使用摄影制图法展示莱托利遗迹A的五个脚印(a);通过三维表面扫描,展示坦桑尼亚莱托利遗迹的相对轮廓图(b),位于坦桑纳尼亚北部,奥尔杜威峡谷以南的恩戈罗恩戈罗保护区内的莱托利地形图(c);A2脚印(d)和A3脚印(e)。图片来源:Images (a) and (b) by Austin C. Hill and Catherine Miller. Image (c): Illustration using GoogleMaps by Ellison McNutt. Images (d) and (e) by Stephen Gaughan and James Adams.人类谱系中直立行走的最古老确凿证据是1978年发现于坦桑尼亚莱托利(Laetoli,Tanzania)的脚印,发现者是古生物学家 Mary Leakey 及其团队。这一双脚行走的足迹可追溯回370万年前。1976年,另一部分神秘脚印在该遗迹附近的A点被挖掘出来,但考古学家认为这是熊留下的足迹。而最近,对莱托利遗迹A点的重新挖掘以及详细的比较分析表明,这些脚印也是双足行走的早期人类留下的。这一新研究发表在《自然》(Nature)上。“过去30多年来,人类化石纪录中运动和物种多样性的证据逐渐增多,有鉴于此,这些不寻常的脚印值得一再细看。”该研究的主要作者Ellison McNutt讲道,她现在是美国俄亥俄大学(Ohio University)传统骨科医学院(Heritage College of Osteopathic Medicine)的助理教授。她开始该研究的时候还是美国达特茅斯学院(Dartmouth College)生态、演化、环境和社会专业的研究生,当时她主攻早期人类步行的生物机制,利用比较解剖学,包括与熊走路比较,理解跟骨(heel bone)如何接触地面。这种行走方式被称为跖行(plantigrady)。McNutt着迷于莱托利考古遗址A的双足(直立行走)脚印。莱托利遗迹中,最著名的要数位于遗迹G点和S点的人类脚印行迹,它们普遍被认作是阿法南方古猿(Australopithecus afarensis)的脚印,和著名的“露西”(Lucy)骨架残骸属于同一物种。但因为遗迹A点的脚印如此与众不同,一些研究人员认为是一只用两条后腿直立行走的小熊留下的。为了确定遗迹A点处脚印的主人,2019年6月,一支由论文合著者、美国科罗拉多大学丹佛分校(University of Colorado Denver)人类学副教授Charles Musiba领导的国际研究团队来到莱托利,重新挖掘并彻底清理出五个连续的脚印。他们找到了证明化石脚印来自人类的证据,包括脚跟和大脚趾踩踏地面留下的印迹。随后,团队测量了脚印,拍了照,还进行了三维扫描。接下来,研究人员将莱托利遗迹A点的脚印与美洲黑熊(Ursus americanus),黑猩猩(Pan troglodytes)以及智人(Homo sapiens)作了比较。他们与合作者Ben和Phoebe Kilham组成团队,后两位管理基勒姆黑熊中心(Kilham Bear Center,位于美国新罕布什尔州莱姆的黑熊救援和康复中心)。团队挑选出四头处于半野生状态的小黑熊,它们脚掌的大小与遗迹A的脚印相当。研究人员用糖浆或苹果酱诱导小熊站起来,它们会用两条后腿走过一片泥地,留下脚印。与此同时,研究者还录制了50多个小时的野生黑熊视频。在整个观察过程中,黑熊用双足行走的时间只有不到1%,因此,莱托利的脚印不太可能是黑熊脚印,尤其是目前缺乏脚印的主人是四足行走的证据。“熊走路时,步子很大,前后摇晃。”论文的资深作者Jeremy DeSilva说,他是达特茅斯学院的人类学副教授。“它们无法走出像遗迹A脚印那样的步态,因为它们的臀部肌肉和膝盖形状不允许做出这样的动作,这无法保持身体平衡。”研究人员表示,熊的脚后跟逐渐变窄,脚趾和脚掌呈扇形,而早期人类的脚呈方形,大脚趾很突出。然而,奇怪的是,考古遗址A的脚印记录了脚印主人走路时两腿相互交叉着走,即“交叉步态”。“虽然人类通常不会走交叉步,但如果要重新掌握平衡,就会走交叉步。”McNutt说,“遗迹A的脚印可能是人类在不平坦表面上行走的结果。”研究团队还收集了乌干达恩甘巴岛黑猩猩保护区(Ngamba Island Chimpanzee Sanctuary)的半野生状态黑猩猩和美国石溪大学(Stony Brook University)两只圈养黑猩猩的脚印,他们发现黑猩猩的脚跟要比前脚掌窄,这与黑熊脚的特征相同。但莱托利的脚印,包括考古遗址A的脚印,相对于前脚掌,脚跟都很宽。遗迹A的脚印还包含大脚趾和更小的第二趾的印记。两根脚趾的尺寸差异和人类以及黑猩猩的相似,但和黑熊的不同。这些细节进一步证明脚印更可能是人类双足行走留下的。在比较了莱托利遗迹A的脚印与推断出的脚部比例、形态和可能的步态之后,科学家认为这些证据表明遗迹A的脚印有别于遗迹G和S的南方古猿脚印。“通过这一研究,根据遗迹A的脚印,我们现在拥有明确证据证明在这片土地上曾存在过不同的人类种族,用不同的双脚以不同的方式直立行走。”DeSilva说到,他一直关注人类行走的起源和演化。“我们从上世纪70年代起就有了这一证据,重新发现这些美妙的脚印,展开更详细的分析,才让我们走到这一步。”