为什么人类从爬行进化成直立行走,这中间都经历过了什么?
为什么人类从爬行进化成直立行走,这中间都经历过了什么?
直立行走解放了我们的双手,也使我们的大脑越来越发达,但是人在直立行走后也带来了许多麻烦,包括支撑脊椎的骨盆结构的改变给人的分娩增大了困难。
人类祖先从爬行动物、哺乳动物到类人猿,它们的骨架都进化成四脚支撑体重的结构形式。最初的小型类人猿出现于约2000万年前,它们是用四脚行走的,体重靠水平脊柱支撑。又经过数百万年,某些类人猿个头长大,并开始用前肢拉住树枝,摘取超过身高的水果。再过六七百万年,类人猿开始用后腿挪动,约320万年前东非的南猿便以双脚行走为主。科学家发现,在250多种灵长目动物中,只有一种进化成双脚行走,再经过200万年,直立类人猿的大脑才发达起来并开始使用工具。
行为方式的改变通常会引起骨骼的变化。为了支撑体重和吸收行走的冲力,肢体关节和脊骨长得更为粗大。类人猿原来窄长浆状骨盆也演变成宽厚的马鞍形,以将躯干的重量传递给双脚,并容纳大块肌肉及附属组织。粗大的骨盆对维持直立身躯的稳定和提高行走效率十分重要,但也严重妨碍了人类产道的畅通。
直立行走的身体重量最终由双脚承担,人类的双脚是身体上最具特点的部位,它的拇指与其他四指并立,是灵长目动物中唯一后脚失去抓握能力的物种。这是一个巨大的牺牲。猩猩的脚具有灵巧和通用的特点,尤其是在爬树和运动控制方面几乎和手一样。而人的脚则过于专业化,只负责推动身体向前并吸收冲击力。与猩猩相比,人脚的另一个重要特点是骨骼尺寸大,尤其是跟骨特别粗大。140公斤重的雄性大猩猩的跟骨比40公斤重的女人的跟骨还要细,不过大猩猩骨骼密度要高得多。
人在直立行走后失去了稳定性和奔跑速度,而且,由于骨骼的尺寸变大,骨骼面积也增大,这就加速骨骼中矿物质的流失,致使老年人易发生骨质疏松及骨折。既然有这么多缺陷,为什么我们还会进化成直立双脚行走呢?
科学家对此提出了许多原因。比如,我们的祖先把手腾出来是为了方便抱住婴儿,携带食物;还有的认为是为了摘取附近树枝上更高处的水果,但更为重要的一个因素是这样行走才能节省体力。古生态学研究表明,大约在600万~800万年前,我们的祖先开始直立行走时,他们的食物来源变得越来越分散——当时东非的赤道雨林正在衰退,树木越来越稀,食物越来越少。这时,我们的类人猿祖先必须跋涉更远的路程才可找到更合适的食物,而用双脚直立行走可以节省体能。