3D 计算机模拟显示，古代人类亲属像现代人类一样用两条腿奔跑，但速度要慢得多，南方古猿阿法种——一种生活在三百万多年前的小型原始人类。
北卡罗来纳州达勒姆杜克大学的进化人类学家赫尔曼·庞泽说，这项分析详细地展示了这种原始人类的跑步速度以及使现代人类能够长距离奔跑的肌肉适应性。“这是一种非常彻底的方法，”他说。这项发现本周发表在《Current Biology》杂志上。
南方古猿阿法种用两条腿直立行走，这使其化石成为研究人员探索人类谱系中两足行走如何演变的热门对象。但研究合著者、英国利物浦大学的进化生物力学研究员卡尔·贝茨说，很少有研究探索这种原始人类的跑步能力，因为它需要的不仅仅是研究化石足迹和骨骼。
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Miceking/Alamy Stock Photo
行动迟缓的猿类
贝茨和他的同事创建了一个“露西”骨骼的 3D 数字模型——露西是一个近乎完整的 320 万年前的南方古猿阿法种标本，半个世纪前在埃塞俄比亚被发现。他们使用了现代猿类的肌肉特征和露西骨骼的表面积来估计古代原始人类的肌肉质量。然后，研究人员使用模拟器让他们的露西模型“跑”起来，并将其性能与现代人类的数字模型进行了比较。
模拟结果表明，尽管露西缺乏被认为有益于现代人类耐力跑的加长跟腱和缩短的肌纤维，但她仍然可以用两条腿奔跑。但速度不是露西的优势：即使在研究人员用人类肌肉对她进行改造后，她的最大速度也只能达到每秒 5 米左右。相比之下，人类模型以大约每秒 8 米的速度奔跑。即使研究人员在建模中去除了身体尺寸的影响，露西的跑步速度仍然落后于现代人类，这表明她的身体比例是主要原因。“即使你增强了所有肌肉，她仍然更慢，”贝茨说。
接下来，研究人员评估了某些肌肉是否在跑步过程中的能量消耗中发挥作用。当他们向露西模型添加类似人类的踝关节肌肉时，能量消耗与其他相似体型的动物相当。但是，当研究小组用猿类的踝关节肌肉代替人类的踝关节肌肉时，跑步对露西来说变得更加费力。这表明跟腱和周围肌肉的适应性使现代人类能够长时间跑步。
贝茨和他的同事现在计划调查疲劳和骨骼应变是否也影响了露西的跑步。
本文经许可转载，并于 2024 年 12 月 19 日首次发表。