韩凤禄　穆云涛　徐冉

摘要：本文总结了周口店地区从北京猿人发现到现在85年来的古人类研究历程，认为北京猿人遗址的教学应该纳入到周口店野外地质的实习中，并从三个方面探讨了北京猿人遗址的教学方法；认为北京猿人遗址的教学对于培养学生的科学兴趣、拓展学生的知识和培养科学思维、以及建立生物和地质融合的综合研究的概念具有重要作用，这对于认识当前生态环境对人类生活的影响具有积极意义。

关键词：周口店；北京猿人；人类演化；地质教学

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）38-0161-04

一、前言

北京周口店地区不仅是世界闻名的北京猿人遗址所在地，而且具有丰富的地质资源。此地区三大岩类齐全，构造现象丰富，历来是各个高校地质学专业学生实习的重要区域。由于现在人们越来越关注环境对人类的影响，因此很多学者呼吁增加和完善第四纪地质，而第四纪地质中最重要的北京猿人遗址尚未纳入到教学体系中。这是由于北京猿人研究主要涉及到生物骨骼解剖学相关知识，而与地质学相差甚远。笔者认为北京猿人的研究虽然主要以生物学为主，但与它们生活的环境是分不开的，所以其实是生物学和地质学的综合研究。周口店地区作为最重要的古人类遗址之一，对于研究人类与环境之间的关系和演化具有重要的意义，况且人类的起源也是学生最感兴趣的话题之一。所以对该部分教学内容的开发和总结不仅能扩展学生的地质学知识和技能，而且能够开拓他们的思维，培养不同学科综合分析的能力。因此，本文概括总结了周口店地区古人类研究的历史和现状，并对教学内容进行了探讨。

二、周口店地区古人类研究历史和现状

周口店古人类化石研究从上世纪20年代就已经开始了。1918年春，瑞典地质学家安特生经朋友介绍来到了周口店，在鸡骨山挖掘了一些化石。1921年和1923年，在安特生的指导下，奥地利古生物学家师丹斯基对周口店进行了两次试发掘，并将挖出的化石运回瑞典研究。1926年，师丹斯基在整理这批材料时新认出一颗疑似人类前臼齿的化石。同年10月，安特生在瑞典皇太子古斯塔夫六世阿尔道夫访华时公布了这个消息，立刻引起了国际学术界的瞩目。1927年春，在美国洛克菲勒基金会资助下，中国地质调查所和北京协和医学院签署了《关于合作研究华北第三纪及第四纪堆积物的协议书》，从而拉开了周口店大規模考古发掘的序幕。中国地质学奠基者之一的丁文江担任该项目的名誉主持人，中国地质调查所所长翁文灏和加拿大解剖学家步达生负责具体事务。此后不久，刚从德国留学归来的杨钟健主持了周口店的具体发掘工作，当时刚从北京大学地质系毕业的年仅24岁的裴文中也加入到了北京猿人的发掘工作之中。这一年周口店的发掘收获颇丰，获得了500箱化石材料，又发现了一颗保存极好的人类下臼齿。加拿大古生物学家步达生对这颗人牙进行了仔细研究，命名为“中国猿人北京种”，俗称为“北京（猿）人”（Peking Man）。1929年12月2日是中国古人类发现史上最重要的时刻。我国著名考古学家裴文中在周口店第一地点发现了北京猿人的第一个完整的头盖骨，并载入史册。随后，步达生对这个头盖骨进行了完整的记述。1927年到1937年是北京猿人发现的黄金时期。在周口店第一地点共获得了5件头盖骨、14件下颌骨，牙齿147枚，数块头后骨骼，代表了40多个个体。另外还发现了大量的石器和哺乳动物化石以及取火的证据，后由德国的解剖学家魏敦瑞对这批材料进行了研究。北京猿人的发现之所以有这样重要的意义，是因为他们确立了人类演化过程中经历了直立人的阶段，是当时发现的已知最古老的人类。但不幸的是1941年珍珠港事件爆发，这批北京猿人化石材料在转运途中全部丢失，至今仍下落不明。而在之后的采掘中，再也没有发掘出如此丰富的材料。所幸的是当时所做的一些模型保留了下来，这为以后古人类的起源和演化研究提供了重要的参考资料。1949年后，裴文中和贾兰坡等对周口店北京猿人遗址进行了多次发掘，并有了更多发现，其中最重要的是1959年在鸽子堂洞西部发现的一具完整的北京猿人下颌骨。1966年，在第一地点发现了两片头盖骨。比较巧合的是这两片头盖骨和之前在1934年和1936年发现的两片头盖骨能够完整拼合，组成5号头骨。另外在猿人洞中也发现了大量的哺乳动物化石和用火的证据。1977—1979年，在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所主持下，包括北京大学、南京大学、中国科学院地质研究所在内的多个科研院所对周口店北京猿人和其他哺乳动物化石、晚新生代地层、溶洞的发育规律、孢粉、古土壤、古气候和年代进行了多方面的研究，并取得了丰硕的成果，并于1985年出版了《北京猿人遗址综合研究》。2009年，在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所高星的主持下，再次对该遗址进行保护性发掘，发现了更多人类用火的遗迹和遗物，为人类能够主动取火提供了更有力的证据。但是关于北京猿人的研究工作并没有结束，一些新技术和新方法的应用给人类演化的研究带来了新的活力。周口店地区不仅发现了生活在70—20万年前的北京猿人，还发现了其他时期的古人类化石，包括山顶洞人和田园洞人。山顶洞人早在1933年就被发现，包括3个完整的头盖骨、4件下颌骨和数枚牙齿。但不幸的是在1941年随同北京猿人化石一同丢失。吴新智院士对这批材料进行了重新研究，并认为山顶洞人代表了原始的蒙古人种，与中国人、爱斯基摩人和美洲的印第安人相近。2001年，周口店地区又有了新发现。田园林场的经理田秀梅在周口店镇黄山店村的田园林场发现了一处含古人类和古脊椎动物的洞穴。2003年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的同号文等进行了发掘和研究，出土古人类化石34件，包括牙齿、下颌和头后骨骼，另外还有哺乳动物化石29种。进一步的测年工作表明田园洞的堆积物在4.2—3.85万年，比山顶洞人约早1万年，该处的古人类化石在解剖学上可归入晚期智人。另外田园洞人在古DNA的分析上也取得了重大突破，是第一个能够获得核DNA的早期现代人。研究表明田园洞人和现在的亚洲人和美洲土著人亲缘关系密切，而和现代欧洲人亲缘关系较远。endprint

三、周口店地区古人类遗址的教学与思考

人类的起源和演化本身就能引起学生极大的兴趣，学生本身愿意参观北京猿人遗址和博物馆，但是头脑中可能只有一个模糊的人类演化的印象，因此我們在教学的过程中就应该引导他们去把相关的知识串联起来，构成一个系统；并把人和环境联系起来分析人类的演化过程。周口店遗址博物馆保存了大量的化石标本和石器，同时以现代化的手段形象生动地再现了北京猿人生活的场景和环境的变迁，结合教师的指导，能够达到很好的教学效果。笔者认为可以从以下三方面引导学生认识人类与环境地质协同演化。

1.以讲故事的形式回顾北京猿人发现史。周口店北京猿人发现史本身就具有传奇色彩，但大多数人对此只是一知半解，如几乎所有人都知道1929年裴文中发现了北京猿人头盖骨，也知道在二战期间丢失，但是很少有人去查阅他们是如何被发现的，以及又是怎么丢失的，其实这里面有很多丰富有趣的故事以及感人事迹。首先北京猿人头盖骨的发现经历了一个曲折的过程。1927年，裴文中先生从北京大学地质系毕业，但并没有正式工作，生活上也比较困难，后经当时地质调查所所长翁文灏介绍，1928年初参加了周口店发掘工作。当时他对脊椎动物化石并不了解，只负责管理工人和记账，但裴先生是个非常好学的人，他主动参加发掘工作，向有丰富经验的工人学习脊椎动物化石的鉴定，并研读有关的古生物著作。可以说北京猿人的发现和裴先生本身的刻苦努力是分不开的。1928年底，周口店发掘工作发掘到了坚硬岩层，里面化石非常少，这样再挖下去已经意义不大。当时负责这个项目的杨钟健先生和布林博士将重点转移到其他方向，只留下裴文中来负责这个项目。在克服了重重困难之后，他们挖开了坚硬岩层，再往下化石又增多起来，但也只发现了几颗猿人牙齿。1929年秋，可发掘的沉积岩层的体积越来越小，似乎接近尾声。到了11月份，虽然天气转寒，但发掘工作有了新进展。他们又发现了一个很深的小洞，其洞口仅能容下一个人进出。裴文中先生便一个人入洞查看，竟然发现其中别有洞天，里面有很多哺乳动物化石，而且他还看到一个圆圆的东西，但当时并未在意。随后发掘工作继续进行，到12月2日下午四点多的时候挖掘到了这个圆圆的东西，才真正认出这是个猿人的头骨。当时所有人都非常兴奋，决定把它挖出来，但是偏偏这个头骨嵌在坚硬的岩层里面。天色已黑，最后只好用撬棍撬了下来。很快，北京猿人的消息就震动了国内外。而北京猿人在面世12年后，又突然失踪更是成了千古之谜。很多当事人都曾回忆过北京猿人失踪的经历，也一直希望能够找回北京猿人头盖骨，但至今无果。关于北京猿人的失踪和搜寻有很多文章，笔者仅作概括介绍。1937年卢沟桥事件之后，日本展开全面侵华行动。周口店的发掘被迫中止，北京猿人化石都保存在北京协和医学院内。1941年，日美关系逐渐紧张，战争一触即发。当时的中国地质调查所所长翁文灏考虑猿人化石在沦陷区不安全，所以和美国协商后决定暂时将其运送到美国自然历史博物馆保管。由胡承志装箱，并送到了博文的办公室。在这之后便没有准确的史料了。据说，博文在11月底把猿人化石送到了美国大使馆。12月5日美国的海军陆战队带着北京猿人化石上了专用列车到达秦皇岛，后计划把化石送上一艘从上海北驶美国的哈里逊总统号船。这艘船预计12月8日到达秦皇岛，但刚好12月7号珍珠港事件爆发。日军迅速截获了海军陆战队的专用列车，收缴了所有物资。而哈里逊总统号也未能驶到秦皇岛，而被日本军舰驱逐搁浅。此后，北京猿人化石下落不明。有人认为他们在战争中被破坏，也有人认为被日本或美国收藏，但这些都只是推测。关于北京猿人的追踪还有很多故事，可以引导学生阅读相关书籍，并从中得到启发和教育。

2.以师生互动的形式让学生了解生命的演化史。在让学生了解周口店发掘的传奇故事之后，下一步就要启发学生的科学思维，让他们知道什么是生命的演化、生物和环境的关系，以及用何种方法进行科学研究。这也是对学生进行科学教育的最重要的部分。笔者认为应该从科学问题入手，从被动地接受知识到主动寻求答案。首先，北京猿人在当时为什么能够引起如此巨大的轰动？其实这主要由于他们本身的科学价值以及当时的背景。因为在当时北京猿人被认为是有确定证据的最古老的人类（之前发现的180万年前的爪哇人有争议）。接下来我们应该将知识引申为如下内容：人类是怎么从古猿演变成人的呢？最古老的人类在哪里？人类的演化经历了几个阶段？为什么人能够直立行走？为什么人的脑容量会不断增加？为什么人能够演化出复杂的语言系统？通过这种面对面的教学能够启发学生思维，最后再由教师进行总结。现在我们都能认得出人和黑猩猩的区别，但是在几百万年前人类的祖先和黑猩猩的祖先很相似。所以如何区分呢？传统观点认为人和动物的区别是人能够制造工具，但是黑猩猩也能制造工具，所以现在这一观点已经被摒弃，改用能够直立行走来定义人类。目前发现的最古老的人类化石都来源于非洲，所以人类起源于非洲目前是比较确定的。最古老的人类是发现于中非乍得（Chad）共和国距今600—700万年的撒海尔人乍得种。那个时候的古猿的脑容量很小，和现代的黑猩猩脑容量相当。但是已经具有类似于人的小的犬齿和粗壮的眉脊，推测可以直立行走，这也和分子生物学的证据相吻合。根据化石的形态，可以推算出人类大体经历了远古人类（如撒海尔人）、南方古猿、直立人（如北京猿人）、早期智人（如尼安德特人）和晚期智人（如克罗马农人）几个阶段。它们都有各自的特征，但是并没有严格的界限。总体的演化趋势是越来越适应于直立行走，脑容量越来越大，脑壳变薄，面部扁平，犬齿变小等。但是人类的演化仍然存在很多有争议的问题，比如现代人的起源。现代人和人类是两个不同的概念。现代人的范围要小的多，仅指从早期智人到现代人的演化过程。一种观点认为现代人是起源于当地的早期智人或直立人，因为他们的化石演化特征是连续的，比较典型的是中国的古人类化石特征连续。另外一种观点认为现代人也是起源于非洲，约在18万年前开始从非洲迁移到世界各地，取代了当地的直立人或早期智人。后者得到了更多分子生物学的证据，在国际上占据主导地位。但是生物的演化并不是简单的完全取代的关系，而是既有取代又有融合，比如早期现代人含有6%—9%尼安德特人的基因。endprint

3.生物与地质融合的科学思维的训练。人类的起源研究既涉及到生物的知识，又需要地质的技能。我们要引导学生学会去总结和提炼知识并掌握最新的科学方法和技能。對化石的形态学研究需要人类解剖学的知识来比较不同个体的形态差异和演变，对现代人类的DNA和化石中的古DNA的序列对比分析需要更多分子生物学的知识。对于古人类化石最重要的年代问题，需要用到地质学中最重要的各种测年方法，包括碳-14、裂变径迹法（灰烬中的榍石）、热发光（石英矿物）和古地磁等方法。通过不同的测年方法可以相互验证避免大的误差。另外科学家是如何知道北京猿人的生活环境的呢？或者可以通过分析堆积物中的矿物成分、古土壤和不同层位不同时期的孢粉样品进行分析，如根据孢粉组合来判断植物种类（因为植物对气候比较敏感），从而追踪气候的变化。根据多家科研单位的综合研究，周口店的北京猿人总体处于温暖湿润的间冰期，但局部时间段偏冷或干旱。另外古人类的生活和溶洞发育密切相关，因此溶洞的成因和充填过程同样会影响到古人类的生活方式。通过分析溶洞的发育过程可以推断猿人的迁徙过程，另外还有很多的哺乳动物与猿人生活，这些哺乳动物化石也具有很高的研究价值，有些到现在已经绝灭了，有些哺乳动物是北京猿人的猎物，如斑鹿和肿骨大角鹿，但也有猛兽可以和人类抗衡。在猿人生活的洞中还有很多的石片，一般人难以注意这些散碎的石头。但是这些正是北京猿人所用过的石器，包括尖状器、砍砸器和刮削器。古生物学家可以一眼认出哪些是人为制造的石器，哪些是自然形成的。人类在演变的过程中，石器也在不断改进，所以根据石器形态我们就能判断当时的猿人的生活方式和状态。在参观猿人洞的时候，我们可以就某一个学生感兴趣的话题进行深入讨论，如北京猿人用火的证据有哪些。

四、结论

综上所述，周口店猿人遗址教学对于培养学生的科研兴趣以及启发他们的科学思维方式具有非常重要的意义。因为这不仅涉及到生命的起源和演化，还有生物和环境之间的协同演化，这些对于人类未来的发展和演化也具有指导作用。所以笔者认为虽然周口店的地质实习主要任务是地质的认知和地质技能的培养，但我们也应该关注地质作用和人类的关系。周口店具有得天独厚的资源，北京猿人遗址是世界上化石材料最丰富的遗址之一，目前仍吸引着各国的科学家来考察研究。北京猿人遗址博物馆新馆也已经建成，离中国地质大学周口店实习站不远。所以我们应该充分利用现有的资源，开展和普及古人类演化方面的教学。未来科学的发展不会局限于一个学科之内，它必将不断与其他学科交叉和融合，才能增加整个学科的活力，而地质学和生物学的交叉与融合也将越来越密切。

致谢：感谢中国地质大学（武汉）袁晏明教授提出的宝贵意见和建议，感谢中国地质大学（武汉）“周口店野外地质教学团队”支持和帮助。

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