元谋人

發現與定性

元謀人化石於1965年5月1日上那蚌村西北的一個小山丘的褐色粘土層中被發現。
元謀人發現地處於元謀盆地邊緣，元謀盆地新生代地層出露好，化石多。化石發現於河湖相堆積中，堆積自下而上分為4段28層，元謀人化石處於第4段第25層。岩性主要為棕褐色、褐黃色沙礫層及粉砂亞粘土、粘土土層。元謀人化石所在的小山丘四周為沖溝所包圍，東西向16米，南北向20米，面積320平方米左右，牙齒化石出土地高於地面約4米，可以排除化石是從別處衝來的可能性。
1965年初，為配合四川攀枝花地區和成昆鐵路的建設，中國地質科學院派遣趙國光、錢方、浦慶余等學者對中國西南地區的新構造運動進行研究，選擇了元謀盆地作為研究重點。4月初，學者們上那蚌村附近開始工作，發現了不少化石和地質現象。5月1日，錢方等人前往上那蚌村西北尋找化石，該地長期受雨水沖刷，細砂粘土多被沖走，很容易挖出化石。下午5時左右，錢方發現了兩顆疑似人牙的化石，相距十幾厘米。一顆齒冠露出地表，牙根在土中。另一顆則全在土中。同時出土的還有雲南馬牙化石、嚙齒類的下頜骨以及其他化石碎片。第二天，這些學者來到該地繼續發掘，試圖尋找其他的古人猿的化石材料，但沒有收穫。9月，學者們結束野外考察後，將牙齒化石帶回北京，請教專家鑑定。
1972年2月，經中國地質科學院的胡承志鑑定，公布了這一發現，根據化石發現地命名為「直立人，元某新亞種」，簡稱「元謀直立人」。胡承志在《地質學報》1973年第1期上發表了《雲南元謀發現的猿人牙齒化石》一文。新華社、人民日報等也對此進行了報導。
1973年10月至12月，中國科學院古脊椎動物和古人類研究所採用考古學方法，對元謀人化石所在的小山丘進行了大規模的系統發掘。這次發掘對該地繪製了詳細的地層剖面圖，並在附近地層發現了人工打制的石器和炭屑、哺乳動物化石、軟體動物化石和孢粉化石等，但沒有發現新的人類化石。這次發掘確定了元謀人化石所處地層的沉積性質，根據地層沉積物情況和伴生動物的化石主張元謀人的年代位於早更新世。
1973年、1974年，錢方等人再次去元謀盆地考察，並採集了元謀組古地磁標本。1976年7月25日，用古地磁方法測定其絕對地質年代為距今170萬年左右。（後出現爭議）
1983年，中國歷史博物館的杜耀西對元謀人的歷史地位做了階段性總結，認為：元謀人在人類社會初期，南猿向直立人過渡階段有特殊地位；元謀人為黃種人的形成提供了重要線索；元謀人的石器文化具有獨特性，而且學會用火的時間較早。總之，對於中國早期歷史的研究意義重大。

化石

元謀人的化石包括兩枚上內側門齒，一左一右，屬同一成年男性個體。其石化程度深，顏色灰白，其齒冠保存完整，齒根末梢殘缺，表面有碎小裂紋，裂紋中填有褐色粘土。其中左側門齒長11.4毫米，寬8.1毫米，高11.2毫米。右側門齒長11.5毫米，寬8.6毫米，高11.1毫米。其切割緣在生前有磨耗。
經研究發現，這兩枚牙齒很粗壯，呈鏟形，比較扁平。齒冠咬合面有很大程度的磨損，如刀口狀。齒冠基部腫厚，末端擴展，唇面比較平坦，舌面的模式非常複雜，略呈三角形。舌面底結節凸起，向齒冠方向延伸並分裂成三個指狀突，中央的指狀突很長，指狀突集中排列在靠近外側的半面。舌面中部的凹面粗糙，有發達的鏟形齒窩。在舌面上，沿內外兩側的邊緣，有褶起的凸棱，其中外側的較內測的較為隆起。齒根破碎，根據左半部分殘部推測，應相當粗壯。具有明顯的原始性質。
元謀人牙齒化石的特點有：牙齒粗碩，齒冠擴展指數達141.9；齒冠唇面扁平；底結節發達，占到舌面的一半左右；舌面有發達的鏟形齒窩；舌根頸部橫切面呈橢圓型。
與大型類人猿（Pongidae，例如大猩猩）相比，元謀人的牙齒化石有相似之處，如齒冠呈扇形，底結節發達，占到舌面的一半左右，但其他方面差異甚大。與巨猿（Gigantopithecus）相比，相似之處甚少。與南猿（Australopithecus）相比，南猿缺乏發達的底結節，門齒鏟形不發達，齒根更為粗壯。所以，元謀人不可能是猿類。
與現代人相比較，有些黃種人族群具有舌面鏟形，與元謀人類似。但現代人舌面基部明顯收縮，結構大為簡化，底結節隆突大為減弱，所以牙齒化石不可能是後期人類的。
元謀人和北京人的門齒最為相似，但也有不同之處。相同之處有：大小接近、齒冠基部腫厚，底結節強烈凸起，向前做坡型延伸，分裂成數個指狀突。舌面中部的凹面兩邊有凸棱。不同之處有：元謀人齒冠略呈三角形，北京人略呈長方形；元謀人齒冠唇面，北京人則凸起；元謀人齒冠舌面中部的凹面粗糙，北京人則平坦；元謀人和北京人的舌面指狀突也相當不同。兩相比較，元謀人應該是一個獨立的直立人亞種，並較為原始，代表了南猿向直立人過渡的階段。
1984年，北京自然博物館考察隊在距離元謀人化石產地250米的郭家包發現了一段人類脛骨，認為是屬於元謀人的。這是一段左側脛骨，除缺失上下端外，骨幹保存相當完整，長227.0毫米，中點骨幹周長78.0毫米，橫徑17.0毫米。骨體纖弱，應屬於一個少女個體。有如下特點：明顯為偏脛型；骨幹前緣明顯圓鈍；有淺顯的骨間脊；骨幹的骨璧較厚，髓腔較小等。綜上，元謀人脛骨帶有不少能人的特點，與現代人有所區別。

石器及其文化

元謀人的文化遺物主要有石器、帶有人工痕跡的動物骨頭和疑似人工用火痕跡。
1973年至1975年，在發現元謀人化石的地層中出土石器七件。其中較好的有四件，均為刮削器，其中三件石器均為石英岩製造。其一為兩刃刮削器，由石片製成，從石器上的人工加工痕跡來看，可能是砸擊修理的。其二為復刃刮削器，由小石塊製成，三邊有加工痕跡，略呈長方形，應是復向加工而成。其三為端刃刮削器，也由小石塊製成，也為復向加工而成。
另外，在同一地點採集到石器十件，其中三件狀況較好，推測被雨水沖刷出地表，也被視為元謀人的石器。三件採集到的石器中：其一為石核，呈梭形，長90毫米，單台面。其二為石片，其原料為紅色砂岩，長略小於寬，打擊點散漫。其三為尖狀器，由石英岩石片製成，左側單面加工，右側兩面加工，在中軸相交，屬正尖尖狀器。
僅透過這些石器難以推斷元謀人的石器加工技術。但可得知以下幾點：元謀人會用捶擊法製造以及修理石器，會製造刮削器和尖狀器，且工具尺寸不大。
元謀人化石層位中，發現了有人工痕跡的動物骨頭。其中一件，長8.4、寬3.1、厚2.6厘米，兩端有切割痕跡，或與骨器有關。
在發現元謀人化石的地層中還發現有許多炭屑，常與哺乳動物化石伴生。其中大者直徑達15毫米，小者1毫米左右，分布上下界約3米，分三層，互相間隔30-50厘米。同一層位還發現幾塊黑色的骨頭，經鑑定可能是被燒過的。這些可能都是元謀人用火的痕跡。
經過多年發掘，共發現35件石制器物，其中21件標本較好。

年代問題

關於元謀人化石的地質時代和絕對年代，學術界存在不同看法。
一種觀點認為屬早更新世晚期，在距今170萬年左右。1976年，中國地質科學院地質力學研究所用古地磁方法，認為元謀組地層跨越松山（Matuyama）和高斯（Gauss）兩個極性世，元謀人化石出產地層測定距今170萬±10萬年。並且根據元謀組古地磁測算的結果，認為需要更新地磁極性年表，元謀人的年代為163萬到164萬年之間，誤差範圍不超過10萬年。1998年，黃培華利用同一地層出土的哺乳動物牙齒化石，聯合澳大利亞國立大學第四紀測年研究中心，採用電子自旋共振法測定為距今160～110萬年，支持元謀人屬於早期直立人。2005年，錢方根據各種測年方法結果，綜合化石研究和地層分析，認為元謀人的時代為早更新世，距今170萬年。
另一種意見認為屬於中更新世。根據元謀組的化石層，其中第四段絕滅種比例高於第三段的絕滅種，不合常識，推測受地質運動影響而使地層紊亂。而且單憑雲南馬定年證據不充分，需要對古地磁定年結果進行重新解釋。綜合各種材料，元謀人化石所在地層古地磁測定年代不應超過73萬年，可能距今60萬～50萬年或更晚。此說遭到錢方反駁，認為其地層劃分不同，化石認定有誤。
2002年，Hyodo等使用古地磁學對元謀人牙齒化石所在的地層重新測定，將元謀人的年代定為70萬年左右，即更新世中期，並認為其可能生活在亞熱帶草原—森林環境中。
2008年，朱日祥等又對遺址進行了精細、系統的古地磁測年，得到元謀人的年代為170萬年。
在文化上，經過對所發現的石器的研究，表明元謀人所處時期為舊石器時代早期。
如果將元謀人的年代定位為170萬年前，那么元謀人就是目前已知的中國境內最早的古人類。由於這是最初的對元謀人的年代定位，一些教材、通俗讀物和百科全書都持此說。如果將元謀人的年代定位為60萬年左右，那么元謀人的年代將晚於公王嶺藍田人。

生活環境

元謀人的生活環境是透過共存的動植物化石來推測的。一般將元謀人地層第三、第四段的動物化石稱之為元謀動物群，認為是與元謀人共生的動物。
與元謀人共生的哺乳動物化石，有無頸鬃豪豬（Hystrix subcristata）、元謀狼（Canis yuanmouensis）、雲南馬（Equus yunnanensis）、爪蹄獸（Nestoritherium sp.）、中國犀（Rhinoceros sinensis）、山西軸鹿（Axis shansius）等30餘種。其中大部分為絕滅種，部分屬於上新世的殘餘物種，大多數為早更新世當地常見物種。如果按生活環境來考察，雲南馬等生活於草原，細麂（Metacervulus attennatus）、湖麂（Muntiacus lacustris）等生活於熱帶雨林，竹鼠（Rhizonmys sp.）、復齒擬鼠兔（Ochotonoides complicidens）等動物生活於灌木叢之中，泥河灣劍齒虎（Megaterium nihowanensin）等生活於森林之中。
根據植物孢粉的分析，樹木主要以松屬（Pinus）植物為多，還有榿木屬（Alnus）、榆屬（Ulmus）等。草本植物則更多。元謀人所在地層的孢粉組合，松屬占33.3%，榿木屬占13%，草本植物占40%。
綜上所述，元謀人生活在森林-草原環境中，比較溫和濕潤，較現在涼爽。山中生長有針闊混交林，山麓平原雜草叢生，水邊有小葉闊葉林，各種動物在此出沒。元謀人可能沿著河岸或湖岸過著流動生活。