昂首阔步:为什么人类从四肢行走转变为双腿行走?

新研究得出结论,最早的人类直立行走是为了节省卡路里

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我们最早的人类祖先迈出的双腿第一步,或许是人类历史上最伟大的一步。为什么会从四肢着地转变为双腿行走?根据今天发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究,答案是为了节省一些卡路里。

圣路易斯华盛顿大学的人类学家赫尔曼·庞泽及其同事比较了黑猩猩用四肢或双腿行走时的能量消耗,以及人类直立行走时所消耗的能量。他们的发现:人类行走时消耗的氧气量(能量使用的直接衡量标准)比黑猩猩用双腿或四肢行走时少 75%。

这项研究是迄今为止最有力的证据,支持节省能量是我们猿类祖先采用双足行走的原因。它表明,原始人类的直立姿势之所以能够节省能量,是因为腿骨变长和骨盆向外倾斜的结果。


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庞泽说:“既然我们能够理解解剖结构是如何驱动能量消耗的,我们就可以问问进化会如何调整以降低双足行走的成本。”他利用高速视频和生物力学测量表明,黑猩猩用双腿行走时会使用髋部的大肌肉,导致它们比人类消耗更多的能量。人类将大部分步行动作限制在脚踝的小肌肉上。与黑猩猩快速、短促、耗能的步伐相比,人类的步幅也更大。

人类和黑猩猩的最后共同祖先生活在大约五百万年前,那时地球变得更加干燥,热带雨林正在缩小,食物来源变得更少且更加分散。科学家们长期以来假设,原始人类进化为双足行走是为了在寻找食物时进行更长途跋涉时节省能量。

杜克大学的生物人类学家丹尼尔·施密特表示,庞泽的研究很重要,因为它证明了股骨(大腿骨)长度和骨盆倾斜的微小变化是如何节省能量的。施密特说:“他创造了一种方法,让你一旦开始双足行走,就可以继续下去。”

与早期关于双足行走可能在树木中进化而来的发现相反,这项研究表明,直立行走可能是在四足、指关节行走的猿类祖先中进化而来的。

双足行走是在我们的祖先和猿类祖先彼此分离后发展出来的最早的原始人类特质之一。庞泽说:“双足行走很酷的地方在于它是第一个出现的特质。”他补充说,现在,我们有了其进化的可能原因和机制。

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