元謀人化石

元謀人化石，因發現地點在雲南省楚雄彝族自治州元謀縣上那蚌村西北小山崗上而命名，古人類定名為“元謀直立人”，英文稱：Homoerectusyuanmouensis，俗稱“元謀人”。“元謀”一詞,出自傣語,意為“駿馬”.考古學家認為，“元謀人”北上越過金沙江，到甘肅、青海成為古羌戎人，繼續往東北越過白令海峽進入美洲，成為印第安人的祖先。它是迄今所知中國境內年代最古老的原始人類。

基本介紹

• 中文名：元謀人化石
• 外文名：Homoerectusyuanmouensis
• 別稱：元謀直立人
• 發現地點：雲南省楚雄彝族自治州

簡介

元謀人牙齒化石是1965年“五一”節在雲南元謀縣上那蚌村發現的,元謀縣被譽為“元謀人的故鄉”，故稱元謀人，全稱“直立人種元謀新亞種”，俗稱“元謀直人”。

中國西南地區舊石器時代早期的人類化石遺址。在雲南省元謀縣城東南約7公里的上那蚌村附近一座高約4米的小山丘上。1965年在第四紀間冰期河湖相沉積的棕褐色粘土中發現了兩顆人的牙齒化石，經鑑定為直立人的牙齒，並命名為“元謀直立人”。元謀人是迄今發現的中國最早的古人類之一，其化石和遺物對研究人類起源和發展具有重要的科學價值。

1976年根據古地磁學方法測定，元謀人的生存年代為170±10萬年，意思為一百七十萬年左右，差距最多不超過前後十萬年(也有學者認為其年代不應超過73萬年，即可能為距今60萬至50萬年或更晚一些）。1982年中華人民共和國國務院公布為全國重點文物保護單位，1987年建立了元謀猿人陳列館。

在約在170萬年以前，雲南元謀一帶，榛莽叢生，森森鬱郁，是一片亞熱帶的草原和森林，先有枝角鹿、爪蹄獸等第3紀殘存的動物在這裡生存繁衍。再往後推移一段時間，則是桑氏鬣狗、雲南馬、山西軸鹿等早更新世的動物出現在這片草原和森林。它們大多數都是食草類野獸。為了生活下去，元謀人便使用粗陋的石器捕獵它們。根據出士的兩枚牙齒、石器、炭屑，以及其後在同一地點的同一層位中，發掘出少量石製品、大量的炭屑和哺乳動物化石，證明他們是能製造工具和使用火的原始人類。

發現

元謀人化石，就是幾位年輕的地質工作者在雲南省元謀盆地進行考察時，於1965年五一節下午發現的。當時，他們在一位牧牛老人指點下，來到蚌村以西約1公里的山溝里尋找化石。下午5點鐘時，一個人在一個土包下發現了雲南馬的化石，接著又發現了兩顆人類的門齒。經專家鑑定，兩顆牙齒距今約170萬年。

元謀人化石包括兩枚上內側門齒,一左一右,屬於同一成年人個體。齒冠保存完整,齒根末梢殘缺,表面有碎小裂紋,裂紋中填有褐色粘土。這兩枚牙齒很粗壯,唇面比較平坦，舌面的模式非常複雜，具有明顯的原始性質。

人牙化石石化程度很深,呈淺灰白色，粗壯碩大,磨損程度不大，是一個青年男性的左、右上內側門齒。牙齒的基本形態與北京猿人相似，個別性狀顯得比後者更為原始。後來的發掘中又出土了雲南馬、劍齒虎、劍齒象等早更新世的元謀動物群，以及打制石器和炭屑，同時還發現元謀盆地在第四紀地質歷史時期內有過多次的冰川活動。現在遺址豎有石刻的標誌一通。元謀猿人遺址歷史之久遠，遺物遺蹟之豐富，時代之連續，在國內外均屬罕見，因而人們將元謀稱之為天然人類原始社會博物館。

元謀縣地處元謀盆地邊緣，盆地內出露一套厚達695米的河湖相沉積。從下到上分為4段28層。元謀人牙發現於第4段第22層中。此後，又在同一地點的同一層位中，發掘出少量石製品、大量的炭屑和哺乳動物化石。元謀人的地質時代屬早更新世，據古地磁斷代，年代為距今170萬年。

先後出土的石製品共7件，人工痕跡清楚。原料為脈石英，器型不大，有石核和刮削器。它們和人牙雖不居於同一水平面上，但層位大致相同，距離又不遠，應是元謀人製作和使用的。發現的炭屑多摻雜在粘土和粉砂質粘土中，少量在礫石凸鏡體裡。炭屑大致分為3層，每層間距30～50厘米。炭屑常常和哺乳動物化石伴生。最大的炭屑直徑可達15毫米,小的為1毫米左右。在4厘米×3厘米的平面上，1毫米以上的炭屑達16粒之多。此外還發現兩塊黑色的骨頭，經鑑定可能是被燒過的。研究者認為，這些是當時人類用火的痕跡。這一發現，和在距今約180萬年前的西侯度文化中發現的燒骨，如確係人工用火證據，則把人類用火的歷史大大提前。在遺址中還找到一些有明顯人工痕跡的動物骨片，說明當時已會製造骨器和簡單的工具了。

年代謎團

關於元謀人化石的地質時代和絕對年代，學術界存在不同看法。一種意見認為屬早更新世晚期，據古地磁測定的年代（見考古年代學），在距今170萬年左右；另一種意見認為，在中更新世，因為古地磁年代不應超過73萬年，即可能距今60萬～50萬年或更晚。

凡是有網紋紅土的存在，那一定是80萬年前的土層！“網紋紅土，是一種表面有紋路的鮮紅色的土層，它是在80多萬年前，因長期的濕熱氣候促使岩石產生化學反應及風化而成，在今天長江以南許多地方仍然可見。”黃慰文說，叫“網紋”只是通俗的說法，其實紋路是一層一層的，更準確應叫“蠕”紋,就像蟲子爬過的那種蜿蜒痕跡。“它有兩大最明顯特徵，鮮紅色、網紋十分清晰，沒有其它任何一種土壤能同時具備。”發現了網紋紅土，它將有助於解決長達40年之久的元謀人年代的爭論，為元謀人作證！

“古地磁年代測定法，是一種根據地球磁性的變化規律來測定年代的方法。”中國原子能科學研究院研究員郭士倫說，地球本身是個大磁場，可南、北兩極並非永恆不變，相反不斷在偏移，甚至每過幾十萬年，就可能發生一次南北極倒轉，而地球上河流湖泊的形成、火山的噴發過程，都能記錄當時地球的磁性狀態。“但古地磁法不能產生數值年代，只能產生相對年代，它只有與同位素法相結合時，才能測出較為準確的年代，所以一些學者對元謀人的年代提出質疑。”

不是有兩顆牙齒化石嗎？為什麼能做同位素測定？北京自然博物館館長周國興解釋說：“碳14的同位素法，一般只適合測定四五萬年以下的年代，因為動植物遺體中的碳，隨著時間推移會不斷衰減，一過四五萬年，就無法測定了。”

黃慰文告訴，網紋紅土酸性很強，無法保存動物遺體，如百色盆地的網紋紅土層就不含任何動物化石，所以，元謀人的牙齒化石，應是從更下面地層出土的。

“現場發現元謀人的地質情況正是那樣，網紋紅土層正好覆蓋在含元謀人化石、石器和動物化石的河湖地層之上，它就像一頂帽子，扣在元謀人頭上，所以說，元謀人的年代，至少不會晚於距今80萬年。綜合其他種種測定，我相信，元謀人就是生活在距今170萬年前！”

“其實早在2000年，美國古人類學界的權威專家就曾評論說，根據網紋紅土的測定，中國學者們所說的一二百萬年前的古人類化石，比如元謀人，是可信的。”

1976年7月25日，地質科學研究院地質力學研究所，最近採用古地磁方法，首次測出雲南元謀猿人的年齡為距今170萬年左右，從而把我國過去發現最早的猿人年代推前了100多萬年；同時確定了元謀組地層是距今150萬到310萬年間形成的，因而把第四紀地質的歷史也推前了200萬年。

同期動植物

與元謀人共生的哺乳動物化石，有泥河灣劍齒虎、桑氏縞鬣狗、雲南馬、爪蹄獸、中國犀、山西軸鹿等29種，絕種動物幾乎占100%，其中上新世和早更新世的占38.8%，這表明元謀人的生存時代不會晚於早更新世。有人根據動物化石及植物孢粉分析，認為當時的自然環境呈森林草原景觀，氣候比現在涼爽。

發現和意義

元謀盆地位於金沙江邊的崇山峻岭之間，氣候乾燥炎熱，是滇中地區著名的"熱壩"。1965年5月初，地質工作者錢方、浦慶餘一行，在元謀大那烏村盆地上那蚌村後第四紀更新世早期地層中，發掘出左、右中門齒各一枚，屬青年男性，形態特徵與北京人相似，時代比北京人更早。經地磁儀器科學手段側定，這兩棵牙齒化石為距今170萬年的原始人類所有，屬直立人種中的一個新亞種——直立人元謀新亞種。元謀人的發現，對於揭示人類演化和發展的歷史具有重要的意義。

伴隨元謀人牙齒出土的，還有17件石製品，經研究鑑別，屬舊石器，其類型包括尖狀器、刮削器和砍砸器。在同一地層中還發現了大量的炭屑和一些燒焦的骨頭，並且在有炭屑的地方都伴有動物化石，屬共生哺乳動物化石，有40餘種，距今170萬年，是中國乃至亞洲最早的原始人類化石。這就說明，元謀人不僅會使用自己製造的工具從事獰獵及採集活動，而且還學會用火，用火烤食他們所獲取的獵物，開始擺脫了茹毛飲血的時代。

元謀人早於“藍田人”、“北京人”等猿人，從而把中國發現的最早人類化石的年代推前了一百多萬年。

元謀人遺址的發現，具有重大的歷史意義和科研價值，中國及一些國家已將此發現寫進了教科書。

國際影響

1972年2月22日，在美國總統尼克森訪華的特殊日子裡，新華社向全世界發布了發現“元謀人”這一重大新聞，《人民日報》報導：“這是繼中國北方發現的北京猿人和藍田猿人之後的又一重要發現，對進一步研究古人類和中國西南地區第四紀地質，具有重要的科學價值。”這一重大發現引起了國內外學術界的廣泛關注。

早在1903年，日本學者橫山又次郎所著書中就有在元謀發現的哺乳動物化石的記錄；1926年冬至1927年初，美國自然博物館中亞考察隊在雲南考察，格蘭階先生在元謀盆地東側，馬街南十里地處發現馬、大象、犀牛等骨骼化石，根據化石把這個動物群及化石產出地層時代放在早更新世，並預感到有可能保留有早期人類化石的遺骸。

1926年—1940年，國內外許多著名的地質學家、古生物學家如納爾遜、格蘭階、克勒特納、卞美年、柯爾伯特、胡承志、裴文中、邱占祥、周明鎮等多次對元謀盆地及元謀組地層第四紀進行過考察研究，考察中在元謀發現了冰川遺蹟，經測定認定為華南唯一有代表性的更新世初期地質。考察中還發現了眾多化石點，稱之為"馬街馬化石層"。

1976年春，在“紀念恩格斯《勞動在從猿到人轉變過程中的作用》寫作一百周年報告會”上，錢方、馬醒華代表中國地質科學院地質力學研究所宣布：用古地磁方法測出元謀人年代為170±10萬年；程國良代表地質所宣布：用同樣方法測出元謀人生存年代為163—164萬年；劉東生代表貴陽地球化學研究所發言：該所測出元謀人生存年代數據和上述單位結果基本相同。同年7月底，新華社、<人民日報>發布了“元謀人”生存年代為距今170萬年左右的重大新聞，“元謀人”的發現將中國人類歷史向前推進了100多萬年，表明長江流域的雲南是人類起源與發展的關鍵和核心地區，有力地挑戰了人類起源非洲中心論這一學說，為人類起源與發展多元中心論提供了強有力的科學支持，“元謀人”作為中國人類歷史的開篇被寫入中國歷史教科書首頁。

遺址

1982年2月，國務院公布元謀人遺址為第二批國家級重點文物保護單位。

元謀人陳列館位於元謀縣龍川街，距離元謀縣城7公里處。占地面積4000平方米，於1985年動工興建，1987年落成。陳列館展廳介紹了元謀人的牙齒化石等內容，館藏文物千餘件,展廳內陳列分“人類的起源”、“元謀古猿”、“元謀史前文化”三部分，揭露了人類起源與發展的簡史，系統地展示了原始人類的進化環節。

元謀人遺址有紀念碑，不遠處有博物館，館內陳列著元謀人牙齒化石的標本，古生物化石及其他有關實物、資料。

後續發現

1986年10月，元謀縣物茂中學初一學生、彝族姑娘李自秀在當地的豹子洞溝發現重要化石。她和舅舅一起將80公斤重的化石扛到昆明，交給雲南省地質礦產研究所的江能人工程師。江工程師從中挑出一顆人類牙齒，經考證，這顆牙距今210萬年，這一人類被命名為"東方人"。

兩年後，又在元謀縣小河村地區的蝴蝶梁子出土了距今270萬年人類化石。從這段股骨可以判斷，當時人類已能直立行走，他的左股骨比現代人略粗。專家將這一人類命名為"蝴蝶臘瑪古猿"，認為它是東方人的直系祖先。這個結論將中華民族的祖先出現在地球上的時間推前了100萬年。

最新進展

人類起源的時間、地點及演化模式是截止2008年學術界尚未解決的難題之一。20世紀初以來，在非洲發現了一大批距今150萬—400萬年前並已被歸類為人科的南方古猿化石，所以學術界普遍認為非洲是人類的起源地。然而迄今為止在非洲發現最早的人類化石為距今440萬年前(Leakeyetal.,1995)。從這個意義上講，非洲作為早期人類起源地的觀點還需要進一步的驗證。

在雲南的開遠、祿豐、元謀和保山發現了距今800萬——1200萬年前的古猿化石，其中尤其以在祿豐和元謀發現的古猿化石最為豐富。吳汝康院士領導的研究組對這批化石進行了深入細緻的研究，發現祿豐古猿化石與在土耳其和巴基斯坦發現的西瓦古猿化石之間存在一系列明顯的形態差異，因而提出將在中國祿豐發現的古猿化石定為一新種，即祿豐古猿祿豐種(Lufengpithecuslufengensis)。吳汝康等進一步提出祿豐古猿與西瓦古猿之間的很多相似之處也是與猩猩相似的，而與後者的不同之處卻與非洲大猿和人科成員相似。因而，西瓦古猿可能是猩猩的祖先，而祿豐古猿則可能是非洲大猿和人科成員的共同祖先(吳汝康，1987；吳汝康等，1986)。對此，許多國外學者持不同的意見。如美國哈佛大學Pilbeam和英國自然歷史博物館的Andrews等認為祿豐古猿在演化分類上的系統地位還不是很清楚(Andrews,1992;Pilbeam,1997)。

1998年，在國家科學技術部和自然科學基金委員會的資助下，由邱占祥教授主持的“九五”攀登專項“早期人類起源與環境背景的研究”正式啟動。這一項目旨在根據已有線索在雲南元謀和祿豐、湖北恩施地區、河北泥河灣盆地、安徽淮南和皖南及陝西漢水流域開展中國“最早人類”及其近親的調查發掘工作。對所獲化石進行深入研究以解決早期人類的起源與演化過程問題，從而對澄清當今人類起源的時間與地點之爭作出我們的貢獻。

雲南元謀是這一攀登項目的重點工作地區。此前有關學者的初步研究顯示，元謀古猿牙齒似乎存在大小兩種類型。而這兩種類型是否代表著兩個生物種之間的差異，或僅僅是性別上的差異還不是很清楚。這就大大地妨礙了對元謀古猿整體特徵，乃至整個雲南古猿在演化分類上的地位及在早期人類起源與演化上的作用的認識。攀登專項啟動後，野外發掘又獲得了一批新的化石材料。在元謀發現的古猿化石中，牙齒化石占絕大部分。在這些發現的基礎上，由專項組織的對元謀古猿牙齒的研究也取得了實質性的進展。1999年<科學通報>23期發表了劉武等對元謀古猿牙齒進行測量和統計分析的研究成果。

這項新成果的研究材料包括自1986年首次發現古猿化石直至1998年底在元謀盆地歷次發掘和收集的全部牙齒化石，共1266枚。由於樣本數量大，可以準確地反映出各測量項目的數據分布範圍。劉武等人採用了直方圖及正態曲線分析、雙變數兩維坐標分布、因子分析、變異係數分析、犬齒面積比例係數分析等統計分析方法，就元謀古猿牙齒大小尺寸的分布規律、元謀古猿與現生大猿及開遠、祿豐古猿的關係進行了檢驗。這是自元謀古猿化石發現十多年來首次進行的較為系統規範的牙齒測量統計分析。直方圖、兩維坐標分布及因子分析發現元謀古猿牙齒尺寸具有較大的變異分布範圍，多數牙齒呈現出明顯的大小兩種尺寸類型。然而，元謀古猿牙齒尺寸上的這種變異是否超出了開遠、祿豐古猿及現生大猿單一種內的變異範圍，則是需要進一步澄清的問題。這一問題涉及在元謀發現的古猿化石代表一個生物種還是兩個生物種。為此，採用變異係數分析方法來對比元謀古猿牙齒尺寸變異程度與其他中新世古猿及現生大猿牙齒變異程度的差別。在所計算的元謀古猿上下頜各牙齒的變異係數中，除上下頜犬齒的變異係數偏高外，元謀古猿其餘牙齒尺寸的變異係數均位於或接近祿豐古猿及現生大猿牙齒尺寸變異係數的分布範圍。由於學術界基本傾向於認為到1987年為止發現的祿豐古猿代表著一個種(吳汝康，1987)，因此該文變異係數對比分析強烈提示元謀古猿牙齒尺寸所呈現出的變異很可能尚未達到種間的變異範圍。

自1956年在雲南開遠發現森林古猿牙齒化石以來，先後在雲南的祿豐、元謀和保山發現了古猿化石。這些古猿在演化上的分類地位及彼此之間的相互關係一直為學術界所關注。將元謀古猿牙齒測量數據與已發表的祿豐和開遠古猿牙齒測量數據進行了對比，試圖為解決這一問題提供一些牙齒尺寸方面的證據。從元謀與祿豐和開遠古猿牙齒面積數據的分布對比看，在雲南這三處地點發現的古猿的牙齒尺寸非常接近，其中元謀古猿與開遠古猿彼此之間在牙齒數據上更為接近。祿豐古猿的牙齒尺寸較元謀古猿與開遠古猿的牙齒尺寸稍大。

通過上述分析可見，這項研究揭示了元謀古猿牙齒尺寸的分布規律，同時也就一些具體特點與在雲南境內發現的祿豐古猿、開遠古猿及現生大猿類進行了對比。這些研究發現的意義在於以下幾方面。

(一)確定了在元謀發現的古猿代表著一個生物種

在對早期人類及化石高等靈長類，尤其是第三紀古猿的研究中，爭論的焦點之一就是在同一個地點發現的化石材料所呈現出的形態特徵與測量數據的差別與變異究竟是分類上的差別還是性別上的差異。在對祿豐古猿化石研究的早期階段，曾經提出過在祿豐發現的化石可能代表著兩個種。在隨後的研究中，多數學者逐漸傾向於支持祿豐古猿是由在形態特徵上具有高度性別差異的個體組成的一個生物種，在這一過程中，對牙齒測量數據的分析與研究發揮了重要的作用。在對元謀古猿化石研究早期已經注意到元謀古猿牙齒化石依尺寸和形態可分為兩種類型，並提出這兩種類型分別相似於祿豐古猿的雌、雄性，但同時又指出元謀古猿的大、小兩種類型之間也存在明顯的差異，有的不能用性別差異來解釋，有可能代表著兩種不同類型的古猿(Pilbeam,1997)。這次對元謀古猿牙齒測量數據的分析顯示多數牙齒呈現出大小兩種尺寸類型的雙峰分布現象，牙齒數據變異範圍較大。變異係數的對比結果也顯示，絕大多數元謀古猿牙齒測量數據的變異係數均位於或接近代表著單一生物種的祿豐古猿及現生大猿牙齒尺寸變異係數的分布範圍。所以筆者提出了在元謀發現的古猿代表著一個生物種，牙齒尺寸大小兩種類型的變異現象是性別二態的反映，說明當時生活在元謀地區的古猿是由在形態特徵上性別差異顯著的一個種群所組成。

（二）探討了元謀古猿與現生大型猿類及開遠、祿豐古猿的關係

自1956年在雲南開遠小龍潭發現古猿牙齒化石以來，相繼在雲南的祿豐、元謀和保山發現了古猿化石。這些古猿彼此之間的關係、在演化上的系統地位以及在早期人類起源上的作用等問題一直是中國內外學術界關注的焦點。其中元謀古猿是繼祿豐之後在中國乃至亞洲地區發現的數量最豐富的第三紀古猿化石材料。在過去的十餘年裡，有關學者對這批材料做了一些研究並就上述問題進行過探討。但實際上到目前為止，對涉及元謀古猿分類及演化地位的許多問題還不是很清楚，而澄清並解決這些問題需要做大量的基礎性研究工作。劉武等人在1999對在元謀發現的古猿牙齒測量數據與現生大猿及開遠、祿豐古猿牙齒尺寸上的相似與差別程度進行了對比，試圖就元謀古猿與現生大猿及開遠、祿豐古猿的關係進行探討。結果提示元謀古猿在系統分類上與開遠及祿豐古猿接近，而與大猩猩、黑猩猩、猩猩等現生大猿類較遠。在元謀古猿與開遠和祿豐古猿關係的分析方面提示元謀、祿豐和開遠三處古猿牙齒的尺寸比較接近，其中元謀與開遠更為接近。綜合對元謀古猿牙齒測量數據的統計分析與對比結果，劉武等人認為中新世生活在雲南不同地區的古猿也許在系統分類上比較接近。

這項研究是元謀古猿發現十幾年來所進行的最為全面詳盡的基礎性數據積累工作。這項工作對於在未來的研究中徹底闡明在中國雲南發現的古猿的系統地位及其在早期人類起源上的作用無疑將會發揮重要的推動作用。