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南方古猿“小脚”和“露西少女”一样老吗？（ Little Foot, l’australopithèque sud-africain, aussi vieux que Lucy ?）
来源：Inrap作者：Laurent Bruxelles(Inrap), Ronald Clarke, Richard Maire, Richard Ortega, Dominic Stratford时间：日翻译：郁扬校对：阡陌原文链接：南方古猿“小脚”和“露西少女”一样老吗？本文由法国国立预防考古研究所的Laurent Bruxelles与Ronald Clarke, Richard Maire, Richard Ortega, Dominic Stratford共同撰写，介绍对南非斯泰克方丹(Sterkfontein)的Silberberg岩洞中的“小脚” (编码：StW 573)的地层学分析、断代工作，发表于《人类进化期刊》(Journal of Human Evolution)。位于南非豪登省约翰内斯堡西北部的斯泰克方丹，在1999年被联合国教科文组织列为世界文化遗产，有“人类摇篮”之称。自1997年起，研究人员对在Silberberg岩洞内被发现的“小脚”化石进行了细致的发掘。由于一直被埋藏在特殊的环境下，“小脚”是迄今为止发现的最完整的南猿遗骨，因此也成为认识人类起源独一无二的关键所在。它的年代大致在二百万到四百万年前，但具体时间一直存在争议。一支法国科研小组与约翰内斯堡金山大学合作，为“小脚”的年代测定提供了重要参考。&(C) Ronald Clarke不同寻常的发现日，Ronald J. Clarke在斯泰克方丹岩洞群发掘动物骨骼，无意中在碎屑里发现了四块人科生物左脚脚骨。由于这只左脚体积较小， P.V. Tobias将其取名为“小脚”。1997年5月，Clarke又发现了这只脚的其他骨骼和一块右胫骨。显然，它们都属于同一个个体生物。Clarke委托他的助手Stephen Motsumi和Nkwane Molefe确定整具骸骨的位置。在这个满是碎屑且历经多次煤矿爆炸的巨大岩洞里，两位助手带着制作的胫骨模型继续探寻。出乎所有人意料的是，他们找到了一块嵌在岩石中的骨骼。自此，Ronald Clarke和他的科研小组足足用了13年的时间才将几百万年前的“小脚”从煤矸石中清理出来。不幸失足的“小脚”在这个岩洞及其它相邻岩洞中，研究人员发现了大量离散的动物或南猿骨骼。有些骨骼上有类似副剑齿虎、巨剑齿虎等大型肉食动物牙齿啃咬过的痕迹。在落水洞里突出的树枝上，这些肉食动物静静地品尝着它们的猎物，而某些猎物的残渣掉进岩洞深处，逐渐堆积起来。“小脚”的经历却截然不同，它可能是被猛兽追赶，一失足掉进了二十多米深的洞里，沿着崩塌的斜坡一滑到底，保持着一只胳膊在头顶伸直，另一只向内弯曲的姿势。随着时间的流逝，它的遗骸被沉积物和砾石覆盖，厚度足有十米。清理骸骨前的最新研究自从“小脚”骸骨被发现以来，它的年代始终难有定论。Ronald Clarke和Tim Partridge推断它来自330万年前，他们依据的是对人科的形态学分析和首次古地磁学的断代结果。还有研究指出，根据骸骨周围沉积物的年代来看，它应该生活在更近一些的150万至220万年前。甚至还有人认为，它是400万年前的南猿……究竟应该相信哪个结论呢？2007年，法国国立预防考古研究所(Inrap)的地貌学家Laurent Bruxelles受南非大学之邀，着手研究这个棘手的年代测定问题，他分辨出骸骨周围不同地层的先后顺序。同时进行研究的还有Ronald Clarke，这位喀斯特地貌专家发现距今150万至220万年前的地层不是与“小脚”同时代的产物。在对与它同期的沉积物进行了研究后，Clarke认为“小脚”的年代应在300万年左右，甚至更早。正是这些在“小脚”死亡很久之后产生的沉积物的构造为断代提供了线索。从它开始化石化直到这些沉积物沉积起来的漫长时间里发生了诸多地质变化，而这些变化的不同阶段也被逐一理清——每个阶段都是一个极其漫长的过程。“小脚”被归类为普罗米修斯南方古猿(Australopithecus prometheus)，它或许与“露西少女”生活在相同时代。“露西少女”正是那具著名的阿法南方古猿(Australopithecus afarensis)化石，它于1974年在埃塞俄比亚被发现，与“小脚”相比略有残缺。在清理出“小脚”化石之前，确切地说，在2010年1月，一支法国考古队在岩洞里对化石进行了3D模型仿制。Laurent Bruxelles与图卢兹三大(Université Paul Sabatier)古人类学家José Braga、蒙彼利埃计算机科学、机器人技术和微电子实验室(LIRMM) Gérard Subsol、图卢兹信息研究院 (IRIT) Jean-Pierre Jessel和来自IMA Solutions*的Benjamin Moreno共同进行了多次不同的扫描。他们不仅要保护骸骨本身的信息，譬如它的位置及形态，同时还有它所处整体环境的数据。研究者们目前正在通过3D手段对化石进行重现。“小脚”在人类起源史上的位置“小脚”还不是人类，它死后一百万年，非洲才诞生了第一批人类。它是南方古猿，在人类出现以前，它们在非洲大陆南部已经非常活跃了。不同的解剖学证据表明，至少有两种南方古猿在非洲大陆南部共同存在了三百万年，特别是在斯泰克方丹地带。人们已经知道非洲南方古猿(Australopithecus africanus)的存在，但随着研究的深入，Ronald Clarke认为“小脚”属于鲜为人知的另一种古猿：普罗米修斯南方古猿。“小脚”化石的完整性对研究这种古猿来说弥足珍贵。这项研究至关重要，因为这两种古猿的其中一支衍变成为第一批人类，而另一支可能已经灭绝。在斯泰克方丹附近，南非本地的考古队和一些来自其它各国的同行们也在旁的岩洞或露天遗址进行考察。自1995年起，古人类学家José Braga和约翰内斯堡金山大学的Francis Thackeray就在组织对克罗姆德拉伊(Kromdraa?)遗址的发掘，这处遗址是研究人属(Homo)产生的关键所在。Laurent Bruxelles参与了发掘工作，并对整体环境做了地貌学上的研究，以期了解这里的演变速度与导致岩洞变化的一系列活动，探究岩洞里含有化石的沉积物和这些沉积物随后的变化。在此基础上，一项针对这片人科动物活跃地带的古气候研究项目也已上马。此外，在2012年，有研究人员使用一架配备有高分辨率红外线摄像机的无人驾驶飞机勘察出了多处有待研究的岩洞入口。在斯泰克方丹遗址，图卢兹TRACES研究室(UMR 5608)与Terrae平台合作，由Florent Hautefeuille, Nicolas Poirrier 以及Carine Calastrenc联袂组成的科研小组甚至确定了“小脚”掉进岩洞时滑行的路线。科研项目获得以下单位支持：法国驻南非大使馆、法国外交部、图卢兹市政府、金山大学（约翰内斯堡）、古生物科学信托(PAST)、南非国家科研基金会、法国国立预防考古研究所(Inrap)、法国国家科学研究中心(CNRS)。&·参考信息：BRUXELLES L., CLARKE R. J., MAIRE R., ORTEGA R., et STRATFORD D. – 2014. - 关于StW573南方古猿骨架和年代的地层学分析- 《人类进化期刊》.&*译者注：图卢兹一家提供文化遗产3D数字化的机构。&原文：Laurent Bruxelles de l’Inrap co-publie avec Ronald Clarke, Richard Maire, Richard Ortega et Dominic Stratford un article sur la datation de Little Foot (StW 573) par l’analyse stratigraphique (grotte de Silberberg, Sterkfontein, Afrique du Sud) dans Journal of Human Evolution.Sterkfontein, au nord-ouest de Johannesburg, dans la province du Gauteng fait partie d’une zone inscrite par l’Unesco au patrimoine mondial depuis 1999 sous le nom de <>. Depuis sa découverte en 1997 dans la grotte de Silberberg, un squelette, Little Foot, fait l’objet d’une fouille très minutieuse.Repéré dans des circonstances exceptionnelles, cet australopithèque est le plus complet jamais mis au jour, et constitue un élément unique dans la connaissance des origines de l’Humanité. Si son ?ge, compris entre 2 et 4 millions d’années, pose toujours question, une équipe de chercheurs fran?ais, en collaboration avec l’Université du Witwatersrand (Johannesburg), apporte aujourd’hui d’importants éléments sur sa datation.Zoom:Une découverte exceptionnelleUne découverte exceptionnelleLe 6 septembre 1994, Ronald J. Clarke découvre, dans une boite d’ossements animaux, quatre petits os d’un pied gauche d’hominidé provenant des déblais du réseau de grottes de Sterkfontein. De cette première découverte viendra le nom de Little Foot, donné par P.V. Tobias, en référence au petit pied qu’il venait d’identifier. En mai 1997, dans une nouvelle boite, il reconna?t d’autres fragments provenant du même pied et un fragment d’un tibia droit. Certain qu’il s’agit des ossements d’un même individu, Ron Clarke missionne ses assistants, Stephen Motsumi et Nkwane Molefe, afin de localiser l’ensemble du squelette. Dans cette immense cavité, remplie des déblais de dynamitages miniers successifs, les deux chercheurs, munis d’un moulage de tibia, trouvent, contre toute probabilité, une connexion osseuse dans la roche. Treize années auront été nécessaires à Ron Clarke et à son équipe au dégagement de Little Foot de sa gangue rocheuse, des millions d’années après sa mort.Le faux pas de Little footDe nombreux ossements isolés d’animaux ou d’australopithèques proviennent de cette cavité et de ses voisines. Certains portent les stigmates des dents de grands carnivores, parmi lesquels, des léopards et des tigres à dents de sabre. Dans un paysage d’avens, ces carnivores consommaient généralement leur proie, au calme, sur quelque branche d’arbre surplombant directement les gouffres. Les reliquats partiellement décharnés de ces repas y tombaient et se sont accumulés.L’histoire de Little Foot est tout autre puisque, peut-être poursuivi par un prédateur, il a fait une chute fatale de plus de vingt mètres, son corps roulant sur un talus d’éboulis, avant de s’immobiliser, un bras tendu au dessus de sa tête, l’autre roulé contre lui. Au fil du temps, sa dépouille a été recouverte par une accumulation de sédiments et de cailloutis, sur plus de dix mètres d’épaisseur.Dernières recherches avant le prélèvement du fossileDepuis sa découverte, les avis ont divergé à propos de l’ancienneté de Little Foot. Daterait-il de 3,3 millions d’années, comme l’envisagent Ron Clarke et Tim Partridge à partir de la morphologie de l’hominidé et d’une première datation paléomagnétique ? Ou doit-on se fier à des datations ultérieures des sédiments entourant le fossile lui attribuant un ?ge bien plus récent, entre 1,5 et 2,2 millions d’années ? D’autres datations lui ont même donné un ?ge de 4 millions d’années…En 2007, à la demande de l’université sud-africaine, Laurent Bruxelles, géomorphologue à l’Inrap, prend en charge ce délicat problème de chronologie et démêle la succession des strates qui enserrent le squelette. Avec Ron Clarke, ce spécialiste des réseaux karstiques démontre aujourd’hui que les strates datées d’1,5 et 2,2 millions d’années ne sont pas contemporaines de Little Foot. Après étude des sédiments contenant l’hominidé, il lui redonne aujourd’hui un ?ge ancien, plus proche de 3 millions d’années, voire au-delà. En effet, les datations ont été réalisées sur des formations sédimentaires qui se sont déposées longtemps après la mort de l’australopithèque. Entre sa fossilisation et l’arrivée des sédiments qui ont été datés, plusieurs étapes géologiques ont été distinguées, chacune d’entre elles impliquant des phénomènes lents, requérant le long terme. Little Foot, un Australopithecus prometheus, serait donc un quasi contemporain d’un fossile bien moins complet, Lucy, le célèbre Australopithecus afarensis découvert en 1974 en Ethiopie.Avant son extraction, une équipe fran?aise a réalisé dans la grotte, en janvier 2010, un modèle en trois dimensions du fossile. Laurent Bruxelles et José Braga (paléoanthropologue, Université Paul Sabatier, Toulouse), accompagnés d’une équipe d’informaticiens et de spécialistes du scanner 3D, Gérard Subsol (LIRMM), Jean-Pierre Jessel (IRIT) et Benjamin Moreno (IMA Solutions), ont réalisé plusieurs scans de différentes résolutions. Il s’agissait ici de sauvegarder non seulement l’ensemble des informations sur le squelette, sa position, sa morphologie, mais aussi toutes les données géologiques de son contexte. Ils s’emploient actuellement à reconstituer l’ensemble du fossile en trois dimensions.La place de Little Foot dans l’histoire des origines de l’HommeLittle Foot n’est pas encore humain puisqu’il vit plus d’un million d’années avant l’apparition des premiers hommes en Afrique. Il s’agit d’un australopithèque, un groupe de pré-humains très bien représenté en Afrique australe.Différents arguments anatomiques indiquent la coexistence d’au moins deux espèces d’australopithèques en Afrique australe vers 3 millions d’années, notamment sur le site de Sterkfontein. La présence d’Australopithecus africanus est bien connue mais, au fur et à mesure de ses recherches, Ron Clarke a rattaché Little Foot à la seconde espèce, moins illustre : Australopithecus prometheus. Avec Little Foot, les chercheurs disposent désormais d’un squelette presque complet de cette seconde espèce ! L’enjeu scientifique est considérable puisque l’une des deux lignées donnera naissance aux premiers hommes, la seconde restant probablement sans descendance.? proximité, plusieurs autres cavités ou sites de plein air sont en cours d’étude par des équipes sud-africaines ou internationales. Depuis 1995, les paléoanthropologues José Braga et Francis Thackeray de l’université du Witwatersrand à Johannesburg, dirigent la fouille du site de Kromdraa?, qui pourrait éclairer sur l’apparition du genre
<>.Tout en participant à ces fouilles, Laurent Bruxelles réalise une étude géomorphologique de l’ensemble de ce secteur. L’objectif est de conna?tre les rythmes d’évolution du paysage et de comprendre la succession d’événements qui ont permis le développement des grottes, leur remplissage par des dép?ts fossilifères et leur évolution postérieure. Sur cette base, un programme concernant l’étude des paléo-climats, lorsque ces sites étaient fréquentés par les hominidés, vient d’être lancé.Parallèlement, en 2012, une prospection par un drone équipé d’une caméra infrarouge à haute résolution a permis de repérer plusieurs entrées de grottes qu’il reste à étudier. Sur le site de Sterkfontein, l’équipe composée de Florent Hautefeuille, Nicolas Poirrier et Carine Calastrenc (UMR 5608 TRACES et plateforme Terrae) ont même réussi à localiser le passage par lequel Little Foot est tombé dans la grotte.&Ces recherches bénéficient du soutien de l’Ambassade de France en Afrique du Sud, du ministère des Affaires étrangères, de la ville de Toulouse, de l’Université du Witwatersrand (Johannesburg), du Palaeontological Scientific Trust (PAST), de la National Research Foundation, de l’Inrap et du CNRS.