作者:辛雨 来源:中国科学报 发布时间:2023/9/10 15:53:31
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我们灵活的肩肘曾是类人猿攀爬的“刹车器”

 

人类旋转的肩膀和伸展的肘部可以让人类够到高架子或扔球,这可能最初是作为灵长类祖先的自然制动系统进化而来的。

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图片来源:Joerg Boethling/Alamy

近日,美国达特茅斯学院的一项研究表明,人类的投掷能力可能是从灵长类祖先的自然制动系统进化而来。相关研究结果发表于《皇家学会开放科学》。

人类和类人猿比敏捷的猴子更笨重,虽然他们可以熟练地向上攀爬,但却很难安全地爬下来。美国达特茅斯学院Nathaniel Dominy表示,灵长类动物的体型在进化过程中,为了抵消重力的影响,手臂关节变得更加灵活。

“向下爬比向上爬更具挑战性,因为这需要消散可能导致跌倒的势能。而体重较重的动物需要更加小心。”Dominy说。

与猴子相比,人类和其他类人猿的肩膀、肘部、手腕的活动范围更大。科学家们最初怀疑,这些差异的进化是为了防止较重的灵长类动物在爬树时摔倒。但这一观点很难得到证实,因为野生黑猩猩攀爬时使用手臂的方式与猴子非常相似,比如,肩膀和肘部的角度与猴子相似。

美国达特茅斯学院Luke Fannin和Mary Joy开始怀疑,这是否与向下攀爬更有关。通过观看研究小组之前拍摄的视频,他们意识到黑猩猩向上攀爬的方式与向下攀爬的方式明显不同。

为了进一步调查,研究人员在乌干达拍摄了六周的野生黑猩猩,在象牙海岸拍摄了四个月的野生黑白头猴。随后,他们使用运动分析和统计软件,测量了动物上下攀爬时肩膀和肘部的角度。并从保存完好的骨骼中检查了这两个物种的手臂解剖结构。

研究人员发现,在攀爬时,猴子和黑猩猩的肩膀和肘部角度相似。但是当它们爬下来时,黑猩猩的肩膀比白眉猴多弯曲21°,肘部比白眉猴多弯曲33°。解剖分析证实,类人猿的肩膀和肘部有更大的旋转和灵活性。

Dominy表示,更宽的关节角度可以让黑猩猩的身体离树更远,从而用脚把身体的重量压在树干上,而不是顺着树干滑向地面。

美国石溪大学Susan Larson认为,这些发现引发了“先有鸡还是先有蛋”的问题:是肘部和肩膀的活动范围让猩猩的身体变得更大,还是由于它们身体变大才逐渐发展起来的。Larson指出,某些重量较轻的类人猿,如长臂猿,肩膀的活动范围也很广。

Dominy进一步指出,手臂活动的范围增加可以帮助类人猿脚抵着树时很好地“刹车”,特别是手臂的旋转和伸展能力会带来额外的技能,比如人类后来能够用手臂采摘水果、投掷长矛、挥舞防御武器,以及投掷球和使用梯子。但与此同时,也要相应地付出代价,比如灵活的关节意味着肩膀更容易脱臼。

相关论文信息:https://doi.org/10.1098/rsos.230145

 

 
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