“现代人”(晚期智人,Homo sapiens)的起源、演化与扩散是近年来国内外的重要学术热点和公众关注的焦点问题。在与其他古人类(尼安德特人、丹尼索瓦人等)的竞争中,现代人为何能脱颖而出,并以“环境适应能手”的姿态扩散至全球多样化的生境?高度发展的技术与认知能力及其创造出的丰富多样的物质文化,是现代人得以成功的关键。欧亚大陆西侧以勒瓦娄哇和石叶技术为代表的旧石器时代晚期初段(Initial Upper Paleolithic,IUP)石器工业,以及远距离的资源流通、颜料的使用、个人装饰品的发展等被视为早期现代人扩散的重要文化表征。长期以来这些考古学证据多发现于非洲和欧亚大陆西侧,几乎未见于东亚核心地区,这被视为东亚地区“现代性”文化发展迟滞的表现。近日,国际重要学术期刊《自然》子刊——《自然—生态与进化》(Nature Ecology & Evolution)在线发表了题为“Initial Upper Palaeolithic material culture by 45,000 years ago at Shiyu in northern China”的学术论文,公布了山西朔州峙峪遗址发现的距今4.5万年前的一系列现代性文化证据,更新了有关东亚地区现代人扩散及其文化发展的传统认知,对于推进全球视野下现代人演化与扩散的认识具有重要意义。

峙峪遗址位于广义泥河湾盆地(大同盆地)的西南缘,隶属于山西省朔州市。该遗址发现于1963年,由中国旧石器时代考古奠基人之一的贾兰坡院士主持发掘并进行初步研究。自2012年以来(主要工作集中于2020～2023年),来自中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、北京大学、安徽大学、河北师范大学、中国科学院大学、山西省考古研究院、山西省博物院、中国科学院地质与地球物理研究所、澳大利亚格里菲斯大学(澳大利亚人类演化研究中心)、法国波尔多大学、英国牛津大学、日本东北大学、西班牙加泰罗尼亚古生态与人类演化研究所、德国马普胶体与界面研究所等国内外十余家单位的专家学者围绕遗址的年代与埋藏,石器原料、技术与功能,骨器与个人饰品等开展了综合性、多学科、跨平台的国际性深度合作研究。

峙峪遗址处在河流阶地上,堆积物自下而上分为四层,其中第二层(文化层)为0.9～1.5米厚的河漫滩相粉砂,测年结果和沉积学(如粒度)分析表明该层经快速堆积形成,同时也指示当时人类生活在河道旁的平坦阶地上,植被以草原景观为主。遗址的年代测定工作作为本研究的重点之一,由北京大学张家富教授主导,联合牛津大学放射性碳十四测年实验室和河北师范大学历史文化学院释光测年实验室,历时多年完成。该研究对15件沉积物样品进行了石英多颗粒单片、单颗粒光释光测年和钾长石单颗粒光释光测年,并对文化层出土的10件动物骨骼和牙齿样品进行了加速器质谱碳十四测年。需要强调的是,为了更准确锚定峙峪遗址人类活动时间,研究人员对三件带有刻划痕的动物碎骨片进行了碳十四测年,从而获得了该遗址人类活动年代的直接证据。上述结果表明,峙峪遗址文化层中所有碳十四年龄一致,并与同层位沉积物样品的各种光释光年龄吻合(图1)。为了进一步提高文化层年代精度,研究人员对获得的年龄数据进行了贝叶斯模型分析,最后将峙峪遗址的年代精确厘定为距今4.5万年,从原来的3.5万年左右向前推进了近1万年。

在精确厘定年代框架的基础上,此次再研究工作的另一个重点是对峙峪遗址出土的各类文化遗存进行多学科深度分析,确认了目前中国北方乃至东亚地区年代最早的IUP技术因素,以及骨器加工、个人饰物和远距离运输黑曜岩等一系列“现代性”行为。对石制品开展的技术类型学研究显示,峙峪遗址存在着经典的IUP技术因素,如勒瓦娄哇尖状器、石叶等(图2-a,b);同时也发现了大量修铤工具,其加工概念罕见于欧亚大陆西侧的IUP和旧石器晚期石器组合中,但在旧石器时代晚期的朝鲜半岛和日本广泛流行(图2-c)。微痕分析表明,这些勒瓦娄哇尖状器和修铤工具多经装柄作为穿刺猎具使用,对出土动物化石开展的动物考古学研究进一步印证了该发现。总体上,峙峪人作为娴熟的猎人,制作并使用复合工具以猎捕奔跑速度较快的马科动物,高强度地开发食用肉和骨髓,并利用兽皮等副产品,体现出极强的狩猎能力与资源开发能力。

除兼具东西方特色的石器组合外,装饰品、打制骨器与远距离输入的黑曜岩等都具有重要的现代人行为指示意义。拉曼光谱(Raman)和超景深显微镜的综合应用确认了遗址中出土的饰品残件以石墨为原料,表面保留有打磨修型的痕迹,中部钻孔可见穿系产生的磨损,可能兼具衣物装饰品、纽扣等实用功能,亦可能为口袋封口扣(图3-b)。micro-CT技术重现了一件小型骨器的外型和内部结构,揭示出这是一件利用大中型哺乳动物骨骼碎片进行精细修理形成的近乎对称的小型工具(图3-a)。对遗址中确认的4件黑曜岩石器开展的微量元素示踪分析表明,这些黑曜岩可能源自距离遗址800～1000公里的长白山或俄罗斯远东地区;而其中一件标本的微痕观察显示其棱脊表面可见可能由于携带过程中与皮袋等摩擦产生的磨圆(图4)。

峙峪遗址全面展现了距今4.5万年前华北地区独特的物质文化组合:兼具欧亚大陆西侧技术特征和东亚地区工具加工理念的石器组合、精细加工的装饰品和骨器,以及远距离输入的黑曜岩资源。遗址的发掘报告中曾报道一件现代人顶骨(由吴汝康院士鉴定),加之本研究中兼有东西方特色的文化因素的确认,似乎指示随着现代人进入华北地区,以IUP石器工业为特征的文化经历了“克里奥化”( Creolization,即混合化之意)的过程,即快速摄取本地文化并实现创新,同时保留少量的原有元素。结合本研究团队2022年于《Nature》发表的泥河湾盆地下马碑遗址距今4万年前现代人加工、使用颜料和复合工具的系列考古证据,峙峪的发现进一步支持东亚地区存在复杂的现代人群交流和演化历史。

对峙峪遗址的发现、发掘到再研究,历经了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所四代科研人员的接续传承。1963年,贾兰坡院士主导发掘了该遗址,并于1972年发表了发掘报告。2011年,黄慰文研究员和侯亚梅研究员等联系山西省博物院石金鸣研究员、山西省考古研究院王益人研究员,并与北京大学张家富教授、中国科学院地质与地球物理研究所袁宝印研究员等开启了峙峪遗址新一轮的采样测年工作。自2019年底始,杨石霞青年研究员主导并联合国内外多家研究团队对保存于古脊椎所的峙峪标本开展了综合性再研究工作,并联系张家富教授再次补充精细测年工作。跨越了六十余载的时光,历经了四代科研人员的传承,峙峪遗址的研究最终让大家看到其对于理解人类演化与扩散的重要价值。研究工作也再次提示在发现新遗址、获取新材料的同时,应用新方法对已有材料进行再研究同样能够产生突破性认识,使遗址焕发新的生机。

中国科学院古脊椎所杨石霞为本文第一作者及通讯作者,黄慰文、侯亚梅、岳健平、赵克良、张乐、浣发祥等为共同作者。本研究得到中国科学院、科技部、国家自然科学基金委员会、中国科学院青年创新促进会、澳大利亚人类演化中心、法国波尔多大学和西班牙IPHES等部门和研究机构的大力支持和资助,依托中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室完成多项重要分析测试工作。 

原文链接: https://www.nature.com/articles/s41559-023-02294-4

图1.峙峪遗址测年结果及进行直接测年的带有明确切割痕迹的骨片(杨石霞供图)

图2.峙峪石器组合.a勒瓦娄哇尖状器;b石叶毛坯工具(1-2)、石片毛坯的锯齿刃器(3)和端刮器(4);c修铤工具(杨石霞供图)

图3. 骨制尖状器和石墨装饰品残件 (杨石霞供图)

图4.黑曜岩溯源及微痕研究.a黑曜岩溯源结果(微量元素对比);b遗址出土的黑曜岩标本;c携带过程中与皮袋及其他骨角器等摩擦产生的棱脊的磨圆(杨石霞供图)

图5.峙峪遗址狩猎人群生活复原图(郭肖聪绘)