科学学科网 上传 客户端 扫码下载APP 定制您的专属资源库 网校通

古人类亦能高效直立行走

  当黑猩猩直立行走时,它们利用一种不太高效的曲腿步法。这和人类的直腿行走不同。

  脚趾相对且是平足的早期人类祖先通常被描绘为奇怪的行走者——左右摇晃,或者用脚掌外边缘蹒跚而行。如今,一项最新研究发现,这一笨拙的直立移动画面是错误的:人类家族的早期成员,或者说古人类,在约440万年前便能利用有效的直腿步法直立行走。该研究帮助解决了关于人类祖先以多快速度产生了像人类一样的步法这一争论,并且证实古人类并不需要牺牲攀爬的敏捷性,以实现高效的直立行走。

  多年来,一些古人类学家认为,像生活在310万年前的露西一样的古人类在地面行走时表现得并不优雅,因为它们保留了攀爬树木的特征,比如长长的手指和脚趾。在一项著名试验中,研究人员穿上超长鞋子模仿利用较长脚趾的行走。科学家被长脚绊倒,并由此推断,早期古人类行走时可能也同样笨拙。但其他研究人员认为,考虑到地面上的危险,自然选择会迅速“青睐”支持高效行走的适应性变化,即便古人类仍能快速爬上树木。

  为测试这些假设,美国纽约城市大学(CUNY)进化人类学家HermanPontzer及其团队比较了人类、现存猿类和猴子在行走和攀爬时如何利用其臀部、腿骨和肌肉。CUNY研究生ElaineKozma拍摄了动物园中黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩、长臂猿和其他灵长类动物的行走画面,并由此测量了直立行走时其腿部和臀部的精确角度。随后,Kozma计算了其腿部最大屈伸时承受的压力,并且发现猿类将很多压力施加到粗壮的大腿、蹄筋和膝盖上。这些力量还帮助它们在树木前攀爬。

  相反,拥有较短坐骨的人类以一种在膝部肌腱处产生较小力量的方式超伸其腿部。当人类大步走时,和其他现存猿类相比,附着在坐骨上的肌肉以更宽的弧度从前向后摆动。因此,他们利用了较少的能量移动更远的距离。

  在最新研究中,Pontzer和Kozma还计算了3种古人类臀部和腿部屈伸的范围。露西和南方古猿其他成员的关节活动度和人类一样,尽管它们仍拥有帮助其攀爬树木的特征。研究人员在日前出版的美国《国家科学院院刊》上报告了这一发现。


学科网2019届高三11月一轮复习资料大全