火，作为人类演化进程中的基石，其重要性不言而喻。它不仅通过烹饪食物，极大地促进了早期人类的消化效率，为大脑发育提供了更多能量，还带来了温暖，并有效抵御了捕食者的威胁。然而，早期人类究竟何时以及如何开始利用火，长期以来一直是个未解之谜。
近日，一项发表于《公共科学图书馆·综合》（PLOS One）的突破性研究，利用一种创新的骨骼燃烧检测方法，在南非著名的奇迹洞穴（Wonderwerk Cave）内，发现了直立人（Homo erectus）早在179万年前便已在洞穴中使用火的强有力证据。这一发现将人类祖先在洞穴内用火的历史，比此前已知最早的40万年前尼安德特人（Neanderthal）在英格兰遗址中制造火的记录，大幅向前推进了至少百万年。
多伦多大学的人类学家、该研究的共同作者迈克尔·查赞（Michael Chazan）指出，像直立人这样的早期人类祖先，很可能尚不具备从零开始生火的能力，而是通过从缓慢燃烧的草丛中捕获火种，将其带入洞穴。英国博物馆的考古学家尼克·阿什顿（Nick Ashton），虽然未参与这项新研究，但他作为尼安德特人火使用研究的资深作者，对此次分析给予了高度评价，认为其为已知最早的火使用提供了强有力的证据。不过，他也指出，研究作者对于燃烧发生的确切时间仍存不确定性，给出了179万至107万年前的宽泛时间范围。
查赞及其团队对奇迹洞穴的研究已持续近二十年。早在2012年，他们就在该遗址百万年前的第10号考古地层中，发现了包括烧焦骨骼、灰烬和沉积物在内的火使用迹象。随后，团队将研究重点转向了更深层的第11号地层，该地层可追溯至179万年前，以期寻找更早的燃烧证据。
研究人员首先分析了来自第11号地层的化石仓鸮（barn owl）食丸。他们发现这些食丸的质地和颜色发生了与燃烧相关的变化。由于这些食丸位于距离洞穴入口约30米深处，团队排除了其因自然野火而被焚烧的可能性。同时，该11号地层中还发现了粗糙的石制手斧。研究人员推测，居住在洞穴中的直立人成员可能燃烧这些食丸，以延长洞穴内火种的持续时间。
除了食丸，查赞团队还在该地层中发现了呈灰白色且似乎曾暴露于高温下的骨骼，以及看似焦黑或棕色的骨骼。由于锰染色或氟化等某些自然和化学过程也能使化石骨骼看起来像是被烧焦的，研究人员采用了一种名为傅里叶变换红外（FTIR）光谱技术来识别第11号地层中深色骨骼所含的有机和无机物质。结果显示，其中有四块骨骼确实存在燃烧痕迹。
为了进一步确认，团队还对灰白色骨骼运用了一种发光技术。这种技术能够揭示骨骼是否曾被燃烧：燃烧过的骨骼会发生化学变化，使其能够吸收短波长光（如蓝光），并发出长波长光（如红光）。研究人员将骨骼暴露在高能蓝光下，并使用光学滤镜观察哪些骨骼发出了红光。结果令人震惊：在第10号地层的39块灰白色骨骼中，有21块被确认燃烧；而在更古老的第11号地层中，所有32块被检测的骨骼都显示出燃烧迹象。
查赞表示，目前尚无法确切得知这些早期人类祖先在洞穴中维持火种的具体原因。西班牙国家自然科学博物馆的地质学家、研究共同作者尤兰达·费尔南德斯-哈尔沃（Yolanda Fernández-Jalvo）排除了奇迹洞穴内进行烹饪的可能性，因为当时的火种是机会性获取的，尚未被“驯化”。不过，研究团队计划在今年夏天继续深入研究，寻找更多线索，并努力探明直立人最初是如何将火带入洞穴的。