人类为何演化为站立行走?或因地形改变了我们

  非洲坦桑尼亚一处干涸河床上裸露出来的灰褐色火山岩层中,隐藏着我们人类漫长进化历史的缩影。在这些早已凝结的火山灰沉积岩层表面,赫然印刻着三组人类祖先的足印。较大足印的主人显然引导着更小足印的主人行走在这片曾经遍布火山灰的地面上,蜿蜒行走的距离超过27米。

与其他猿类不同,人类以两足行走

  300万年前的人类脚印

  有大人,还有孩子,他们携手自信地走过这里,他们的脚印留在火山灰表面,被保存了下来。这件事发生在距今366万年之前,留下这些脚印的是某种早期人类种族,他们生活的时间远早于我们现代人的直系祖先——智人出现的时间。

  在这些人类脚印的周围,是杂乱无章的各种动物留下的痕迹——古代的兔子、羚羊、鬣狗、狒狒、长颈鹿和犀牛。这些动物可能是被当时存在于附近的一个水塘吸引过来的。

  今天的我们只能去猜测当时这些生活在上新世的人类先祖们来到这片区域究竟是为何目的。但不管如何,他们的足迹非常幸运的留存了下来,而通常这样的痕迹是很难留下来的。他们是在捕猎猎物吗?跟踪猎物到了这个水塘边?还是只不过是在晚饭后大人带着小孩出来散散步?但不管如何,只要你看过这串脚印,有一件事是非常清楚的,不管这些人类先祖当时在做什么,很显然,他们是两足行走的。

  这串脚印是在坦桑尼亚境内奥杜威峡谷(Olduvai Gorge)附近的“Laetoli”地区被发现的,奥杜威峡谷是以发现大量人类祖先痕迹和化石而著称的。在这里发现的这串脚印也就成为了年代最早且没有争议的,能够清楚表明人类祖先在当时已经从四足行走转变为两足行走的有力证据。

  当然,时至今日,关于我们的祖先究竟具体在何时,因为什么原因开始站立起来,并开始用两脚行走,这仍然是一个谜团。科学界在关于究竟是什么原因促使人类祖先放弃了四足行走的生活方面仍然存在意见分歧。但最新的科学研究却正在为我们提供有关于这场重大改变为何发生的全新线索。

  如果能够回答我们是如何转变为我们今天这样的两足行走生物,那将能够帮助我们回答很多与进化有关的基本问题。一项得到广泛认可的观点是:两足站立让我们的祖先拥有更加宽广的视野,并为它们打开了更多去接触、探索、拾取、抛掷或学习的机会之门。

  英国伦敦自然历史博物馆的顶尖人类学家克里斯·斯特灵格(Chris Stringer)表示:“站立起来让我们的祖先解放了双手,于是便能够用手来携带东西并使用工具。它让长途跋涉成为可能并最终能够长途奔跑。说到底,这一改变或许在人类祖先大脑的发展进化过程中曾经起到过关键作用。”

  婴儿的本能反应——我们的树栖历史

  乍得沙赫人的骨骼化石乍得沙赫人的骨骼化石

  猩猩能够在树枝之间两足行走,而用前肢保持平衡并帮助支撑自身重量猩猩能够在树枝之间两足行走,而用前肢保持平衡并帮助支撑自身重量

  科学家们认为,我们人类最早的祖先在大约1300万至600万年前开始与黑猩猩分异开来。大多数人类学家都同意当时这些早期人类祖先应该是生活在树上的,因为当时的非洲大部分地区应该都是被森林覆盖的。

  只需观察我们刚出生的婴儿,便能一窥我们树栖生活的历史——用手指轻轻触碰婴儿的脚趾头,他们会本能的弯曲脚趾头,作出抓握的动作。在树栖生活中,刚出生的灵长类动物必须能够本能地牢牢抓握住母亲的身体或是树枝才能生存下去。如果他们不能抓住,他们就会从树上摔落地面并死去。

  我们的祖先在从四足行走动物向两足行走动物的转变过程中,经历了几次重要的解剖学改变,以便适应行走方式上的这种改变。人类身体的骨盆从原先类似猿类那种更长且平坦的形状逐渐进化成了更短且更像碗状的形态,这样能够更好地满足肌肉支撑两足行走的需要。

  人类大腿骨的角度也发生了变化,变得更加内倾,从而能够更好的将我们的双足置于我们的身体下方。我们的脊椎骨也跟着发生了改变,变成了某种类似S的形状,这种形状能够更好地将我们身体的重量叠加在我们的骨盆和屁股上方,从而形成支撑和缓冲,在我们用双足行走时不至于造成脑部的严重震荡。最后,我们的双腿变得比前肢更长,从而让我们的行走速度更快,更高效。

  我们的双足也发生了改变。猿类拥有长长的、对生的脚趾以便抓握树枝。而人类的脚趾更短,并且成一排排列,方便在行走时形成支撑点。

  气候改变了我们?

  南方古猿“露西”的化石重建模型南方古猿“露西”的化石重建模型

  但是这样的改变最初究竟是如何产生的?

  主流科学理论认为气候变化是驱动这一转变过程的最主要诱因。数百万年前,非洲的森林面积开始萎缩,广袤的草原开始扩展,于是我们的祖先逐渐离开了他们世代生活其中的森林并开始适应草原上的生活。

  在一个树木稀疏分布的环境里,两足行走的策略是符合逻辑的。能够站立起来让我们的祖先们能够在高度上超过茂盛的草丛寻找远处的猎物或是及时发现靠近的捕食者。那些站立能力最好的人类祖先可能有着最高的几率存活下来,也就有更高的几率将自己的基因传递下去,这样一来,也就不难理解为何在自然选择机制的作用下,我们人类作为一个物种,逐渐从偶尔的站立动作逐渐发展为永久性的直立两足行走了。

  化石记录表明,从四足行走发展到两足行走,这一转变发生的时间可能相当早。

  比如说,在非洲中西部的乍得共和国境内在2001年和2002年出土的骨骼化石就很能说明一些问题。这些骨骼所属的古老人类祖先现在被称作“乍得沙赫人”(Sahelanthropus tchadensis),其生活在距今600~700万年前。骨架分析显示乍得沙赫人的的脖颈是以竖直方式直接连接在头部下方,就和今天的我们一样,而黑猩猩的脖颈-头部连接方式则更接近动物。这一发现暗示,乍得沙赫人很有可能已经是两足行走的了。

  而如果说乍得沙赫人实际上并未两足行走的话,那么另外一种生活在大约600万年前的古老猿类采用两足行走的可能性则要高得多。这就是“图根原人”(Orrorin tugenensis),他们的大腿骨形态已经与现代人的大腿骨非常相近,表明其行走方式是两足直立行走。

  但也有许多科学家对于气候转变,人类祖先迁往草原并开始进化出两足行走的理论持有不同看法。他们提出反对的一点关键理由便是:非洲气候的转变并没有那么迅速,实际上,非洲一直要等到乍得沙赫人和图根原人出现之后的很长一段时间才开始出现广袤的大草原带。

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