新研究发现南非著名的汤恩儿童化石已有258万年历史

一项新的研究检查了汤恩儿童的牙齿化石，以了解其年龄。

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一百年前，在南非西北省发现的头骨改变了我们对人类进化的理解。威特沃特斯兰德大学的解剖学家雷蒙德·达特（Raymond Dart）首先描述了这个少年头骨，并将其称为“汤恩儿童”。 1924 年，达特无法说出它的确切年龄，但他宣布它属于一个新物种，并将其命名为Australopithecus africanus。这是第一个证据证实了英国博物学家查尔斯·达尔文的论断，即猿类和人类在很久以前就有共同的祖先，并且人类起源于非洲。

继汤恩儿童号之后，又发现了非洲南方古猿，其中许多是在比勒陀利亚西南约 70 公里的斯特克方丹发现的。斯特克方丹位于联合国教科文组织世界遗产“人类的摇篮”内。

自发现和描述汤恩儿童以来的一个世纪里，关于斯泰克方丹以及汤恩和第三个地点马卡潘斯加特发现的南方古猿化石的地质年代展开了一场激烈的争论。

大部分争议都集中在斯特克方丹。一些研究人员将某个特定区域（称为“Member 4”）的化石年龄定为 340 万至 370 万年之间。其他人估计这些化石要年轻得多，可以追溯到 200 万到 260 万年前。差异源于对方球队使用的约会方法。双方都发表文章拒绝对方的方法。

现在，这场争议可能距离解决又近了一步。我和我的同事苏·戴克斯（Sue Dykes，于 2019 年不幸去世）一起使用了一种不同的方法，直接应用于古人类（人类的远亲）的牙齿化石，以估计斯泰克方丹南方古猿化石的年龄。我们对成员 4 的研究结果表明，这些化石的年龄约为 200 万年至 350 万年。这个时间跨度比之前想象的要宽，涵盖了对方球队估计的年龄。

我们的方法还使我们能够将汤恩儿童追溯到 258 万年前。

我们相信我们的方法是准确的。但毫无疑问，还会有其他研究使用其他方法。我们正在解决一个困扰科学家数十年的问题，并且将继续寻求明确说明我们家谱中的这些古老成员何时存在于南非。

悬而未决的一个问题是确定我们的属（人）起源的地区：是在南非还是东非，来自南方古猿的祖先物种？

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不同的方法

很难准确确定斯特克方丹南方古猿的年代的原因之一是，最初的发现是在使用炸药开采石灰石的过程中发现的。这意味着化石的背景已经丢失。

然而，在斯泰克方丹和南非其他地方，也发现了在东非也发现的动物物种的化石。东非的火山沉积物中含有微量钾 (K) 和氩 (Ar)，可以进行准确的 K/Ar 辐射测年。

不幸的是，在200万至500万年前的令人担忧的时期，南非并没有出现活火山。但可以对这两个地区的物种化石进行比较，包括牛科动物（羚羊，如角马、狷羚和捻角羚）、猪科动物（如疣猪）、猴子以及狒狒。

由于使用准确的 K/Ar 辐射测定法可以很好地测定东非化石的年代，因此可以估计南非同一物种的年龄。这种方法被称为生物年代学，一组研究人员在辩论中得出了这样的结论：来自 4 号成员的斯特克方丹化石的年龄在 200 万到 260 万年前。从铀铅和古地磁研究中获得的年龄基本上相同。

与此同时，该小组使用了一种称为宇宙成因核素测年的方法，将化石的年龄定为 340 万至 370 万年前。他们通过使用铍和铝元素来估计与第 4 段古人类化石相关的斯泰克方丹洞穴沉积物中燧石（一种沉积岩）的年龄，得出了结论。

我们的方法

我们还使用生物年代学方法进行约会。但是，我们没有使用动物牙齿，而是直接根据南方古猿牙齿化石的测量结果进行研究。

我们检查了东非古人类下第一磨牙的长度和宽度的比率。然后，使用我们开发的方程，我们量化了坦桑尼亚、肯尼亚和埃塞俄比亚化石样本（包括南方古猿阿法种和早期智人）的这些比率与地质年龄之间的关系物种如H.能人。这些的日期已经确定。

假设代表相同属的南非化石的年龄可以通过相同的关系来估计，我们将这个方程应用于斯泰克方丹的下第一臼齿，特别是那些归属于南方古猿以及早期人，其牙齿比例可以确定。通过这种方式，我们能够获得单个臼齿的日期。

我们的方法已应用于汤恩儿童的臼齿，对于这个非洲南方古猿标本，得到了 258 万年的新结果。

来自马卡潘斯加特的南方古猿的两颗牙齿也已使用我们的方法测定了年代。这些标本的年龄分别为 307 万年和 300 万年。这与早期使用古地磁学的估计非常吻合。

我们还使用我们的方法尝试对在斯特克方丹附近的马拉帕发现的被称为南方古猿源泉的古人类物种的化石进行年代测定。我们对代表该物种的两颗牙齿（编目为 MH1 和 MH2）的年代分别为 214 万年和 193 万年。这与通过铀、铅和古地磁学方法获得的198万年的年龄非常吻合。

我们特别感谢 Jacopo Moggi-Cecchi 提供了我们研究中使用的一些测量结果。

这篇编辑过的文章是根据知识共享许可从 The Conversation 重新发布的。The Conversation。阅读原始文章。