直立行走是一種非常關(guān)鍵的特征。對古生物學(xué)家來說，獲得直立行走的能力被認(rèn)為是人類進化中決定性的一步。事實上，它是區(qū)分人類譜系的重要基本特征之一，標(biāo)志著早在我們的腦容積大幅增加之前，就已經(jīng)從非人類過渡到人類。我們的祖先正是在此時與黑猩猩等近親分道揚鑣，真正“走”上了一條不同的道路。

近日，一項關(guān)于人類最古老的代表候選之一——乍得沙赫人（Sahelanthropus tchadensis）骨骼的研究認(rèn)為，早期人類在大約700萬年前已經(jīng)開始習(xí)慣性地直立行走。這不僅揭開了這一物種的特征，更為我們翻開了人類進化歷史中新的一頁。論文已發(fā)表在《自然》上。

事實證明，直立行走不是人類一成不變的特征，在我們的歷史中，直立行走也有屬于自己的歷史。因此，關(guān)鍵的問題其實是：最早的人類代表是不是直立行走的，如果是的話，到了什么程度，又是如何進行的？這就是團隊通過研究相對古老的沙赫人的遺骸（約700萬年前）試圖回答的問題。

2002年，團隊在乍得朱拉卜沙漠的托洛斯-美納拉地區(qū)發(fā)現(xiàn)了一個變形但保存完好的顱骨，它被昵稱為“圖邁”（Touma?），在當(dāng)?shù)剡_(dá)扎語中意為“生命的希望”，此外還有其他一些顱齒樣本。

乍得沙赫人的顱骨“圖邁”。（圖／Didier Descouens, Wikimedia Commons, CC BY-SA）

借助這些線索，科學(xué)家初步推斷出了沙赫人的存在，這些樣本至少代表了三個個體。

科學(xué)家將這個物種的牙齒、面部和頭顱的形態(tài)特征，與更近的人類化石進行了比較。

這個和黑猩猩頭部大小相當(dāng)?shù)娘B骨，從很多方面看上去像一種非洲猿類。但是它的牙齒指向了一些不同的情況。

它的犬齒類似于之后的古人類，或者說人類家族的成員。顱骨底部開口（枕骨大孔）的形狀暗示著，沙赫人的頭部是在垂直的頸部之上保持平衡，這非常類似于現(xiàn)今人類這樣的直立行走者。

但是，單一的顱骨無法證實這個物種究竟采用怎樣的移動模式，顯然，腿部骨骼必不可少。

與發(fā)現(xiàn)顱骨的同一年，在同一地點，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了包括一個部分左股骨（大腿骨）和兩個左、右尺骨（與橈骨一起，尺骨是前臂中形成我們肘部的兩根骨骼之一）在內(nèi)的肢骨。

乍得沙赫人的三根肢骨的三維數(shù)字化模型。（圖／Franck Guy, CNRS, Université de Poitiersm）

這些骨骼在2004年被確認(rèn)。據(jù)推斷，它們很可能與顱骨屬于同一物種，因為來自托羅斯-美納拉的400處地點、代表了約100種不同脊椎動物的近13800塊化石中，僅僅發(fā)現(xiàn)了一種大型靈長類動物。然而，目前還不知道這些股骨、尺骨和顱骨是否屬于同一個體。

鑒于這些長骨的保存狀況不佳，比如，發(fā)現(xiàn)的股骨兩端已經(jīng)不見了，因此，簡單的分析已經(jīng)無法提供可靠的解釋。團隊需要從各個角度來研究它們，包括它們的外部形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

為了減少不確定性，研究人員采用了一套廣泛的方法，包括直接觀察和生物測量、三維圖像分析、形狀分析（形態(tài)度量學(xué)）和生物力學(xué)指標(biāo)。他們借助23種標(biāo)準(zhǔn)，將乍得的材料與現(xiàn)今的樣本以及化石樣本進行比較。

單獨來看，沒有一種標(biāo)準(zhǔn)可以用來對這些材料進行分類解釋。然而，這些特征加在一起，對化石的解釋遠(yuǎn)比其他任何假說都要合理。

這種組合表明，沙赫人采用習(xí)慣性的直立行走，換句話說，這已經(jīng)成了他們一種常規(guī)的運動方式。在這種情況下，直立行走可能被用于地面和樹上的運動。

不同物種之間的關(guān)系示意圖。（圖／Franck Guy, CNRS, Université de Poitiersm）

同時，它很可能伴隨著一種四足的步態(tài)，以及抓握樹枝。這與大猩猩和黑猩猩的“關(guān)節(jié)行走”的四足步態(tài)不同，它們那種步態(tài)的重量是由指骨的背面承擔(dān)的。

首先，它強化了人類歷史非常早期的直立行走的形式與其他運動模式共存的觀念。并不存在從一開始就“突然”出現(xiàn)的人類特有的特征，所有特征都經(jīng)歷了一種漫長而緩慢的、跨越數(shù)百萬年的過渡。

因此，人類進化的這一階段發(fā)生的方式在整個生命和地球歷史上都很常見，它提醒了我們，我們這個物種僅僅是生物多樣性的一塊小碎片。

單單是這一事實，就應(yīng)該讓我們重新思考我們對生物世界的態(tài)度，以及我們對待這顆星球的方式。

其次，沙赫人、原人和地猿的特征表明，我們與黑猩猩的共同祖先既不像黑猩猩，也不是我們這樣的完全直立行走的生物。

與黑猩猩和倭黑猩猩保留了祖先形態(tài)的假說相反，它們的垂直攀爬和關(guān)節(jié)行走的特殊組合，更有可能是在與我們分道揚鑣之后進化而來的。

最后，如果說乍得沙赫人是人類多樣性中的一位見證者，那么迄今為止，它是那個時代唯一已知的習(xí)慣性直立行走物種。

由于非洲和歐亞大陸在中新世末期（晚于1000萬年前）的古人類化石記錄多樣性很低，目前，唯一有據(jù)可循的假說仍然是，非洲大陸上的人類分支獲得了直立行走的能力。

在這一進化階段中，直立行走似乎是一種“機會主義”運動方式的一部分，它非常靈活，能夠利用不同的環(huán)境。這也和團隊中的地質(zhì)學(xué)家、古植物學(xué)家和古生物學(xué)家重建出的托洛斯-美納拉多樣化的古生態(tài)環(huán)境非常吻合。

比如，兩年前，曾發(fā)表在《人類進化》上的一項研究，對相同的腿骨進行了分析，并認(rèn)為它應(yīng)當(dāng)屬于一個非習(xí)慣性直立行走的個體。顯然，新研究的結(jié)論和它背道而馳。

正如一些科學(xué)家所說，我們還沒有找到任何“實錘”。探索仍將繼續(xù)。

文章來源：原理

IEEE Spectrum

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