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1995 年,莱斯利·艾洛和皮特·惠勒 提出了“昂贵的组织”假说,来解释我们巨大的大脑是如何进化的。
当时伦敦大学学院的艾洛和当时利物浦约翰摩尔斯大学的惠勒提出,大脑的能量需求可能已被肝脏和胃肠道体积的缩小所抵消;这些器官,如大脑,具有代谢的组织。
因为肠道大小与饮食相关,而小内脏需要专注于易于消化的优质食物的饮食,艾洛和惠勒推断其他动物的营养丰富的肌肉质量是让我们的大型动物进化的关键食物大脑。
他们坚持认为,如果没有吃肉提供的丰富卡路里,人类的大脑根本不可能进化到现在的形式。
尽管现代“古饮食”运动经常声称我们的祖先吃了大量的肉,但我们仍然不知道任何早期人类物种的饮食中肉类的比例,也不知道吃肉的频率。
现代狩猎采集者的饮食极其多样化,其中一些包含相当多的肉类,但其中许多则没有。
尽管如此,我们确实知道吃肉是我们祖先饮食中最关键的变化之一,它导致了许多身体、行为和生态变化,使我们成为独一无二的人类。
是猎人还是清道夫?
非洲对早期人类食肉的调查始于1925年,在那里发现了最早的人类化石。
南非约翰内斯堡威特沃特斯兰德大学解剖学教授雷蒙德·达特将一种新的早期人类物种命名为非洲南方古猿,来自汤恩遗址的一个小头骨化石。
此后,该头骨被确认为一名死于约 280 万年前的三岁儿童的头骨。
在同一地点的其他化石中,达特看到了吃肉的证据,例如狒狒头骨有断裂迹象,在化石化之前脑壳已被移除,断裂边缘有V形标记,头骨穹窿有小穿孔痕迹。
他总结道,这个汤恩孩子属于一种掠食性、穴居的物种,他将其描述为“一种捕食动物、食肉、裂壳和断骨的猿类”和“一种熟练且熟练地使用致命武器的追逐者” 。
“杀手猿”的概念诞生了。
在东非和南非早期人类遗址的化石记录中发现的动物骨骼类型的模式也作为早期人类狩猎的证据提出;
这种模式称为“骨骼部分轮廓”。大部分数据来自坦桑尼亚著名的奥杜威峡谷遗址,由著名的二人组玛丽和路易斯·利基挖掘,主要是在 1950 年代。
三十年后,威斯康星大学麦迪逊分校的人类学家 亨利·邦恩研究了 180 万年前的沉积物中的动物化石。
他从丰富的肉质和富含骨髓的肢骨中推断,由于猎杀了这些动物尸体,早期人类首先选择了这些动物尸体的部分。
这种解释得到了利基夫妇在同一矿床中发现的简单石器的支持。
奥杜韦文化 技术(以在奥杜威发现的这些工具命名)包括锋利的石刀或薄片;那些薄片被击中的核心; 以及拳头大小的圆形锤石,用于从核中敲击薄片。
这些看似基本的工具使早期人类能够获得范围更广的食物。
锋利的薄片可用于从骨头上切肉或削木棍以挖掘地下根或水;核心和锤石可用于加工植物和敲打开放的骨头,以获取内部富含脂肪的骨髓和大脑。
然而早在 1957 年,加利福尼亚大学伯克利分校的舍伍德-沃什本报告了他在(当时的)罗得西亚的禁猎区观察到的食肉动物捕杀事件,这个问题就出现了。
他注意到,在食肉动物吃饱后,骨骼中最常或多或少完好无损的部分是头骨和下颌,它们是动物中可食用最少的部分。
根据 沃什本的说法,达特在南方古猿沉积物中发现的含肉骨头(通常是破碎的)一定是由其他动物带到那里的,而不是南方古猿——也许是鬣狗,他和其他人观察到鬣狗在它们的巢穴周围堆积这样的骨头.
1981 年,布莱恩出版了一本名为《猎人还是被猎物》,得出了相同的结论。
在研究了纳米布沙漠中部的大量山羊骨头后,这些骨头被现代人丢弃,然后被狗咀嚼,布莱恩假设骨骼部分轮廓最好归因于这些特定骨头本身的耐久性,而不是选择由早期的人类猎人。
布莱恩对南非德兰士瓦地区早期人类遗址的化石组合做出了类似的解释。
在他看来,许多可能导致现代洞穴堆积的非人类因素已经在这些化石组合中发生了:河流活动、食肉动物如鬣狗和豹子、豪猪、猫头鹰和自然死亡。
同年,即 1981 年,早期人类屠杀的无可辩驳的证据以化石上的线性条纹的形式出现,这些条纹被确定为由在遗址发现的大量石器工具留下的切割痕迹。
史密森尼学会的里克·波茨以及宾夕法尼亚州立大学的希普曼在另一项研究中使用扫描电子显微镜证明这些标记不同于某些化石上看到的浅的、方向混乱的划痕。
这种沉积磨损人们认为这是骨头在河流中翻滚或被动物踩踏时沙粒与骨头摩擦的结果。
相比之下,切割痕迹更短、更深,而且通常位于肌肉附着的骨骼部位。
它们似乎最终表明,早期人类是灭绝的羚羊、斑马和类似动物的熟练猎手,这些动物与早期人类化石和石器一起在 180 万年前的矿床中发现。
尽管在奥杜威发现了不止一种早期人类,但几十年来,数以千计的奥杜瓦石器和数百块带有切割痕迹的骨头都完全归因于我们属的化石,即人属。
根据埃塞俄比亚阿法尔地区杰拉鲁遗址的一份新报告,我们属的化石证据现在可以追溯到 280 万年前。
直到最近,埃塞俄比亚还在布里和戈纳遗址发现了最早的石器证据和动物化石上的切割痕迹(250 至 260 万年前),以及来自戈纳的最早的奥杜韦文化石器,可追溯到 250 万年前前。
总而言之,最早的屠宰和石器工具——换句话说,食肉动物的一整套考古证据似乎已经出现在至少 250 万年前,伴随着我们属的起源。
拾荒奖励
通过记录来自布卢门钦和其他人在坦桑尼亚的研究中不同非洲生态系统中食肉动物猎杀留下的资源来解决这个问题,因为这些发生在当今地球上食肉动物竞争最激烈的地区。
为了模拟过去食肉动物群落以猫科动物(大型猫科动物及其亲属,包括剑齿虎)为主时的拾荒机会,正如早期人类屠宰动物的一些地区所表明的那样,我去了到肯尼亚的一个私人禁猎区,现在称为佩杰塔保护区。
在那里,狮子很常见,但鬣狗却很少见。我花了大约七个月的时间来模拟被动食腐,直到食肉动物吃饱了然后离开,然后记录尸体上剩下多少肉和骨髓。
原来有很多!在我对大型动物(主要是斑马)的狮子猎杀样本中,我发现 95% 的骨头被丢弃,但至少保留了一些肉,超过 50% 的动物还剩下大量肉。
大多数其他骨头都有碎屑,几乎没有骨头完全脱落。
例如,斑马的后肢平均含有近 23 公斤的肉,所以即使 90% 的肉都被吃掉了,它仍然可以产生 2.28 公斤的肉——而且这只是一只后肢的肉。
一整只斑马尸体可以产生近 15 公斤大小不一的碎肉。使用每克肉四卡路里的估计,这将从斑马尸体提供超过 60,000 卡路里。
如果每个人每天需要大约 2,090 到 2,290 卡路里的热量,正如之前估计的那样。
通过稍微改变策略,早期人类也可能从另一种食肉动物身上觅食。
狮子、鬣狗和野狗都生活在群居之中,在捕食猎物时会进行激烈的群内竞争,并且大部分或全部时间都在地面上度过,而豹子的行为则不同。
相反,它们是独居的,在某些地区(可能是为了避免与更大的捕食者竞争)它们将猎物吊到树上并在那里存放几天,然后定期回来吃掉它们。
在 1990 年代初期,布卢门钦和他当时的研究生约翰·卡瓦洛假设对于保留了爬树能力的早期人类物种,例如南方古猿和可能的能人 ,从这些猎物中获取食物本来是一个风险相对较低的提议。
的确,豹子的猎物往往比狮子和鬣狗的猎物要小,而且树上储存的豹子猎物中可获得的肉的范围还没有得到充分的记录(尽管我观察到我的几个豹子样本上留下了相当多的肉来自佩杰塔保护区);尽管如此,我怀疑这可能是整个早期人类食腐机制的一部分。
我们认为,200万年前,坎杰拉的早期人类可能很早就接触到了小型动物,例如山羊大小的瞪羚。
这些较小动物(通常是幼年动物)身上的古老屠宰痕迹主要在骨头上,在野生食肉动物的典型消费顺序中,这些动物的肉在早期被吃掉(正如布卢门钦所观察到的,并由我自己的观察所证实)。
他们可能没有被清除;如果食肉动物首先以它们为食,那么这些骨头将所剩无几。
这些动物是否被蓄意猎杀,以何种方式猎杀,我们仍然不得而知:也许早期人类躲在树上或灌木丛后,并投掷石块将其消灭。
相比之下,我们认为坎杰拉的大型动物可能是被食腐动物吃掉的,
不过,在某种程度上,早期人类获取肉类的方式肯定发生了转变,因为化石记录清楚地表明,至少在 150 万年前,我们的祖先就已经能够获取大型动物最好的部分。
在 2008 年发表的一篇文章中,我检查了来自肯尼亚库彼福勒三个地点的 6,000 多块动物骨头的屠宰模式,这些地点可追溯到那个时期。
那里的早期人类(可能是直立人)从大大小小的动物身上砍下了许多不同的骨头;至少有九种不同的动物被运送到每个地点供食用。
结果是 300 多块骨头显示出被屠宰的迹象,其中包括一些最好的骨头——肉通常首先被食肉动物吃掉的那些骨头。
大量切割痕迹和敲击痕迹的存在,以及极少的食肉动物牙齿痕迹,清楚地表明早期人类是加工尸体较肉部分的人;如果食肉动物能接触到它们,那可能很少见,而且只有在早期人类吃完它们之后。
在一个肢骨上,在一个切痕的正上方发现了一个食肉动物的牙印,表明早期人类最先出现。
早期人类并没有选择这些部分来排除其他部分(因此也存在更小、更少肉的骨头),因此他们似乎倾向于尽可能地提取所有资源,包括骨髓。
彻底的处理表明,事实上,早期人类能够控制景观中他们可以执行此任务的特定位置。
至于来自非洲不同考古遗址的一些屠宰骨头上的几种大型食肉哺乳动物和鳄鱼的牙印,这些牙印构成了我们的食肉祖先直接与食肉动物争夺猎物尸体的明确证据。
同样清楚的是,至少在某些时候,这些遭遇对他们来说结局并不好;一些早期人类化石带有捕食者的牙印,这可能导致了他们的死亡。
威特沃特斯兰德大学的伯杰和罗·克拉克在 1995 年发表的一篇论文中描述了一个关于掠食人类祖先的显着例子,该论文描述了在汤恩儿童的头骨上可以看到的老鹰袭击的证据。
既可悲又讽刺的是,这个小孩的头骨化石激发了达特对我们凶残祖先的想象。
肉类的来源及品类
很长一段时间,人们认为早期人类饮食中的所有肉、骨髓和大脑都来自陆生哺乳动物。
然而,莱顿大学的约瑟芬·乔登斯及其同事在研究了水产食品的脂肪酸组成模式后,于 2014 年提出,食用富含脂肪的鱼类可能会显着增加某些长链多不饱和脂肪酸的可用性,这有助于支持大约 200 万年前早期人类脑容量的最初适度增加。
四年前,乔治华盛顿大学的戴维·布劳恩和他的同事宣布,他们发现了人类屠杀水生动物的最早证据。
在肯尼亚库彼福勒 一个拥有 195 万年历史的遗址中,他们发现了早期人类屠杀海龟、鳄鱼和鱼类以及陆生动物的证据。
水生动物富含人类大脑发育所需的营养物质,例如二十二碳六烯酸,它是我们大脑中最丰富的营养物质之一。
大约在这个时候,我们在化石记录(主要基于肋骨和骨盆化石)中看到直立人肠道区域尺寸的减少,早期人类物种被认为一直将动物性食物纳入其饮食。
这个物种进化出更小、更有效的消化道,这可能释放了对能量的限制并允许更大的大脑生长,正如昂贵组织假说所预测的那样。
然而,我们在大约 200 万年前的化石记录中看到的大脑尺寸的增加基本上与身体尺寸一致;虽然大脑的绝对大小在增加,但相对大脑大小却没有。
也许肉不是完全负责任的——那是什么?
也许这是从吃鞑靼羚羊牛排到烧烤的转变。
有迹象表明,在非洲东部和南部的一些地点可以追溯到100到200万年前,但第一个确凿的证据来自一个拥有100万年历史的名为洞穴的遗址,位于南部非洲非洲。
2012 年,时任波士顿大学的弗朗切斯科·伯纳和他的同事报告说,洞穴内有烧焦的草、树叶、灌木和骨头碎片产生的灰烬。
显微镜研究表明,小灰碎片保存完好,边缘呈锯齿状,表明它们不是先在洞外燃烧,然后被风吹或冲入,因为那些锯齿状的边缘会被磨掉。
此外,这一证据来自洞穴内约 30 米处,闪电不可能在那里点燃大火。
此后不久,在以色列拥有 79 万年历史的盖舍遗址发现了被火烧过的古代石器碎片的证据。
在被烧毁的工具附近,集中了来自十几个早期壁炉的烧焦种子和六种木材,包括三种可食用植物(橄榄、野大麦和野葡萄)。
这标志着早期人类第一次反复回到同一个地方,用这些早期的篝火做饭。
壁炉不只是原始的炉灶;它们可以为掠食者提供安全保障,成为一个温暖舒适的地方,并作为交换信息的场所。
烹饪无疑是我们饮食史上的一场革命。
烹饪使食物在物理和化学上更容易咀嚼和消化,从而能够从相同数量的食物中提取更多的能量。
与生吃相同的食物相比,它还可以释放更多的某些营养物质,并可以使有毒植物变得可口。
烹饪将不可避免地减少觅食相同数量卡路里所需的时间。
在他 2009 年的著作《星火燎原》中, 灵长类动物学家理查德·兰厄姆假设烹饪是让我们的大脑变大的原因。
结语
事实证明,使用化石头骨来测量大脑大小,在我们看到考古记录中最早的烹饪证据之后,我们看到了进化史上大脑大小的最大增加,所以他可能有所作为。
现代人的身体非常适应熟食,以至于我们在只吃生食的情况下很难繁殖。
例如,1999年的一项研究发现,大约 30% 的长期生食饮食的育龄妇女出现部分或完全闭经,这可能与她们的低体重有关。
从捕食者那里偷来的到加工和包装的,动物已经成为人类饮食的一部分超过 300 万年。
为了更详细地了解我们灵长类祖先的食肉情况,我们需要找到更多有切割痕迹化石的史前遗址,这样我们才能开始了解屠宰——以及后来的烹饪——可能与环境有何关系早期人类居住的地方。
同样重要的是现代用石器进行的屠宰实验,这有助于我们更好地解释动物化石上的切割和敲击痕迹。
我自己的下一步包括在野外寻找更多带有屠宰痕迹的化石,研究博物馆收藏中已有的此类化石,并帮助设计和开展屠宰实验,所有这些都是为了找到我们食肉祖先的根源。
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