我們最早的人類祖先邁出的雙腿第一步,或許是人類歷史上最偉大的一步。為什麼會從四肢著地轉變為雙腿行走?根據今天發表在《美國國家科學院院刊》上的一項新研究,答案是為了節省一些卡路里。
聖路易斯華盛頓大學的人類學家赫爾曼·龐澤及其同事比較了黑猩猩用四肢或雙腿行走時的能量消耗,以及人類直立行走時所消耗的能量。他們的發現:人類行走時消耗的氧氣量(能量使用的直接衡量標準)比黑猩猩用雙腿或四肢行走時少 75%。
這項研究是迄今為止最有力的證據,支援節省能量是我們猿類祖先採用雙足行走的原因。它表明,原始人類的直立姿勢之所以能夠節省能量,是因為腿骨變長和骨盆向外傾斜的結果。
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龐澤說:“既然我們能夠理解解剖結構是如何驅動能量消耗的,我們就可以問問進化會如何調整以降低雙足行走的成本。”他利用高速影片和生物力學測量表明,黑猩猩用雙腿行走時會使用髖部的大肌肉,導致它們比人類消耗更多的能量。人類將大部分步行動作限制在腳踝的小肌肉上。與黑猩猩快速、短促、耗能的步伐相比,人類的步幅也更大。
人類和黑猩猩的最後共同祖先生活在大約五百萬年前,那時地球變得更加乾燥,熱帶雨林正在縮小,食物來源變得更少且更加分散。科學家們長期以來假設,原始人類進化為雙足行走是為了在尋找食物時進行更長途跋涉時節省能量。
杜克大學的生物人類學家丹尼爾·施密特表示,龐澤的研究很重要,因為它證明了股骨(大腿骨)長度和骨盆傾斜的微小變化是如何節省能量的。施密特說:“他創造了一種方法,讓你一旦開始雙足行走,就可以繼續下去。”
與早期關於雙足行走可能在樹木中進化而來的發現相反,這項研究表明,直立行走可能是在四足、指關節行走的猿類祖先中進化而來的。
雙足行走是在我們的祖先和猿類祖先彼此分離後發展出來的最早的原始人類特質之一。龐澤說:“雙足行走很酷的地方在於它是第一個出現的特質。”他補充說,現在,我們有了其進化的可能原因和機制。