更好的化石年代测定可能有助于阐明人类进化

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导读 在理解人类起源方面,时机至关重要。开发更好的测年技术来发现关键化石的年龄将有助于科学家发现智人和我们的亲戚是如何进化的。回归基础可

在理解人类起源方面,时机至关重要。开发更好的测年技术来发现关键化石的年龄将有助于科学家发现智人和我们的亲戚是如何进化的。

回归基础可能有助于解开人类进化之谜。

众所周知,我们的起源很难破译,各种相互矛盾和有争议的证据使得我们很难准确地弄清楚我们的物种是如何进化的。

发表在《第四纪科学评论》杂志上的一篇新论文提出了一个简单的、双管齐下的解决方案——找到更多化石,并更好地确定我们已经拥有的化石的年代。这样做将有助于填补进化难题的大部分内容,并有助于解决该领域长期存在的困境。

这篇论文的合著者、自然历史博物馆人类进化专家克里斯·斯金格教授表示:“尽管经过一个多世纪的研究,世界上许多地区的化石仍未得到充分勘探。

“虽然石器表明一定有遗址有待发现,但阿拉伯半岛、印度次大陆、东南亚以及中非和西非的大部分地区还没有得到很好的探索。在我们拥有的地方,像弗洛勒斯人和吕宋人这样的不寻常物种表明了什么如果我们花时间去看的话,可能就在那里。

“这不仅是地点的问题,也是时间的问题。随着约会技术的不断改进,我们可以开始解决智人与我们古代亲戚之间的复杂关系。”

化石是如何测定年代的?

自从十九世纪在直布罗陀和德国挖掘出尼安德特人的骨头时发现了第一块人类亲属化石以来,科学家们一直在试图拼凑出我们的起源。

但当科学家们追溯我们的进化历程时,却遇到了一些障碍。一些古代人类物种的地位受到质疑,而化石记录中的巨大空白意味着很难确定进化的确切路径。

这就是约会的用武之地。通过计算出化石(或埋藏它的沉积物)的年龄,研究人员可以开始更好地解开人类及其亲戚进化过程中的一系列事件。

许多技术,例如放射性碳测年法,都依赖于放射性元素的衰变。生物体死亡后,天然存在的放射性碳(称为碳14)的水平会下降,因为它逐渐转变为更稳定的元素形式。

由于这种情况以稳定的速度发生,因此可以利用动物遗骸中残留的碳14的确切比例来计算化石的年龄。

与此同时,其他方法取决于化石的物理结构。例如,氨基酸年代测定依赖于生物的一个奇怪的怪癖:它们所有的氨基酸(蛋白质的组成部分)都指向同一个方向。

死亡后,一些氨基酸开始翻转,因此指向每个方向的氨基酸数量可用于计算样本的年龄。

即使使用这些不同的技术,约会也可能是一件棘手的事情。例如,放射性碳测年法仅适用于50,000年前或更早的化石,而氨基酸测年法在超出其能力范围时就会失宠。

这也是一个地质学问题。即使骨头有一定的年龄,它也可能被埋在更年轻或更古老的基质中。这影响了弗洛勒斯人的发现,根据木炭碎片的年代测定,弗洛勒斯人最初被认为不到2万年。

事实上,事实证明,更年轻的沉积物层侵入了更古老的地区,骨头的年龄接近60,000年。

为了避免此类问题,研究人员现在尽可能地尝试直接测定骨骼的年代。作为对该主题进行全面审查的一部分,克里斯和他的同事雷纳·格伦教授试图为世界各地的人类化石提供更精确的时间。

Rainer说:“这篇论文重新审视了许多对人类进化研究很重要的现有遗址,提供了一些令人惊讶的发现,同时反映了我们在过去37年中互补的研究合作和友谊。”

时光倒流

为了确定这些网站的年代,克里斯和雷纳使用了另一种称为铀系年代测定的技术。与放射性碳测年类似,它着眼于化石分解时铀同位素的比例。

虽然这种技术可以测定数十万年前化石的年代,使其比其他方法更具优势,但它并不完全简单。

“骨骼的问题在于它是一个开放系统,”克里斯说。“铀可以进入骨头,从而可以确定其年代,但这也意味着随着时间的推移,可以添加或洗掉更多的铀。

“以前,为了解决这个问题,科学家们可以将化石切成两半,并通过骨骼追踪铀。但这对于有价值的人类化石来说是不可行的。相反,雷纳帮助使这个过程小型化,以便可以使用激光采集微小样本,以尽量减少对样本重要区域的损坏。”

这种年代测定技术在Apidima洞穴遗址特别有用,那里发现了21万多年前的早期智人化石。这使其成为目前欧洲和亚洲存在我们物种的最早证据,但这一发现一直存在争议。

克里斯说:“智人头骨碎片比该地点的尼安德特人头骨碎片大约早4万年,这是一个奇怪的情况,因为我们通常认为情况恰恰相反。”

“一些科学家认为它们的年龄一定相同,但我们的新分析表明它们具有不同的沉积历史。它们不可能同时被埋葬。”

他们的其他一些发现提出了新的问题。例如,吕宋人的一些标本可能已有135,000岁,是目前认为年龄的两倍多。

克里斯和雷纳希望,随着测年技术的不断改进,其他研究人员将回过头来计算出更精确的化石年龄,并将这些方法应用于更多的标本。

“很难预测将会出现什么新技术,但我认为我们可以看到现有方法的改进,”克里斯说。“人们对使用氨基酸测年法重新产生了兴趣,根据英国及其他地区的牙釉质和软体动物碎片,氨基酸测年法提供了有希望的结果。

“DNA测年,即利用突变率来评估化石的年龄,也变得越来越重要。

“只要仔细使用这些技术,我认为对于增进我们对人类进化的理解来说,前景非常好。”

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