[中配]地質學在人體進化中的秘密角色

地球上最古老的生命證據 來自澳大利亞的一塊岩石 它被稱爲北極石龜 它大約有35億年的歷史 裏面的化石小到需要用高倍顯微鏡才能看到 那麼如果我問你這個呢 這塊澳大利亞的岩石 與古代美洲原住民技術有什麼共同點 這個答案可能會讓你感到震驚 但正如你在這個視頻中所看到的 這裏有一個隱祕的聯繫 一條貫穿整個人類歷史的線索 那根線索編織在山脈的構造中 融入我們物種最古老的工具 和爲我們提供安全的庇護所中 這是地質學 人類進化不是在真空中發生的 這發生在一個 在我們腳下不斷變化的星球上 地質默默地塑造了 使我們生存成爲可能的條件 有時甚至威脅到我們 大陸的移動影響了氣候 火山爆發重新塑造了地貌 並埋沒了考古遺址 冰川開闢和關閉了全球的遷徙路徑 正如歷史學家威爾·杜蘭特 曾警告的那樣 文明存在於地質的默許之下 隨時可能發生變化 那麼地質學是否在暗中 塑造了我們的進化 越是研究越不神祕 顯而易見 首先有一塊岩石 對人類進化的重要性 超過其他任何岩石 地球 簡單來說 這顆星球本身就是生命得以存在的基礎 大約40億年前 地球冷卻到足以讓液態水 在其表面以小量存在 它的地殼開始穩定 海洋開始形成 如果我說我們知道生命是如何開始的 那就是在撒謊 但現有的主要科學解釋是自生物起源 這就是生命從非生命物質中 自然產生的觀點 換句話說 地球的地質形成了海洋 或礦物質豐富的表面等環境 使複雜的化學反應 能夠緩慢地跨越生物學的門檻 隨着生命的出現 地球積極影響着它的進化方式 板塊構造緩慢地重新排列了大陸 沿着大陸邊緣形成了淺海 在那裏它們沐浴在陽光下 變得富含從陸地衝刷而來的礦物質 這些環境成爲了進化的實驗室 大約在5億4千萬年前 穩定的氣候 富陽的海洋和豐富的礦物質的結合 引發了寒武紀大爆發 複雜生命迅速多樣化 首次生物體利用來自地球岩石的鈣 和其他元素 構建了堅硬的骨骼 捕食者和獵物相繼出現 生物體變得更大更靈活 進化加速進入了一場 塑造後續生命的軍備競賽 隨之而來的是大規模的滅絕 許多是由地質力量引發的 火山活動和小行星撞擊 反覆重置了進化的棋盤 6600萬年前的其中一次 重置結束了恐龍的統治 然而哺乳動物存活下來 不是因爲它們佔據主導地位 而是因爲地球變化的環境 有利於它們的適應能力 它們中的許多開始生活在樹上 類人猿作爲其中之一 演化出適應樹期生活的靈巧手 和深度感知 這些是向人類邁出重要一步的首批動物 最終在非洲生物競爭激烈的環境中 出現了一隻具備高度合作 和智能的靈長類動物普希 人類由它們誕生 在我們建造任何東西之前 地球就已經造就了我們 我們可以花幾個小時 深入探討這些進化層次的細節 也許我會在未來的視頻中這樣做 但當人類普希最終形成時 故事才真正變得有趣 地球不僅創造了生命存在的空間 還創造了創新能夠爆發的空間 而沒有哪個生物比人類更好地利用了這一點 今天當你聽到創新這個詞時 可能會想到硅谷或奧斯汀等地的科技繁榮 但在幾百萬年前 非洲發生了一場石器時代的科技繁榮 宛如史前的硅谷 這被稱爲奧都瓦峽谷 它是世界上最重要的古人類學遺址之一 位於坦桑尼亞北部的恩加朗加羅保護區內 這個峽谷穿過東塞輪蓋地平原大約30英里 它位於東非大獵谷 20世紀中葉 在這裏的發掘改變了我們對人類進化的理解 發現了幾種不同的人類物種 這些包括能人 我們大致知道他們各自何時佔據這個地點 因爲他們的化石保存在不同的土壤層中 要理解這一點 重要的是注意到老都瓦伊峽谷複雜的地質環境 東非獵谷是非洲字面上撕裂的產物 它大約在2200萬到2500萬年前開始形成 這標誌着一個發展中的邊界 非洲的分裂正在分成兩個不同的板塊 西邊是努比亞板塊 東邊是索馬里板塊 這種分離發生得非常緩慢 每年只有幾毫米 但經過數百萬年它已顯著改變了地形 在獵谷開始之前 大規模的火山噴發已經將熔岩淹沒了該地區 然後隨着地殼伸展與變薄 大規模的斷層形成 深盆地開放 火山活動加劇 這些過程並不是一下子就發生的 這是一個不斷重複的構造拉伸和岩漿上升的過程 夾雜着較不活躍的階段 如果這種情況持續下去 東非可能最終會完全斷裂 形成一個新的海洋盆地 但這還要等上數千萬年 如今獵谷由狹窄的裂縫和斷層區域組成 其中之一就是奧都瓦依峽谷 一旦人類物種進入該地區 火山活動依然持續 這些噴發使東部塞倫蓋地覆蓋上厚厚的火山灰和浮石 爲保存足跡化石和石器創造了理想條件 隨着時間的推移 這些沉積物逐漸形成了不同的地質層 也就是層系 而這些層系目前正在緩慢侵蝕 峽谷暴露出近一百米的分層沉積物 它們分爲多個主要層鋪在更古老的基岩之上 四個對我們的故事很重要 第一層是最低和最古老的 它保留了舊石器時代的石器 以及玻璃式富人源和能人類的遺骸 它們的年代約爲180萬年前 在這之上是第二層 分爲下層和上層 Tabulous和Paranthropus的化石分佈在兩個層次中 然而上層沉積層也包含了直立人遺骸 這裏的文物也發生了變化 較原始的舊石器工具出現在下部 而更先進的舊石器和阿什利安工具則分佈在上部 第三層顯示出稀疏的化石和工具證據 而第四層主要是直立人層 然後解剖上現代人的遺骸 在該地區最上層的土壤中被發現 現在讓我們更深入地探討那些古老的工具 以及在這裏發生的創新 奧多瓦峽谷爲我們提供了一個絕佳的工具進化案例研究 在這個地點我們可以看到 從舊石器時代的砍刀到阿什利首輔的過渡 奧多瓦砍器是最早的工具之一 有簡單的碎片和核心構成 用於切割和打碎 它們雖然基本卻在當時具有革命性 阿什利文化工具更爲先進 特點是經過精心雕刻的對稱首輔和切割刀 它們在規劃、技能和工具效率上顯示了改進 隨着我們向上移動這些層 我們看到了物種的變化 從更古老的Habilis和Parenthropus到Erectus 但它們工具的形狀並不是唯一重要的方面 它們所用的岩石也是如此 你可能還記得小學科學課上提到過三種主要的岩石類型 火成岩、沉積岩和變質岩 火成岩是當岩漿或熔岩冷卻和變硬時形成的 無論是在地面上還是地下 沉積岩是由鬆散的沉積物層 在長時間內被擠壓在一起形成的 它使它們凝固成一塊 當火成岩或沉積岩受到足夠的熱量和沙或壓力時 它們會變形成一種新的岩石類型即變質岩 這在這裏爲什麼重要? 古代人類在奧多瓦伊使用了這三種岩石類型來製作石器 但正如我們將看到的 有一種岩石可能更受歡迎 在一和二層期間即180萬到120萬年前 它們獲得了玄武岩、石英岩和碎石 每種都代表着不同的岩石類型 然而這些在景觀中的分佈並不均勻 與裂谷活動相關的火山活動在一些地區產生了豐富的熔岩流 提供了玄武岩 石英岩卵石這種變質岩通過河流運輸和集中 硅質岩這種沉積岩是最稀有且分佈有限的 它只出現在牀層二的有限區域 這種不均勻的可獲得性 加上每種岩石具有獨特的物理特性 可能影響了人類如何選擇使用哪些材料 爲了驗證這一點 研究人員進行了一個切割實驗 使用了從玄武岩、石英岩和碎石複製的 舊石器時代風格的片狀工具 參與者使用工具切割標準化材料 同時測量邊緣損傷和切割效率 這些結果表明 碎石片的表現始終優於玄武岩和石英岩 保持更鋒利的時間更長 並且切割所需的力也更小 玄武岩的變異性很大使其不可預測 而石英岩則迅速變鈍 這也證實了考古記錄 當碎石可用時 人類似乎總是更傾向於選擇它 它產生了更鋒利的碎片 和更容易重新修整的工具 請記住 含有最多硅脂巖的第二層 也是我們看到 較爲發達的阿爾多瓦文化 和阿歇裏文化工具明顯轉變的時候 事實上 考古學家們甚至發現了一個古老的採石廠 在那裏這些早期人類提取了碎石 和牀層 它被稱爲MNK碧巖工廠遺址 這裏發現了超過三萬個與採石廠相關的文物 包括岩石殘骸碎片和現場製作的工具 與附近的生存遺址進行比較表明 人類選擇性地將工具從工廠搬運走 皆是在原材料和技術規劃上的刻意選擇 因此 阿爾多瓦一峽谷的石器與該地區的地質密不可分 這裏的古人類在獲得更高質量的石材時 優化了他們的技術 這不僅僅是關於工具本身 這關係到學習不同岩石的特性 並根據這些特性精心打造它們 以增強人類的生存能力 從此以後 石器給人類帶來了巨大的進化優勢 在自然界中 以我們自然的狀態來說 人類處於相當大的劣勢 與大多數大型動物相比 我們在生物學上處於劣勢 我們缺乏鋒利的爪子 毒液或其他自然武器 我們的牙齒和下頜 在撕扯生肉或處理堅硬植物方面相對較差 我們還是跑得慢 身體較脆弱 尤其是幼年時期 話雖如此 石器彌補了這些不足 刀具和碎片變成了牙齒 長毛變成了爪子 我們並不是天然的主宰動物 我們是依賴工具的猿猴 我們的進化成功取決於技術 而不是解剖結構 在最早的階段 石器工具使我們能夠擴展飲食 攝入更多的熱量 鋒利的石片使早期人類能夠更高效地處理動物 大石頭使他們能夠砸碎骨頭 從而獲取營養豐富的骨髓和脂肪 這些資源對大多數競爭者而言是不可獲得的 工具也使處理堅硬的植物、食物變得更加容易 例如堅果、根和塊筋 這種飲食的擴大增加了熱量攝入 同時減少了咀嚼和消化所需的時間和精力 它將邊際食物轉變爲可靠的能量來源 結果是能量過剩 這些能量可以用於生長、繁殖 最重要的是供給我們的腦部 這是人類進化中一個強大的反饋循環 更好的工具帶來了更好的營養 從而支持了更大且能量消耗更高的腦部 更大的大腦反過來提升了計劃、協調和學習能力 從而造出了更好的工具 這一循環在考古記錄中可見隨着新物種的腦容量增大 工具的複雜性也隨之增加 因此一旦工具成爲生存的關鍵 自然選擇就愈發偏向智慧而非單純的身體力量 這種智慧也滲透到了我們的社交群體中 通過教學和模仿的社會學習對生存至關重要 尤其是在實際工具的背景下 例如善於傳授工具製造的父母給他們的後代提供了巨大的優勢 同樣那些學習能力更強的孩子更有可能生存下來並達到繁殖年齡 因此工具的選擇不僅僅依賴於智慧還依賴於溝通 它們還使人類能夠在更廣泛的環境中生存 從森林和草原到沙漠和苔原 人類沒有爲每種棲息地進化出專門的身體 而是通過改變技術在文化上適應 石器使得捕獵不同動物處理陌生食物和應對氣候變化成爲可能 這種靈活性使人類能夠在非洲擴散 最終走出非洲成爲地球上分佈最廣泛的大型哺乳動物 但在這些新土地上生存不僅僅需要手持工具 這需要避難所 隨着人類向更寒冷更乾燥和更不可預測的地貌擴散 地球本身提供了庇護所 洞穴和岩石懸壁成爲了天然的作業基地 它們爲什麼在考古記錄中一次又一次地出現 因爲人們和石器一樣主要是被生存優勢所吸引 那麼那些是什麼 首先洞穴提供了一個非常穩定的小氣候 它們深處在夏季依然保持涼爽 冬季則顯得溫暖 這種穩定性減少了對體溫調節的需求 它降低了身體保持涼爽或溫暖所需的能量 這使它們非常適合那些最脆弱的人群 例如母親和嬰兒或者生病和年長者 這可以通過篝火來加強 有火和三面圍牆的洞穴可以保暖 誰還需要毛皮呢 洞穴的封閉幾何形狀也提供了直接的物理保護 它們的天然屋頂和牆壁可以避風擋雨 抵禦雷暴和雪 它們可以減少對叮咬昆蟲和紫外線的暴露 狹窄的入口比開闊空間更易於防守 使得掠食者和其他人類群體對其構成的威脅減少 所有這些特性都使得空間乾燥可控且易於防禦 對考古學家來說 洞穴通常創造了我們所喜愛的條件 即庇護和穩定的環境 在這些環境中 沉積物可以隨着時間的推移積累 從而將工藝品和人類遺骸完好無損地埋藏起來 通過研究這些沉積物中的內容 我們可以更好地瞭解人們當時的生活和生存方式 例如在西班牙遷徙的人類 在阿塔普爾卡洞穴系統中找到了庇護 這是考古學中最具標誌性的洞穴之一 它是在石灰岩中形成的 略微酸性的地下水緩慢地溶解了岩石 這創造了超過4公里的隧道和房間 裏面反覆被人群填滿 經過數十萬年屋頂坍塌和沉積物填充 將考古城封存在原地 使洞穴變成了深層的時間膠囊 像Grandelina和Sima Delafonte這樣的遺址 記錄了近百萬年的Human Mains Occupation 離此不遠的西馬德洛斯維索斯 充當了一個天然的陷阱 保存了大量的人類骨骼 對於早期人類來說 這些洞穴在更新士兵和時代 極端氣候變化期間提供了可靠的庇護所 與老杜瓦峽谷一樣 阿塔普洱卡展示了多個人類物種的居住 包括古人類Homo antecessor 和後來出現的尼安德特人 1998年 考古學家在西馬德洛斯維索斯 發現了一件獨特的文物 一把由紅石銀巖製成的手斧 儘管在該地點有多年的居住 但這是唯一在該處發現的實質工具 這種紅色變質銀在阿塔普洱卡地區非常稀有 附近的地點沒有出現類似的工具 由於其表面已經被侵蝕 使用器件的研究無法確定其功能 因爲它似乎是故意放置在人類遺骸中 許多研究人員將其解讀爲一種象徵性的陷阱 因此得到了艾克斯卡利伯的暱稱 從進化的角度來看 阿塔普洱卡展示了洞穴如何在人的生態耐受極限的邊緣促進生存 近年來研究人員甚至提出 尼安德特人可能在這些洞穴中冬眠以應對嚴酷的冬季 像生活在該地區的洞雄一樣 這一假設表明這種策略可能對具有適應性 在那些壓力大的時候保持能量 這個還沒有定論 但這是個有趣的想法 即使古人類沒有經歷完全的冬眠 這些洞穴也讓他們在冰川極端天氣中得以生存 沒有這樣的地質庇護所 歐洲可能會在更晚的時候才被探索 尼安德特人早於智人就佔據了歐洲 我們大約在5萬年前進入這個地區 結果發現我們被吸引到了與我們的尼安德特人表情相同的許多地方 我們甚至生活在同樣的洞穴裏其中之一 就是位於法國的普通話洞 這個遺址提供了現代人類最終在歐洲紮根的最清晰的證據之一 以及地質學是如何塑造這一過程的 該遺址記錄了尼安德特人和智人之間多次迅速更替 尼安德特人最早在那裏 大約在5600到52000年前 他們被現代人取代 尼安德特人後來再次返回 大約在44000年前之後 現代人類又出現了 這些職業之間的間隔可能只有短短几年 就暗示了對同一避難所和資源的直接競爭 這裏的智人引入了一種截然不同的石器技術 被稱爲尼羅尼亞工業 它以標準化的刀片和極小的石頭尖端爲主導 有些長度不到一釐米 這些尖頭是用高品質的碎石製作的 通常來源於遙遠的地方 可能用作投射物的尖端 相比之下 尼安德特人的莫斯特文化工具一般較大、較厚 設計用於近距離使用 比如刺擊長矛和切割任務 這兩種不同的工具產業 及其各自物種的遺骸 被分割成不同的層次 在洞穴中各自存在 我們知道尼安德特人和現代人類之間有過交配 但他們之間肯定也發生過沖突 這些獨立的層可能是衝突棲息地需求的一個例子 在共享環境中生存需要超過競爭對手 這個洞穴及其地質環境受到兩種不同物種的青睞 但最終只有一種物種勝出 智人繼續使用這個洞穴 而尼安德特人再也沒有回來 而使我們佔據優勢的 可能是我們更先進的實質工具 如此微小的基礎優勢 可能是人類生存和進化成功的決定性因素 在地球的另一側 時間更晚 環境更爲不同的地方 我們發現了危險洞穴 它位於猶他州 是一個岩石避難所 形成於石灰岩和白雲岩 基岩與現在已滅絕的勃尼維爾湖沉積物交匯的地方 隨着晚更新式湖面水位的波動 波浪侵蝕在巖壁上雕刻出懸崖 當湖水退去時 避難所被留在高處 形成了一個異常乾旱的微環境 被強風吹進來的沙子 慢慢掩埋了曾在這裏生活過的美洲原住民的證據 幸運的是 考古學家們一直在重新挖掘這些證據 佔據危險洞穴的人們 是考古學家所稱的沙漠傳統的一部分 一種適應大盆地 嚴酷乾旱環境的古老生活方式 這些小型流動團體選擇週期性遊蕩 而不是依賴大型獵物或農業 它們按季節返回像危險洞穴這樣的可靠地點 收集泡菜草的種子並獵捕小動物 編織、纖維技術和扁平磨石是它們工具箱的核心 挖掘揭示了一個深層分層的記錄 跨越了超過一萬年的歷史 多個考古堆積層被不同的頂部倒塌 和風吹沉積物隔開 實物加工的證據 儲存的植物遺留物和反覆佔據表明 危險洞穴在夏末和初秋期間充當了一個營地 那時關鍵資源成熟 儘管技術隨着時間的推移有一些微小的變化 但核心生存策略依然保持着顯著的穩定性 這表明生存並不總是與創新或擴張有關 而是與對這個地方的深入瞭解有關 這種知識代代相傳 早期的美洲人也知道要把洞穴當作家 至少是暫時的 最早到達的人是遊牧的 永遠不會定居下來 但當他們這樣做時 地質構造如岩石庇護所成爲了絕佳的房地產 梅多克羅夫特岩石庇護所 是北美最古老的考古遺址之一 是一個很好的例子 梅多克羅夫特坐落在 賓夕法尼亞州西部的克羅斯克裏克上方 這裏堅硬的砂岩覆蓋在較軟的液巖之上 經過數萬年的時間 地下水的滲透和地面動容的風化侵蝕了液巖 這形成了一個寬闊的乾燥懸垂部 它保留了美洲最深且最連續的考古記錄之一 這裏的佔據順序跨越了超過一萬六千年 甚至可能更早 石器在這一記錄中佔據核心地位 其中包含了單面刀片 雙面工具和打獵箭頭等多種物品 其中包括一些北美最具爭議的文物 1976年考古學家們發現了米勒·拉塞特點 這一發現將震撼整個大陸的考古學 這一發現挑戰了克羅維斯人 是該大陸第一批居民的觀點 克羅維斯文化以其凹槽投射點而聞名 生活在北美大約在1200-13000年以前 然而米勒點更古老且沒有凹槽 使梅多·克羅夫特成爲理解前 克羅維人類定居的重要遺址 自那時以來 各種其他的前克羅維斯遺址和石器技術 如愛達河州的西部餅石器紛紛出現 你猜米勒點和這些許多其他工具 主要是由什麼製成的 那塊石頭是我們祖先幾百萬年前 在東非使用的 在視頻開始時 我問了澳大利亞北極石英岩 你可能現在已經明白了 但我保證這比你想的要更深刻 讓我們通過探索CHIRT 到底是什麼來揭開它的面紗 不過首先 我想簡單介紹一下我的免費實時通訊 如果你是Evolve2的新朋友 我的新聞訂閱者 會在每次發佈新視頻時 收到一封電子郵件 其中包含了這個視頻的簡要總結 我最近了解到了一些新研究 甚至還有音樂推薦 所以如果你去視頻描述中 你會找到指向Point2通訊的鏈接 你可以免費填寫你的郵箱 如果你喜歡這個頻道 我相信你也會喜歡那個 言歸正傳 我們來總結一下 我們已知道 碎石屬於我們稱之爲沉積岩的類別 但與沙岩等其他沉積岩不同 它是由微觀生命 而非可見沉積物形成的 在古代海洋中 生物利用一種叫做硅酸巖的礦物質 構建微小的骨骼 它們包括放射蟲 硅藻和海綿等生物 當它們死去時 那些骨骼在海底積累 被周圍的沉積物壓實 逐漸變成了石頭 這種硅酸巖結構 使得碎石對古代人類如此有用 它極其細小且緊密堆積的晶體 沒有明顯的顆粒或層次 因此當岩石被擊打時 力量能夠順暢地傳遞 與隨機斷裂不同 角巖以彎曲的勺子形狀模式斷裂 這種斷裂稱爲貝殼狀斷裂 一次敲擊就能產生可預測的鋒利邊緣 幾乎不費力氣 這使得碎石成爲人類發現的 最可靠的天然切割材料之一 北極石 因巖是我們所擁有的這種材料中 最古老的例子之一 它位於澳大利亞西部的德雷斯特族內 這個地質構造大約在35億年前形成 這意味着那時一定存在生命 它是在一個淺海熱液噴口 和火山沉積物 沿着古老海岸線 相互作用的環境中形成的 火山灰 玄武岩和沉積物的層層堆積迅速形成 創造理想條件以捕捉和保存早期生物材料 以防止其被毀壞 這塊岩石保存了微觀化石 主要是蘭藻和其他生活 再稱爲微生物電的分層群落中的微生物 這些生物在海牀上形成了不二氈的膜 隨着它們的生長捕獲礦物質 隨着時間的推移 硅酸鹽滲透了這些生物膜 一個分子一個分子地替換它們的有機物質 結果是一塊不僅僅是埋藏生命的石頭 它將生命轉化爲岩石 這使它成爲地球上最古老的生命證據 雖然並非所有的碎石層或結合都這麼古老 但它們都來源於同樣的地質過程 包括位於舊瓦依峽谷的那些舊石器工具 每一個碎石工具從那些笨重的切割器 到古代梅多克羅夫特 精心製作的尖端 實際上都是由久已滅絕生命的遺骸所雕刻而成的 生物轉化爲地質 地質轉化爲技術 這基本上是生命的循環再生 令人驚訝的是 許多洞穴講述了類似的故事 人類所依賴的大多數洞穴 都是由古代生命的壓縮遺骸組成的 你可能已經注意到 我提到的一些是由石灰岩構成的 它也是一種岩石 最初起源於古老海洋的底部 它通常形成於溫暖的熱帶水域 當無數的貝殼 珊瑚和微小的海洋生物層層堆積時 珊瑚礁生態系統是石灰岩 在變成岩石之前的一個很好的例子 隨着這些生物遺骸被埋藏 壓石並結合在一起 它們變成了石頭 直到數千年或數百萬年後 岩石才暴露在地表之上 酸性地下水溶解它 形成了Cavernous Opening 所以當人類躲在石灰岩洞穴裏時 實際上是生活在化石化的生態系統裏 這就是北極教堂 奧多瓦依峽谷 梅多克羅夫特巖屋 以及更遠地方之間更深層的聯繫 古老的已經滅絕的生命 成爲了人類在我們走遍的每一個地方 得以繁衍生存的機制 如果你想更深入瞭解古代洞穴生活 記得也要看看這個視頻 感謝您看到最後 下次見 謝謝