方古猿用鋒利的石器工具切割肋骨和股骨等動物骨頭上的肉所留下的,或者敲擊骨頭吸食骨髓時造成的,因此人類的遠古祖先可能在約339萬年前就開始食用大型動物的肉類。如果這一結論成立,那麼人類利用石器工具食用動物肉類的歷史,將從先前普遍認可的時間往前推進了約80萬年。
不過,這項研究還存在一些爭議,例如來自西班牙馬德里康普頓斯大學的人類學家曼努埃爾·多明格斯-羅德里戈(manuel domínguez-rodrigo)等人在《美國科學院學報》發文質疑,麥克弗倫等人的研究未能提供與有劃痕的骨頭化石相匹配的環境信息,包括在化石出土的周邊並沒有發現可用於切割骨頭的人造石器或天然尖銳石頭;該研究也並不能排除骨頭化石上的劃痕條紋是自然形成的,因為骨頭化石表面上存在大量不規則的隨機條紋,可能是骨頭化石在砂礫沉積過程中自然形成,或由動物踐踏、撕咬形成的。另外,也有人質疑該研究的樣本太少,缺乏南方古猿在300多萬年前加工石器或食用大型動物組織的其他證據支撐。
目前,考古學家較為接受的人類祖先食用肉類記錄在260萬-240萬年前。考古學家已經在這一時期的埃塞俄比亞等多處南方古猿遺址中發現了大量人造石器工具,即所謂的奧杜韋石器,而且在這些遺址周邊出土的動物骨頭化石上發現了豐富的屠宰痕迹。
比利時皇家自然科學研究所的研究人員率先在《科學》雜誌上宣布,他們發現了250多萬年前南方古猿遺址周邊出土了帶有切割和敲擊痕迹的動物骨頭,包括牛科動物的脛骨和下顎骨。多明格斯-羅德里戈等人也在258萬-210萬年前的埃塞俄比亞原始人類遺址中發現了多種有屠宰痕迹的動物骨頭化石,而由西班牙布爾戈斯國家人類進化研究中心穆罕默德·薩努尼(mohamed sahnouni)博士領導的國際團隊則在《科學》上報道稱,他們在阿爾及利亞東北部一處古人類遺址中,找到了約250件奧杜韋石器和近300塊動物骨骼,主要是中小型牛科動物和馬科動物骨骼,其中有二十多塊動物骨頭有切割或敲擊痕迹,表明它們被剝皮、去肉或搗碎以換取骨髓,這些化石最早可追溯到240多萬年前。這是首次在東非以外的地區發現240萬年前的原始人類屠宰動物屍體的證據,而且所涉及的動物骨骼化石更多,因為被認為是原始人類食用肉類的最有利證據。上述研究進一步表明,早至260萬-240萬年前,人類祖先已經開始食用哺乳動物的肉類了。
更多帶有屠宰痕迹的動物骨頭出現在距今200萬年之前的埃塞俄比亞、坦桑尼亞、肯尼亞等東非地區,而且這些研究的證據鏈更加完整,顯示遠古人類吃肉更加頻繁。值得一提的是,在肯尼亞一處原始人類遺址中,研究人員通過動物骨頭化石上的屠宰痕迹推測,在距今190萬年前的原始人類不僅食用大量的陸生動物,也食用海龜、鱷魚和魚等水生動物,使得原始人類的營養來源得到進一步擴充。另外,在位於坦桑尼亞奧杜瓦伊峽谷的多個距今184萬年前的遠古人類遺址中,考古學家總共發現了2600多個石器,以及上千個哺乳動物骨骼標本,其中有超過10%的動物骨骼有屠宰痕迹,表明原始人類在180萬年前已開始食用動物肉類非常頻繁。
80萬年前,烤肉讓人慾罷不能
不過,原始人類早期的肉類主要依靠“拾荒”獲得,即利用食肉動物捕食大型哺乳動物所剩下的屍體,可能可食用的部分所剩無幾,促進了原始人類開始食用工具來剝離殘留在骨骼上的少量肌肉組織,或者用石頭砸碎骨頭吸食骨髓。顯然,這一階段原始人類能吃到的肉類不會太多,原始人類要真正過上大口吃肉的日子,從中吸收更加豐富的營養,學會用火和發展狩獵技術是人類進化史上另外兩項關鍵的進步。
來自以色列希伯來大學等研究機構的研究人員在距今約79萬年前的以色列蓋謝爾博諾瓦雅各布人類考古遺址中,發現了燒焦的燧石、木頭、動物骨頭和植物果實等物品,這些燒過的物品集中在一些特定的區域,顯示並非野火或地火,研究人員推測這是遠古人類(可能是直立人)的用火痕迹,該研究成果發表在《科學》雜誌上。
80萬年前人類已經開始用火烹飪動物性食物。(資料圖)
據《自然·生態學與進化》報道,除了燒焦的動物骨頭,希伯來大學等機構的考古學家後來還在這個遺址中發現了燒焦的魚類牙齒,其年代測定為78萬年前。以色列魏茨曼研究所的科學家首次利用人工智能技術,對以色列北部埃夫隆採石場的一個遠古人類遺址進行了分析,發現了距今100萬-80萬年前的動物骨骼和燧石,包括已滅絕大象的骨骼化石,這些出土的骨骼和燧石化石可能在高達600攝氏度的火中燒過。
這些研究都說明80萬年前的遠古人類已開始學會用火烹飪動物性食物。學會用火加工動物性食物是人類進化史上一次大的進步,因為烤熟的肉類更加安全,更有利於人類消化,也更有營養,大量攝入熟肉將進一步促進人類大腦的進化。
學會用火,吃着烤熟的肉,人類已經徹底愛上吃肉,光靠撿拾食肉動物剩下的“殘羹冷炙”顯然無法滿足人類的肉類需求,發展狩獵技術成為必然。據加拿大多倫多大學傑恩·威爾金斯(jayne wilkins)等人在《科學》雜誌發表的研究論文顯示,在一處距今50萬年前的南非古人類遺址中,研究人員發現了古人類已開始將尖銳的石器綁在長矛上,製作成狩獵工具。不過由於考古學家從早期智人和尼安德特人都掌握了多種狩獵技術,推測這兩個人種的狩獵技術是從他們的共同祖先海德堡人那裡繼承而來的,因此原始人類掌握狩獵技術的年代可能更早。
自此,動物性食物開始頻繁進入原始人類的食物鏈,為原始人類的適應性進化奠定了關鍵基礎,包括大腦容量的增加,犬齒變小、腸道縮短和體型增加等等,特別是動物性食物為人類大腦容量的增加提供了充足的營養支持,成為推動人類進化的關鍵因素之一。
南方周末特約撰稿 湯波
責編 朱力遠