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5個腳趾頭為何僅大腳趾靈活自如?原因在此

2018/9/3 15:57:54 來源:網(wǎng)易科技 作者:卡麥拉 責(zé)編:浮生

最新一項研究表明,大腳趾可能是人類足部進化的最后一部分,這個堅硬的腳趾使人們能夠直立行走和奔跑。然而,科學(xué)家表示,大腳趾結(jié)構(gòu)是在人類足部其它腳趾進化充分之后才進行的。

最新研究表明,雖然早期人類能夠直立行走440多萬年,但是早期人類能夠像現(xiàn)代人類一樣行走的歷史并不久遠。

到目前為止,科學(xué)界仍然對人類最早祖先是否像現(xiàn)代人類一樣大步行走以及是否像大猩猩保持著笨拙蹲姿,仍存在著爭議??茖W(xué)家認為,大腳趾是足部最后進化改變的一部分,因為早期人類在爬樹時仍需要大腳趾抓住樹枝。

研究報告作者、美國馬凱特大學(xué)彼得·費爾南德斯(Peter Fernandez)博士說:“早期人類有效地行走,雙足奔跑,或者‘雙足行走’,是他們能夠進化形成現(xiàn)代人類的一個至關(guān)重要的特征。為了讓所有身體部位都有效協(xié)同工作,腳骨必須首先進化,以適應(yīng)二足運動的獨特生物力學(xué)需求?!?/p>

費爾南德斯還指出,大腳趾仍然可以用于抓握物體,因為我們的祖先在樹上生活了很長時間,然后才完全適應(yīng)地面行走。目前研究人員已發(fā)現(xiàn)大腳趾在早期人類進化史中的確切時間。

最新研究表明,腳趾骨骼結(jié)構(gòu)的進化改變,最終形成了堅硬大腳趾的時期,與人屬物種進化時間相一致,人們普遍認為這是200萬年前發(fā)生的。研究人員通過從活體和化石人類物種骨骼關(guān)節(jié)進行三維掃描,以及一些靈長目動物進行掃描分析。這些可以映射在一個進化樹上。

研究人員在《美國國家科學(xué)院院刊》上發(fā)表文章稱,靈長目動物足部主要功能是抓握物體。因此,它的足部骨骼、軟體組織和關(guān)節(jié)將最大限度地進化形成抓握各種物體的力量和穩(wěn)定性。

人類祖先什么時間開始最早進化?

專家們評估稱,早期人類進化系譜樹最早可追溯至5500萬年前,當時最早的遠古靈長目動物開始進化;1500萬年前,大猿類(great apes)從長臂猿進化而來;800萬年前,最早的大猩猩進化形成,之后黑猩猩和人類系譜相分離;550萬年前,地猿(Ardipithecus),早期“原始人類”與黑猩猩和大猩猩具有共同特征;400萬年前,猿類似于早期人類,南方古猿開始出現(xiàn),它們的大腦沒有黑猩猩大腦大,但是更具人類的一些特征;390萬-290萬年前,Australoipithecus afarensis出現(xiàn)在現(xiàn)今非洲境內(nèi);270萬年前,傍人屬(Paranthropus),生活在叢林中,它們長著用于咀嚼食物的較大下頜;230萬年前,Homo habalis被認為首次出現(xiàn)在現(xiàn)今非洲境內(nèi);185萬年前,首個“現(xiàn)代人類”手掌出現(xiàn);180萬年前,Homo ergaster出現(xiàn),化石記錄發(fā)現(xiàn)相關(guān)人種證據(jù);160萬年前,手斧成為首個重大技術(shù)創(chuàng)新;80萬年前,早期人類開始控制火種,并開始制造壁爐,大腦體積快速增長;40萬年前,尼安德特人首次開始出現(xiàn),并在歐洲和亞洲逐漸擴散;30萬-20萬年前,智人出現(xiàn)在非洲;50000-40000年前,現(xiàn)代人類抵達現(xiàn)代歐洲境內(nèi)。

當前仍不清楚為什么人類祖先最初是雙腳直立行走,但是一些專家認為,很可能是因為直立行走可使我們雙手攜帶更多物品。其他的專家則認為,該變化是由于當時全球森林砍伐造成的。馬凱特大學(xué)研究人員表示,現(xiàn)在他們想對早期人類前腳骨骼殘骸進行類似的分析。

關(guān)于我們最早的祖先是否像現(xiàn)代人類一樣大步直立行走,或者保持像黑猩猩和大猩猩那樣的蹲姿,此類的科學(xué)爭論一直持續(xù)不斷。依據(jù)今年4月份發(fā)表的一份研究報告,科學(xué)家對非洲新腳印的分析表明,人類在360萬年前完全直立行走,這意味著320萬年前的“露西(被稱為人類之母)”,很可能她像我們現(xiàn)代人類一樣踱步行走。

為什么“阿蒂”會雙腳直立行走?

“阿蒂(Ardi)”是世界上最完整的早期人類殘骸,她是世界上最完整的早期原始人類骨骼化石,是一位女性始祖種地猿(Ardipithecus ramidus),她具有不同尋常的骨骼,一些專家稱這是最古老的人類系譜樹成員之一,自從1994年科學(xué)家在埃塞俄比亞境內(nèi)挖掘發(fā)現(xiàn)以來,“阿蒂”骨骼化石的存在一直困擾著科學(xué)家。

“阿蒂”身材短小,全身毛發(fā),長著較長的手臂,她漫步在440萬年前的非洲森林,但是科學(xué)家并不確定她是否與人類的關(guān)系更加密切,而不是猿類。傳統(tǒng)觀點認為,當我們的祖先從森林中走出來,并進入開放的大草原時,他們首先是雙腿直立行走。

但是這無法解釋為什么“阿蒂”是雙腿直立行走,但仍保持著部分樹棲生活習(xí)性。來自美國肯特州立大學(xué)的歐文·洛夫喬伊(Owen Lovejoy)博士之前表示,該答案可能像食物和性一樣簡單。

他指出,在整個早期人類進化歷程中,雄性與其他雄性同伴為爭取雌性交配權(quán)而發(fā)生爭斗,從而獲得與雌性后代交配的權(quán)利。因此,你一定會想到長著大而鋒利牙齒、具有統(tǒng)治地位的雄性會將這些強壯基因遺傳給后代,但是那些長著小而粗牙齒的雄性將意識到,他可以通過給予雌性一些食物,能否獲得與雌性交配的機會?

那么,如果他們保持兩條腿直立行走,在行走時可以用雙手自由地攜帶水果、樹根之類的物體,那么他們將會是更成功的食物提供者。這將可以解釋為什么“阿蒂”物種長著小尖齒,保持直立行走,這一切都是為了爭取性交配權(quán)。洛夫喬伊強調(diào)稱,這也可能表明,“一夫一妻制”這種單一性伴侶關(guān)系可能比人們最初認為的時間更加久遠。

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