[科普中國]-猿類直立行走時間又提前了數(shù)百萬年

駝背、腰肌勞損、椎間盤突出……人在一生中，多多少少、或早或晚都會遇到背部問題。這些疾病的出現(xiàn)，與“兩足直立行走”這一極為關鍵的適應性變化，有密切關聯(lián)。當然，直立行走也為人類帶來了前所未有的機遇，包括擴張視野、解放雙手、節(jié)省能量等。

圖片來源：http://efossils.org/book/step-step-evolution-bipedalism

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(jù)還原在猿類成為兩足動物之前

近日，來自德國的古人類學家瑪?shù)铝铡げ罚∕adelaine B？hme）團隊，在德國巴伐利亞地區(qū)發(fā)現(xiàn)了一種全新的古猿，為人類了解猿類在成為兩足動物之前的情況提供了新線索。該研究發(fā)表在權威期刊《自然》（Nature）上。

研究者將這種新發(fā)現(xiàn)古猿命名為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”則為了紀念哈默施密德地點（Hammerschmiede Locality）的發(fā)現(xiàn)者Sigulf Guggenmos。

如果說**南方古猿代表“從猿到人”的晚期階段，那么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）還要早四百多萬年。因此，它們無疑可以為我們再現(xiàn)一段猿類在開始兩足行走之前的故事，而這段故事顯然比想象的還要早數(shù)百萬年發(fā)生。

本文第一作者的野外發(fā)掘照片，圖片來源：https://uni-tuebingen.de/en/

直立行走起源假說

關于人類古人類兩足行走的起源有很多的觀點，但是一直缺少化石的證據(jù)。有一種觀點認為古人類兩足行走源于一種四足動物將雙足立于地面，類似現(xiàn)存的猴子，用手掌、腳掌或者指頭做四足運動。或者源于一種更傾向于懸掛動作的四足動物，類似于現(xiàn)存的黑猩猩，通過攀爬、懸掛來活動。

在地猿始祖種（又稱為阿迪）被發(fā)現(xiàn)之前，研究者們多認為，非洲的環(huán)境從森林轉變?yōu)椴菰?，我們的祖先被迫改變了曾?jīng)的樹棲習性，踏上了陸地，逐漸演化出直立行走的能力阿迪的生活環(huán)境顯然是林地。然而，他們的骨骼形態(tài)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(fā)生在樹上。

圖片來源：https://docplayer.net/19329512-Step-by-step-the-evolution-of-bipedalism-lesson-overview-intermediate-advanced.html

分子生物學研究結果顯示，歐洲的大猿和人的親緣關系更近一些。這樣，發(fā)現(xiàn)于歐洲、樹上棲居的多瑙韋斯猿，似乎可以補上這缺失的一環(huán)。

缺失的一環(huán)？圖片來源：參考文獻1

猿類在抵達地面之前是如何開始使用后肢走路？

多瑙韋斯猿的材料出土于德國的巴伐利亞州阿爾高地區(qū)（the Allg？u 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），這些片段屬于至少四個個體，包括三個成年人和一個小朋友，最完整的化石來自一名成年雄性。

本次發(fā)現(xiàn)的多瑙韋斯猿化石材料,圖片來源：參考文獻3

它們的身體尺寸間于合趾猿（大長臂猿）以及倭黑猩猩之間，四肢的比例和倭黑猩猩相當，有利于其在樹上行走時保持平衡。

倭黑猩猩, 圖片來源：http://up.desktx.net/pic/85/d0/11/85d011215a48fcc83b1ebcd7d8ba0bdc

多瑙韋斯猿屬于森林古猿。與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面部特征：犬齒窩縮小，犬齒垂直鑲嵌于齒槽之中，下頜粗壯且突出等。此外，它們的尺骨近端、脛骨遠端也與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的骨骼解剖結構所呈現(xiàn)出的行動方式——延伸肢體攀爬型（extended limb clambering）。簡單地說，就是多瑙韋斯猿的肢體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于行走，肘關節(jié)和膝關節(jié)、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并用地在樹上行走，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，它們具備直立性攀爬和雙足直立行走的身體結構，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。它們的行動不再倚仗前肢，而是逐漸向后肢轉移。

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

說到這里，我們不禁產(chǎn)生疑問：既然“慣常性的直立行走”是人猿相揖別的標志，而多瑙韋斯猿已經(jīng)為“從猿到人”最關鍵一步打下基礎，那么，未來的某天，人類的直系祖先會不會在歐洲大陸的某個角落和我們不期而遇呢？

讓我們繼續(xù)拭目以待。

圖片來源：https://docplayer.net/19329512-Step-by-step-the-evolution-of-bipedalism-lesson-overview-intermediate-advanced.html

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. B？hme, 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.