出品︱网易科学人栏目组 王真
作者︱费宁
“它看起来像一只猴子。”一个小男孩看着展厅中的头骨复制品，兴奋地说。
在英国伦敦自然历史博物馆的一个廊道展厅上，观众熙熙攘攘。我们史前祖先的复原金属模型展现在公众面前。孩子的手掠过模型厚重的眉毛和前途的下颚。
这些复原像看起来很古板，但小观众的表情却各色各样。一个小女孩看着成年人类祖先的腿，似乎有些害羞；三个男孩在跑动打闹，脸上充满喜悦；他们的老师在训斥，脸上闪过一丝愤怒；（网易科学人）而泪水正从另一个孩子脸上留下来。
图注：早在一千万年前，我们的祖先已经诞生
孩子的鲜活表情恰恰证实了我们的面孔是如何表现情绪的。借助于眼睛和嘴巴周边肌肉的微妙变化，我们的面容传达出各种情感和信息。世界上还没有哪种动物有如此丰富的表情。
更重要的是，我们人类的面容是独一无二的，每个人都可以立即辨识出自己的同类，一目了然。没有其他任何物种和我们的面容相似，高额头、小颚骨、还有突出的下巴——即便是我们人类的近亲也没有如此的面容。
问题在于，人类从什么时候开始像现代人这样。科学技术的发展和考古发现提供了诸多答案。他们揭示出现代人独特的面部特征或许比很多人类学家认为的要长很多。
伦敦自然历史博物馆人类学家克里斯·斯特林格（Chris Stringer）（网易科学人）指出，“作为地球上最终存在下来的人类物种，我们很乐意认同自己的面容处于人人属进化分支的顶端。”
“长期以来，发现的化石也似乎证实了这一点，”他指出，“大约在五十万年以前，原始人海德堡人分布广泛，虽然其相貌与现代人或是尼安德特人有着一定的差距，但我仍认为它是我们现代人与尼安德特人的共同祖先。”
斯特林格展示了20世纪20年代在赞比亚布鲁肯山（Broken Hill）（网易科学人）发现的海德堡人颅骨，目前其被陈列在英国自然历史博物馆，出现在小男孩的面前。
图注：海德堡人头骨
在专家的些许点播下，我们很容易看出为什么说海德堡人是现代人类与尼安德特人的共同祖先，而后者则于四万年前从地球上消失了。
现代人鼻子较小，下颚在整个头骨的位置比较靠下。而且我们脸颊头骨有一定的角度，每侧脸颊在眼窝下面都有一个特有的空心，被称之为犬齿窝。
相比之下，尼安德特人的脸庞较大，鼻子也很大，脸部整体前突。在脸颊周围，头骨向外凸起，而不像现代人这样凹进来。在我们看来，尼安德特人的面孔总是处于浮肿状态。而且他们的前额更为平坦，（网易科学人）眼睛上方的眉毛呈双拱形，仿佛是挂在脸上，摇摇欲坠。
而海德堡人的脸比尼安德特人稍微平坦，鼻子较小，但没有犬齿窝，眉头则比尼安德特人更为突出。
几十年来，大多数人类学家认为，在进化过程中尼安德特人保留了海德堡人的很多面部特征，而现代人则朝着完全不同的方向发展。直至20世纪90年代，在西班牙北部Sierra de Atapuerca地区的考古发现让这一共识再次成为谜题。
图注：Atapuerca地区的发掘现场
在山中的一个落水洞中，考古学家发现了一个面部较为平坦的小头骨的碎片，以及其他几个头骨。头骨的主任被认定属于未知的人类物种，被学术界命名为先驱种。
这一人类祖先的面容与现代人更为相似，（网易科学人）其甚至拥有现代人独有的犬齿窝。但是，先驱种生活在距今85万年前，远远早于海德堡人。
图注：现代人类或许来自于先驱种
起初并没有什么明显的矛盾。发现的先驱种头骨主人年龄在10至12岁之间，由于头骨会随着年龄增长而发生变化，因此很难预测发现的头骨发育后会长成什么模样。斯特林格指出，“我们都认为随着年龄的增长，先驱种会成长得和海德堡人相似。”但后来的考古发现并非如此。（网易科学人）斯特林格指出，“目前我们有四个成年先驱种的头骨碎片，从复原情况来看，他们的面部形态和幼年时期并没有什么区别。”
图注：许多原始人诞生都早于我们现代人类
对原始人头骨进行相互比较并非易事。一方面，很多发现的头骨都不完整。即便排除这些情况，所谓“异速生长”因素也意味着头骨尺寸的变化也会导致外观形状发生变化，（网易科学人）因为身体不同部位的生长速度也不尽相同。
为了解决这一问题，德国莱比锡马克斯·普朗克进化人类学研究所的Jean-Jacques Hublin和他的同事们开发了一个电脑模型，能够让发现的头骨“成长”。
图注：对先驱种幼年头骨的发育再现
“当我们这样做时，我们可以解释不断年龄段尼安德特人之间头骨形状的变化，” Hublin说，“但是，如果我们将一个现代人类的头骨与同样大小的尼安德特人进行比较，就会发现二者有所不同。
Hublin认为，现代人类保留了我们遥远祖先的许多原始特征。 “似乎尼安德特人在自己的方向上比现代人进化得更为彻底，”他说，“在我们现代人类看来他们非常特别。”
换句话说，现代人的面容不一定是现代的。
事实上，“现代”一词有些误导，Hublin如是指出。（网易科学人） “当你说‘现代‘时，人们会认为你的意思是’进化得更彻底‘，但实际上单单就我们现代人类的面孔来说，这可能意味着’更原始‘“。
Hublin和他的团队也会使用他们的软件来模拟幼年原始人头骨的发育，藉此研究当他们成年时会是什么样子。
图注：海德堡人的头骨
当研究人员在先驱种头骨碎片上进行模拟时，他们得到了看起来既原始又现代的面孔。
Hublin说：“模拟出的面孔现代人更加突出。但是它并没有显现出尼安德特人的派生特征。”
当将先驱种的头骨化石放置在显微镜下进行分析时，更令人惊奇的情况出现了。
在整个生命历程中，我们的骨头会被不断更新和改造，这会在骨骼上留下了不同的印记，从而揭示出它是如何生长和形成的。其中促进骨骼成型的成骨细胞会形成光滑的骨骼表面，而吸收骨骼的破骨细胞会在骨骼上留下微小的凹坑。
在现代人类中，其鼻子下方和上颌周围的区域——这往往被称为上颌骨，其中富含破骨细胞。但是在尼安德特人、海德堡人以及南方古猿等其他早期的人类中，这个区域有很多成骨细胞，从而导致其面部向前突出。
纽约大学牙科学院的罗德里戈·拉克鲁斯（Rodrigo Lacruz）（网易科学人）指出，现代人类的整个上颌骨区域富含破骨细胞，他与同事蒂莫西·博格特（Timothy Bromage）一起进行了许多研究工作。
图注：尼安德特人的头骨
“这种对骨骼的吸收有助于将人脸凹陷在在颅骨下方，而不是远远突出出来。”
在现代人类的犬齿窝周围也可以看到类似的骨吸收模式，而对尼安德特人头骨分析则在同一区域显示出广泛的骨沉积情况。
所以当拉克鲁斯，博格特和他们的同事在显微镜下研究先驱种的颅骨碎片时，他们惊奇地发现这种原始人类上颌骨和犬齿窝区域有很大的凹陷。不仅如此，他们注意到其骨吸收模式与现代人类相似。
拉克鲁斯称：“这些相似之处表明，现代人类特征的重要发展变化可以追溯到先驱种。这一发现很重要，因为先驱种不仅显示出这种类似于现代人类的生长发育模式，而且可以将类似于现代人的形态特征追溯到80万年以前。”
这一时间意义非凡。因为根据科学家近期对人类进化史的研究表明，大约在距今70万年前，现代人类与尼安德特人有着共同的祖先。纵观整个人类进化史，这距离先驱种生活的时间并不遥远。
面对这些新发现，斯特林格以及其同事也在重新思索人类面容进化的过程。
在2016年9月的马德里会议上，（网易科学人）斯特林格和其他几位业内领先专家认为，先驱种或一个尚待发现的人类物种，可能比海德堡人更适于作为现代人类和尼安德特人的共同祖先。
先驱种被认为是生活在距今180至80万年前，处于非洲人类首次迁徙的时期。
在欧洲发现的一些古老的人类足迹，比如2013年在英国哈比斯堡发现的脚印被认为是先驱种留下的。
而在西班牙发现的一个磨牙和下颌骨的一部分最初被认为属于先驱种，其来自于120万年前，尽管发掘头骨化石的研究团队对于鉴别头骨主人身份已经变得相当谨慎。
在提出的最新人类进化史中，现代人类是从先驱种进化而来。同时，生活在距今50万年前的海德堡人进化成了尼安德特人。
“这意味着相比于海德堡人和尼安德特人，我们现代人类的面孔更为原始。”斯特林格说。
如果是这样，这将有助于解释我们现代人类与尼安德特人等近亲的许多面孔差异。
图注：尼安德特人（左）和现代人类（右）头骨对比
虽然现代人类和尼安德特人都进化出体积更大的大脑，能够制作工具，狩猎，使用火，制作珠宝，产生文明，但事实上我们的身体却在以不同的方式演变。即使我们的大脑也演变成不同的形状。
约克大学的保罗·奥希金斯（Paul O'Higgins）、里卡多·戈迪尼奥（Ricardo Godinho）和潘尼·皮克辛（Penny Spikins）一起尝试揭开为什么会出现这些差异。他们使用工程学原理分析了史前人类和现代人类的化石遗骸，创建了相应的3D计算机模型。
团队惊奇地发现，尽管海德堡人的嘴巴比现代人类更大，但与现代人类更小，更平坦的面孔相比，其咬合力却要低得多。海德堡人头骨的形状和肌肉的位置意味着即便骨骼能够承受，也不会产生巨大的咬合力。尼安德特人也表现出类似的情况。
奥希金斯指出，“而现代人的骨骼早就完全不同了。这表明我们所具备的咬合力并不是自然选择的结果，而是受到其他的影响。”
现在看来，我们现代人类具备的强大咬合力与鼻子的大小有关。
奥希金斯指出：“那些原始人需要有一个大鼻子，这也需要一个大脸庞。我们还不能肯定到底是因为能量需要还是气候影响。但是当原始人不再需要一个大鼻子时，我们发现人类的脸部开始平坦，并且偶然情况下咬合力得到了增强。”
关于尼安德特人大鼻子的主流解释是，这更适应冰河时代的寒冷气候。大鼻腔会对冷气在到达肺部之前进行加热。
然而，在2010年的一篇文章中显示，（网易科学人）尼安德特人鼻窦并没有超出现代欧洲人类的大小范畴。相反，海德堡人的鼻子似乎更大，后来因为偶然间的“基因漂变“而出现了尼安德特人，从而走上了与现代人类不同的进化之路。现代人类与原始人类之间的另一个显著差异可能已经因为不同的原因而从我们的血统中消失了。
奥希金斯指出：“海德堡人和尼安德特人都有着异常巨大的眉骨。“就像在额头顶上贴了一顶帽子。”
图注：尼安德特人有着粗大的眉骨
在马德里会议的研究中，他和同事们用电脑模型来刮去眉骨，然后观察它是如何影响面孔以及头骨结构的。他们发现眉骨并没有提供任何结构上的影响。相反，他们认为这些眼睛之上的突出骨骼在眼睛之上可能有助于表明对该物种其他成员的支配地位，就像现代男性驼鹿的巨大鹿角一样。
斯特林格在将人类祖先与狒狒相比较时，也提出到这一点。这些猴子将自己的突出眉毛作为显示自身他们优势的一部分。同样，山魈也会在眉毛和鼻子上通过鲜艳的色彩来表明他们在团队中的领导地位。
在2016年的会议上，奥希金斯和他的同事发表了（网易科学人）初步的解释，表明当我们的祖先在抛弃这些咄咄逼人的眉毛的同时，获得了一种另一种细微变化的沟通形式。
图注：狒狒也有较大的眉骨
奥希金斯指出：“眉骨过大，眉毛的运动幅度就会有限。”但是当眉骨消失时，这会发生变化。 “当你有一个平坦的脸，你有一个垂直的额头，突然间你可以将眉毛上下移动，这意味着你会有更多细微的沟通方式，从而可以判断一个人是纠结，快乐还是愤怒。”
如果是这样，这意味着作为一种社会性，互相合作的物种，我们得以保持原始的面孔。
我们的面部表情是我们互动的关键，（网易科学人）能够帮助我们弄清楚他人的感受或想法。奥希金斯的研究表明，如果我们演变出像尼安德特人那样的面孔，我们将无法做到这一点。
最终，这样的研究可以告诉我们，我们的人类祖先能够像我们一样微笑，皱眉或表现出厌恶情绪。
这也提醒我们，我们的面容也是我们的宝贵工具。如果我们的面容和现在看到的不一样，我们就无法毫不费力地相互沟通。
本文来源：网易科学人
责任编辑：
姚立伟_NT6056
