科普星空体育官网入口网站:人類祖先直立行走的時間又提前了數百萬年
來源:科普中國
發布時間:2020-06-29
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 駝背、腰肌勞損、椎間盤突出……人在一生中,多多少少、或早或晚都會(hui) 遇到背部問題。這些疾病的出現,與(yu) “兩(liang) 足直立行走”這一極為(wei) 關(guan) 鍵的適應性變化,有密切關(guan) 聯。當然,直立行走也為(wei) 人類帶來了前所未有的機遇,包括擴張視野、解放雙手、節省能量等。

  

  圖片來源:

  可是,人類是如何演化出直立行走的行動方式呢?直至今日,這仍然是古人類學中極難回答的問題之一。

  化石證據還原在猿類成為(wei) 兩(liang) 足動物之前

  近日,來自德國的古人類學家瑪德琳·波姆(Madelaine Böhme)團隊,在德國巴伐利亞(ya) 地區發現了一種全新的古猿,為(wei) 人類了解猿類在成為(wei) 兩(liang) 足動物之前的情況提供了新線索。該研究發表在權威期刊《自然》(Nature)上。

  

  研究者將這種新發現古猿命名為(wei) 多瑙韋斯猿古根莫斯種(Danuvius guggenmosi)——屬名“多瑙韋斯”代表多瑙河,該河流曾為(wei) 羅馬帝國北部邊境的界線,被羅馬人則稱之多瑙韋斯河。種名“古根莫斯”則為(wei) 了紀念哈默施密德地點(Hammerschmiede Locality)的發現者Sigulf Guggenmos。

  如果說南方古猿代表“從(cong) 猿到人”的晚期階段,那麽(me) 多瑙韋斯猿代表的則是早期階段。這種古老的猿類生活在1162萬(wan) 年前,比最古老的、直立行走的人屬祖先——乍得沙赫人(Sahelanthropus tchadensis)還要早四百多萬(wan) 年。因此,它們(men) 無疑可以為(wei) 我們(men) 再現一段猿類在開始兩(liang) 足行走之前的故事,而這段故事顯然比想象的還要早數百萬(wan) 年發生。

  

  本文第一作者的野外發掘照片,圖片來源:

  直立行走起源假說

  關(guan) 於(yu) 人類古人類兩(liang) 足行走的起源有很多的觀點,但是一直缺少化石的證據。有一種觀點認為(wei) 古人類兩(liang) 足行走源於(yu) 一種四足動物將雙足立於(yu) 地麵,類似現存的猴子,用手掌、腳掌或者指頭做四足運動。或者源於(yu) 一種更傾(qing) 向於(yu) 懸掛動作的四足動物,類似於(yu) 現存的黑猩猩,通過攀爬、懸掛來活動。

  在地猿始祖種(又稱為(wei) 阿迪)被發現之前,研究者們(men) 多認為(wei) ,非洲的環境從(cong) 森林轉變為(wei) 草原後,我們(men) 的祖先被迫改變了曾經的樹棲習(xi) 性,踏上了陸地,逐漸演化出直立行走的能力阿迪的生活環境顯然是林地。然而,他們(men) 的骨骼形態顯示出其具備直立行走的條件,所以直立行走這一革命性進程顯然發生在樹上。

  

  圖片來源:

  分子生物學研究結果顯示,歐洲的大猿和人的親(qin) 緣關(guan) 係更近一些。這樣,發現於(yu) 歐洲、樹上棲居的多瑙韋斯猿,似乎可以補上這缺失的一環。

  

  缺失的一環?圖片來源:參考文獻1

  猿類在抵達地麵之前是如何開始使用後肢走路?

  多瑙韋斯猿的材料出土於(yu) 德國的巴伐利亞(ya) 州阿爾高地區(the Allgäu region of Bavaria),包括手骨、腳骨、脊椎骨以及相當完整的肢骨(脛骨,股骨,尺骨等),這些片段屬於(yu) 至少四個(ge) 個(ge) 體(ti) ,包括三個(ge) 成年人和一個(ge) 小朋友,最完整的化石來自一名成年雄性。

  

  本次發現的多瑙韋斯猿化石材料,圖片來源:參考文獻3

  它們(men) 的身體(ti) 尺寸間於(yu) 合趾猿(大長臂猿)以及倭黑猩猩之間,四肢的比例和倭黑猩猩相當,有利於(yu) 其在樹上行走時保持平衡。

  

  倭黑猩猩, 圖片來源:

  多瑙韋斯猿屬於(yu) 森林古猿。與(yu) 其他中新世晚期歐洲古猿(比如匈牙利猿和西班牙猿)不同,多瑙韋斯猿具有獨特的麵部特征:犬齒窩縮小,犬齒垂直鑲嵌於(yu) 齒槽之中,下頜粗壯且突出等。此外,它們(men) 的尺骨近端、脛骨遠端也與(yu) 其他同時期的歐洲古猿存在差異。

  最吸引古人類學家的是它們(men) 的骨骼解剖結構所呈現出的行動方式——延伸肢體(ti) 攀爬型(extended limb clambering)。簡單地說,就是多瑙韋斯猿的肢體(ti) 具有四足行走的猿類以及早期直立行走的人類的鑲嵌特征,既可以用手臂懸掛在樹枝上移動,也可以伸直雙腿,直立行走。

  首先,它們(men) 具備了攀爬懸掛以及臂行的能力。四肢修長有力,拇指有較強的抓握能力,腳掌和手掌都能作用於(yu) 行走,肘關(guan) 節和膝關(guan) 節、手腕和腳踝,都可以靈活轉動。相比而言,有些猴類雖然可以手腳並用地在樹上行走,但是卻無法懸掛前進;有些用指頭行走的猿類(比如黑猩猩),則缺乏強有力的抓握能力。

  其次,它們(men) 具備直立性攀爬和雙足直立行走的身體(ti) 結構,比如擴張的胸廓,增長的腰椎、臀部和膝蓋,特殊彎曲的脊柱、粗壯的下肢等。它們(men) 的行動不再倚仗前肢,而是逐漸向後肢轉移。

  此外,值得一提的,在多瑙韋斯猿的化石記錄裏,首次發現了橫膈膜伸入椎骨的證據。橫膈膜在人類行走中具有重要的功能,既能幫助氣體(ti) 交換與(yu) 呼吸,又能通過提高腹部內(nei) 壓力,排出人體(ti) 內(nei) 的糞便與(yu) 尿液。橫膈膜的演化,無疑為(wei) 人類慣常性的直立行走提供了重要的裝備。

  說到這裏,我們(men) 不禁產(chan) 生疑問:既然“慣常性的直立行走”是人猿相揖別的標誌,而多瑙韋斯猿已經為(wei) “從(cong) 猿到人”最關(guan) 鍵一步打下基礎,那麽(me) ,未來的某天,人類的直係祖先會(hui) 不會(hui) 在歐洲大陸的某個(ge) 角落和我們(men) 不期而遇呢?

  讓我們(men) 繼續拭目以待。

  

  圖片來源:

  參考文獻:

  1.Richmond B G, Begun D R, Strait D S. Origin of human bipedalism: the knuckle‐walking hypothesis revisited[J]. American Journal of Physical Anthropology: The Official Publication of the American Association of Physical Anthropologists, 2001, 116(S33): 70-105.

  2.Thorpe S K S, Holder R L, Crompton R H. Origin of human bipedalism as an adaptation for locomotion on flexible branches[J]. Science, 2007, 316(5829): 1328-1331.

  3.Böhme, M., Spassov, N., Fuss, J. et al. A new Miocene ape and locomotion in the ancestor of great apes and humans. Nature (2019) doi:10.1038/s41586-019-1731-0.


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