

像纽约巨人队四分卫 Daniel Jones 这样的运动员能够 投出完美的螺旋球,或者外接手 Darius Slayton 伸展肘部接住球的技巧,其根源可能非常古老。这些技能最初可能是我们 灵长类祖先 的一种自然制动系统,他们只是需要 一种安全地从树上下来 的方式。
[相关:寒冷的气候可能在某些灵长类动物中形成了更强的社会联系。]
在一项 于 9 月 6 日发表在《英国皇家学会开放科学》杂志上的研究 中,达特茅斯大学的一个团队发现,猿类和早期人类祖先很可能进化出了自由活动的肩膀和灵活的肘部,以此来减缓从树上下来时的速度,因为重力会将其身体向下拉。多功能的肢体能够 投掷长矛 进行狩猎和防御,攀爬树木,采集食物,对于生存至关重要——特别是当早期人类离开森林,走向草原时。
“关于猿的起源,我们还有很多不了解的地方,”该研究的合著者、达特茅斯大学古人类学家 Jeremy DeSilva 告诉《流行科学》。“在猴子和猿的共同祖先生活在大约 2500 万到 3000 万年前,然后发生了分化,现在我们有了这两种不同的灵长类动物。但为什么会发生趋同呢?”
一种可能性是与灵长类大小相关的不同生态、物理和行为生态位。 第一批猿类出现在大约 2000 万年前,比其他早期灵长类动物体型更大。从树上下来对这些体型更大的灵长类动物来说带来了新的挑战,因为通常动物体型越大,摔倒受伤的风险就越大。 自然选择 最终会偏爱那些允许早期猿类安全地从树上下来的人体解剖结构。
在这项 研究 中,该团队使用体育分析和统计软件,比较了黑猩猩和 一种叫做白眉猴的小猴子 在野外攀爬的视频和静态帧。他们发现,白眉猴和黑猩猩攀爬上树的方式相似,它们的肩膀和肘部大部分弯曲并靠近身体。
然而,在从树上下来的时候,黑猩猩会伸展手臂在头顶上抓住树枝,这就像一个人走下梯子一样,因为它们的体重将它们向下拉。这个过程被称为“下攀”,似乎对猿类和早期人类的进化起着重要作用。
“我们的研究提出了下攀作为一个被低估但却极其重要的因素,它导致了猴子和猿类之间解剖结构的差异,最终体现在人类身上,”该研究的合著者、达特茅斯大学研究生 Luke Fannin 在一份声明中 说。
[相关:如何安全舒适地徒步下坡。]
这些从祖先猿类那里继承下来的灵活肩膀和肘部,使 南方古猿 等早期人类能够在夜间爬到树上寻求安全,然后在白天毫发无损地下来。一旦 直立人能够利用火来保护自己,人类的体型就演变成了更宽的肩膀,能够进行 90 度旋转,配合自由活动的肩膀和肘部,使人类祖先成为出色的标枪射手。
“下攀可能是如此强大的进化力量,以至于改变了我们骨骼和运动范围的进化方式,这个想法非常吸引人,”该研究的合著者 Mary Joy 告诉《流行科学》。“这个领域很少有人真正将下攀视为一种独立的运动,并考虑其对自然选择的影响。” Joy 将她作为越野跑者和运动员的经验带入研究,为生物科学和进化研究带来了不同的视角。
该团队还利用哈佛大学的骨骼藏品研究了黑猩猩手臂的解剖结构,并使用了俄亥俄州立大学的藏品研究了白眉猴的手臂。 黑猩猩比白眉猴更像人类,它们拥有较浅的球窝状肩关节,允许更大的运动范围。黑猩猩也能完全伸展手臂,这是因为肘部后面一个叫做 鹰嘴突 的骨头长度缩短了。

白眉猴和其他猴子在构造上更像四足动物,如猫和狗,它们有深邃的梨形肩窝和带有突出鹰嘴突的肘部,这使得关节看起来像字母 L。这些 关节 更稳定,但运动范围和灵活性更有限。
分析 表明,黑猩猩在下降时肩部角度比攀爬时大 14 度。下攀时肘部向外伸展的角度比上攀时大 34 度。白眉猴在攀爬和下攀时,肩部和肘部的位置角度仅相差约四度或更少。
“如果猫会说话,它们会告诉你下树比上树更棘手,许多人类登山者也会同意。但问题是,为什么会这么难?”该研究的合著者、
人类学家兼进化生物学家 Nathaniel Dominy 在一份声明中 说。“原因是,你不仅要抵抗重力的拉力,还要减速。”
[相关阅读:“露西”,我们古代的祖先,曾非常健壮。]
DeSilva 表示,关于“为什么我们以前没有注意到这一点”的问题,在这次研究中是最令人惊讶的部分之一。Joy 和研究生 Fannin 的新鲜视角对于揭示进化的一个隐藏的奇迹至关重要。
“我们的进化起源是一个奇妙的例子,说明了进化是如何‘修修补补’地调整现有的形态的,”DeSilva 说。“我们的身体都是在数百万年的自然选择中经过调整和修改而形成的,但我们的身体至今仍然保留着我们祖先的许多美妙印记。”