关于“猿人脑化石”的研究报告

——是“脑化石”还是“脑模”?

卫 斯

     
               
猿人脑化石                   肿骨鹿角化石(残段)
    一、事情缘起:意外发现

    2007年10月中旬,笔者从德国学术交流回来,途径河南返乡,在游逛古玩市场时,遇到了一件酷似人脑的化石标本。见多人围观,出于好奇,笔者也认真观察和掂量了这件“脑化石”。凭借多年的野外工作经历和自己对化石基本知识的了解,直觉告诉笔者:这是一件科研价值、收藏价值极高的世界孤品——“猿人脑化石”。由于卖家要价太高,笔者买不起。到家两天后,笔者不忍心与这件“世界孤品”失之交臂,但又无能力购买。思来想去,也怕这件孤品从此消失或流失海外,不如动员自己熟悉的藏家收藏。所以就有意找到一位具有经济实力的收藏家聊及此事,动员他收藏此物,并承诺鉴定研究工作由自己来做。在听了笔者动员后,他很干脆,次日便要求笔者与他一起赴河南去见识这件“宝贝”。出于对笔者的相信,他反复看过这件“宝贝”以后,他二话未说,出重金就买得了这件“猿人脑化石”。

   二、无望的求助,迫使自己研究

    他人购得“猿人脑化石”之后,笔者就要兑现自己“研究鉴定”的承诺,笔者先将“脑化石”从不同角度拍摄的照片(斯按:无后拍的“脑血管、脑髓质”照片)及相关数据,用电子邮件或特快专递提供给中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和中国社会科学院考古研究所等单位的专家,然后又带上“脑化石”照片到当地医院找一些脑外专家进行辨认,寄希望专家们有一个肯定的回答。然而,对于笔者所提供的照片资料,医学专家说:“像人脑”,有些专家可能因过谦而推辞,还有些专家甚至不屑一顾,唯北京自然博物馆的周国兴教授在收到笔者所寄的“脑化石”照片后发来新年贺卡,并在贺卡上直书道:“根据你寄来的照片,我初步判断这件东西不像是脑化石,一般脑是不会成为化石的,只能是脑颅的充填物而形成的脑模(颅骨注模),我在海外见到过,北京猿人亦有脑模,由照片看,可能是钟乳石或石灰华结晶体。千万不要花重金购买”(1)。(斯按:殊不知,笔者已动员他人重金收藏。假若笔者看走了眼,不仅破了他人钱财,也损了自己脸面)。收到周教授的新年贺卡,笔者十分感激,尽管周教授的答复与笔者愿望相反,但他这种平易近人、做事认真的大家风范仍使笔者钦佩!

    求助专家无望,如何兑现自己对收藏者的应允?为了真正弄清此化石是不是“猿人脑化石”,征得收藏者同意,笔者将出土后就从“大脑纵裂处”断裂,经过粘结的“脑化石”,用常温清水解泡开,认真观察了化石左、右两大脑半球的纵裂断面,从而在“脑化石”的左、右两大脑半球纵裂处断面上,发现了石化后的脑血管和脑髓质实体,进一步坚定了笔者对此化石认定为“猿人脑化石”的信心和决心。为使自己的判断准确无误,笔者查阅了大量的相关资料和文献,并就人的大脑结构模型与这件“脑化石”在外观形体上、内部结构上进行了全面比较,从而得出:这是迄今为止世界上发现的唯一的猿人身体柔软部分的实体化石的结论。现撰此拙文,陈述愚见,祈盼方家赐教。

    三、“猿人脑化石”的形体特征与相关情况

    “猿人脑化石”标本呈半球形,半球间有深裂,似人的左、右两大脑半球间的纵裂;表面凹凸不平,满布深浅不同的大脑沟,沟与沟之间有隆起的大脑回。此化石出土时曾遭到人为破坏,化石从“大脑纵裂”处一分为二断开,胼胝体以下部分已不存在。从左、右两大脑半球布满孔隙的断裂面上,可以清楚的看到“脑血管”和“脑髓质”石化后的情形,“脑血管”石化后呈黑红色,“脑髓质”石化后为薄厚不匀的乳白色晶体片。在左脑半球断裂面上共发现脑血管8条9段,最长达2.7厘米,最短则0.6厘米。其中有一条大血管分叉为两条小血管,长度超过2.2厘米。在右脑半球断裂面仅发现3条似显不显的脑血管,其中一条上下长度达4厘米。脑髓质石化后薄厚不匀的乳白色晶体片散布于左、右脑整个断裂面上。局部细致观察,“脑化石”的“额下回”部似仍有人体大脑皮质之感。此化石标本纵长15.2cm;横宽15.6cm;最大厚度8.4cm。重1800克。

    与“脑化石”一起出土的化石还有周口店动物群中的肿骨鹿Megaloceros pachyosteus的角化石残段;中国犀牛Rhinoceros sinensis的一颗下臼齿化石;东方剑齿象Stegodon orientalis 的腿骨化石残段等,地质年代属中更新世。此批化石的出土时间、地点不详。对此,笔者正在调查中。

    四、猿人脑化石与所属猿人生活的年代

    从“猿人脑化石”所测得的相关数据与相关资料分析,笔者对其做出如下判断:

    1、这件猿人脑化石,属中更新世生活在黄河中游地区的猿人个体的大脑实体化石。脑体属软体,从脑体形成化石所要求的基本条件看,该猿人大脑在形成化石过程中应有颅骨保护。从该化石现仅存左、右两大脑半球,而且从其纵裂处断裂和胼胝体以下部分全部缺损的情况看,可以断定:脑化石在出土时连体较大,出土后才遭到过人为破坏,即脑外部的保护层颅骨以及大脑底部的胼胝体以下部分(下颌骨)被人为砸碎。

    2、根据“猿人脑化石”所测的纵长、横宽、厚度数据测算,其半球体半径大约在8cm左右,考虑到猿人大脑在石化过程中存在萎缩因素(实际会变小),和猿人脑化石从纵裂处已经裂缝,左、右两大脑半球面凹凸和胼胝体以下高低不平的实际情况,虚实相抵,经计算,该“猿人”的实际脑容量应该在1021毫升左右。

    3、依据笔者所测得的该猿人的脑容量标准,以及与“脑化石”一起出土的“周口店动物群”骨骼化石判断,该猿人生活的年代与北京人同期或略早。以往公布的北京猿人的脑容量已达1043毫升,而这一猿人的脑容量为1021毫升,比北京猿人的脑容量要少一些。所以笔者推断:该猿人生活的年代有可能比北京猿人略早,大致相当于更新世晚期中段,距今大约五十万年左右。

    五、动物身体柔软部分形成实体化石的条件与实例

    为什么权威机构的专家对这件“猿人脑化石”表示出一副十分冷漠的态度,为什么周国兴教授“初步判断这件东西不像是脑化石”?

    众所周知,化石分实体化石、模铸化石、痕迹化石、化学化石、标准化石五种。我们现在所见到的“脑化石”应该是一件实体化石。所谓实体化石,就是指古生物遗体本身几乎全部或部分保存下来的化石,原来的生物在特别适宜的情况下,避开了空气的氧化和细菌的腐蚀,其硬体和软体可以比较完整的保存而无显著的变化。如1901在西伯利亚冻土层中发现的距今25000年前的猛犸象遗体化石。“脑体”属动物头颅的柔软部分,要形成实体化石,必须埋藏在能够阻止其柔软部分分解的介质中。通常情况下,这种介质应该是冻土或冰,或饱含油的土壤。否则,动物身体的柔软部分很难形成实体化石。这是传统的人们对实体化石所形成条件的认识。由此可见,动物身体的柔软部分要形成实体化石只有在特定的条件下才有可能。至于说这件“猿人脑化石”是在什么样的条件下形成的,既然它的出现、它的存在、已是不可否认的事实,它就有它形成的因素。但远不是通常情况下,动物身体柔软部分形成实体化石所要求的条件那么简单。至少在目前我们还回答不了这个问题。

    目前,见于国内报道的动物脑化石有:1、甘肃临夏出土的距今1200万至1500万年的铲齿象脑化石(2)。2、宁夏野人、野牛、野狐狸等脑化石(3)。而且这两例报道都未经过科学认定。仅只是媒体传闻。

    国外发现的古脊椎动物脑化石仅一例:即埃及发现的距今3000万年前的狭鼻猿大脑化石,而且狭鼻猿脑化石是从其保存完整的头骨化石中意外发现的。美国北卡罗来纳州达勒姆市杜克大学ELwyn Simons领导的研究小组,称这一发现是一次“例外”。可见,猿人的脑化石发现几率太低了。

    所以,当一件真正的“猿人脑化石”出现在人们眼前时,如论如何也不敢相信这是真的,这就是周教授等学者不相信有猿人脑化石存在的主要原因。而作为猿人脑模标本,除了周国兴教授提到的北京人脑模以外,1924年,南非汤恩(Taung)一采石场,在爆破石灰岩时,曾炸出一个小孩不完整的头骨化石,保存有部分颅骨,面骨,下颌骨和完整的脑模。这件化石被送到南非约翰内斯堡威特沃特斯兰德大学医学院的解剖学教授雷蒙德·达特(Raymond,Dart,1893—1988)那里,达特进行了研究并在1925年“Nature”杂志上发表了报告。

   六、“脑模”与“脑化石”的本质区别

    显然,猿人的脑模与猿人的脑化石应该有本质上的区别。周国兴教授大作中的“脑模”照片,笔者不曾看到。但依据“脑模”形成的客观条件,笔者认为:所谓“猿人脑模”,就是矿物沙石借助猿人颅腔作为模具沉积后所形成的“脑体模型”。从外观上看,它的形体大小都与某一阶段猿人大脑的形体一样,而内部结构和物质组织成份,却完全是沙石或矿物的自然沉积。要说真正的猿人脑化石,其形体上,大小上与“脑模”是有一定区别的。它与“脑模”的区别之处就在于“脑模”完全相似于“脑体”,而它则仅仅是大体相似,局部又略有变形,这是外观上猿人脑模与猿人脑化石的区别。出现这种现象可能有两种因素:1、颅内大脑软体在石化过程中接受外力的不平衡性,导致局部挤压过重而变形。2、颅骨埋藏时的脸面定位(仰面、侧面、俯面、直面)与倾斜度可直接影响到猿人大脑在尚未形成化石之前而作为软体在颅内最初的形体变化,即由它独特的软组织结构和在脸面定位不同情况下自身摆放所发生的重心位移而引起。这就是前面我们所测的“猿人脑化石”其“纵长”为什么小于“横宽”的原因。为什么“脑模”上的“脑沟”那么明显,“纵裂”也比较直,而猿人脑化石上的“脑沟”“脑回”却有些部位明显,有些部位并不明显,“纵裂”弯曲度较大,几乎成S形。其原因就在于此。

    从内部结构和组织成份上讲,真正的猿人脑化石在其由软体向固体石化过程中,其大脑半球表层的灰质,深部的脑血管,脑髓质大部分被石化,虽改变了原有的物质成份。但从直观上仍可清楚的看到它们石化后的形体和颜色。而“脑模”则不然,除了纯净的沙石沉积物或矿体化合物以外,绝不会有“脑血管”、“脑髓质”的石化物存在。这就是“脑模”与“脑化石”本质上的区别。而我们上面所谈到的猿人脑化石,正好具备这些条件,所以,笔者认为,它不是周国兴教授所说的“脑模”。

    那它是不是钟乳石或石灰华结晶体呢?回答是否定的。因为钟乳石是碳酸钙的淀积物。从外表颜色看,它与猿人脑化石有相似的地方,但从内部结构看,却完全不一样。钟乳石的内部结构比较致密,且颜色单一,呈浅灰显白,与“猿人脑化石”相比,其体积比重大。石灰华结晶体,为碳酸钙的隐晶质集合体,通常疏松多孔,我们当地称之为“升水石”,笔者见过,与“猿人脑化石”无论从外表,还是从内部结构比较,完全是两回事。所以笔者断言:此次发现的是一件地地道道的猿人脑化石。

    七、猿人脑化石发现的学术意义和价值

    目前,世界上发现的古脊椎动物哺乳类脑化石十分罕见,笔者此次发现的“猿人脑化石”,无论对中国、对世界来说都属首例。它的发现,不仅对研究人类进化史具有重大的学术意义和科研价值,而且对研究动物柔软部分如何形成实体化石具有重大的科研价值和收藏价值。同时对丰富实体化石形成理论具有现实指导意义。它的发现,同时对研究它所处的地域范围在中更新世晚期的地理环境,气候变化也具有十分重要的科研价值和意义。所以,笔者认为:对它的发现不可小觑。

    八、结语

    猿人系我等之祖先,学术乃天下之公器,穷究人类之进化,非古人类学家之专利,任何偶遇与此相关发现之人,除尽力保护外,皆应担当揭秘之大任。笔者才疏学浅,且经济制肘,纵有一腔热血,恐空乏体力,难成正果。故笔者祈盼国内外一切对“脑化石”研究有兴趣的专家、学者、平民百姓都参加讨论!畅所欲言,各抒己见,最终达到去伪存真的目的!

    (作者:卫斯,考古专家,自由学者。1954年2月生。原工作于山西省社会科学院历史研究所,现任山西运城市政协常委。系国际农业考古学会会员、中国农业历史学会理事、山西省考古学会理事、山西省委直接联系的高级专家、终身享受国务院政府特殊津贴专家。)

    作者邮箱:sivvei@yahoo.com.cn.

    注释:

  1. 引自周国兴教授2008年1月2日给笔者的贺卡明信片。
  2. 参见新华网甘肃频道:《甘肃临夏铲齿象》2004年6月22日。
  3. 《野人脑化石他要捐献》《华西都市报》2005年1月2日。