早期靈長類動物用爪子梳理毛髮

在懷俄明州發現的化石幫助我們更好地理解早期靈長類動物何時將爪子換成了指甲

Omomyid

像在聖地亞哥自然歷史博物館的這個復原模型中展示的兔猴科動物一樣,它們的腳上有梳理爪。

Brian Switek

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點


上週,只是因為我想,我決定塗指甲油。反正我也要染一個亮藍色的頭髮,所以我想我不如就順應朋克美學,花一點時間在手指末端角質化的碎片上塗上亮黑色。當我這樣做的時候,我想起最近在《人類進化雜誌》上發表的一篇論文。我是在指甲而不是爪子上刷上黑色,這個事實是一個進化上的偶然事件,讓我與我的始新世祖先聯絡起來。

“真靈長類動物在哺乳動物中是不尋常的,因為它們的的手指和腳趾都有扁平的指甲,”Doug Boyer 和他的同事們在他們的新研究的摘要中寫道。我們最早的靈長類祖先有爪子,但是,在通往更具體的亞群真靈長類的起源的某個過程中,爪子通常被捨棄,轉而使用指尖的特殊小盾片。

但是這個規則有一個例外,它可能有助於闡明爪子是如何以及何時退回到指甲的。在一些現代靈長類動物中——即狐猴、懶猴和眼鏡猴,以及兩種新世界猴——每隻腳的第二個腳趾都有一個清潔爪。(而且眼鏡猴,為了顯得古怪,在它們的第三個腳趾上也有第二個清潔爪。)這是一個保留了其尖銳點的梳理附屬物。解剖學家們爭論這與較舊的爪子型別有何關係,以及梳理爪是古老的骨骼遺產還是較新的修飾。後一個問題是這篇新論文的中心。


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古生物學家此前曾發現兩種早期與狐猴和懶猴有關的動物有梳理爪,這意味著該特徵存在於它們的譜系中。但是靈長類動物進化樹的另一半——簡鼻亞目,或眼鏡猴和包括我們在內的類人猿呢?Boyer 和他的同事報告了在懷俄明州始新世地層中發現的靈長類動物腳趾化石,這些化石現在回答了這個問題。

這些梳理爪是在懷俄明州始新世三個不同部分的三個不同地點發現的孤立遺骸。其中最古老的可以追溯到大約 5600 萬年前。那時亞熱帶森林覆蓋了美國西部的大部分地區,靈長類動物正在興起,狐猴和眼鏡猴的史前同類居住在這個蔥鬱的領域。古生物學家們研究我們的這些親戚已經有一個多世紀了,這使得 Boyer 和合著者能夠將腳趾骨的歸屬範圍縮小到一個叫做兔猴亞目的群體。這些是小的、像眼鏡猴一樣的靈長類動物,與我們所屬的更大的簡鼻亞目群體的祖先有關。

那麼這一切意味著什麼呢?Boyer 和他的同事們帶來了之前的研究和其他證據,提出了一個大致如下的場景

最早的靈長類動物的腳趾尖端有爪子,它們無法抓住樹枝。它們的腳看起來更像現代樹鼩的腳。然而,隨著靈長類動物進化出抓握能力,大部分關鍵的捏取動作是由第一和第五個腳趾(相當於您的大腳趾和小腳趾)完成的,這使得中間的腳趾可以用於其他功能。梳理毛髮是其中一種變得可能的有用的替代活動。

感謝這些新發現的化石,我們現在知道狐猴以及類人猿的祖先在它們的第二個腳趾上都有梳理爪。一種特殊的清潔爪很可能是在所有現存靈長類動物的最後共同祖先中存在的一種特徵,後來隨著猴子的進化而消失了(這意味著它不得不在少數有梳理爪的新世界猴中再次進化)。一旦類人猿的社會結構允許其他人為您梳理毛髮,就沒有那麼多需要自己梳理毛髮的必要了。

如果它沒有更早發生,我們的人科祖先可能無論如何都會失去梳理爪。用兩條腿直立行走的生物力學限制嚴重限制了我們的靈活性,而且,就我而言,我很高興不必將腳踝彎曲到脖子後面來梳理頭髮。但是,即使實際的進化變化發生在很久以前,我很高興我們對爪子是如何換成指甲以及我們的祖先最終失去的奇特梳理爪的歷史有了更多的瞭解。我可以將我的指甲看作是遙遠過去的殘餘,一種樹木生命的低語,即使我們站在地上,我們也保留了下來。

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