会攀爬的幼儿：人科足部在进化中的独特性

一具距今 332 万年的南方古猿阿法种儿童的化石遗骸，包括一个基本完整的头骨和足部。该幼体人科动物的足部保留了攀爬的特征，令一些研究人员感到惊讶。(图注：Zeray Alemseged) 在过去大约 400 万年的某个时间点，我们的人科祖先从树上爬下来，开始在地面生活。从树栖到陆栖的过渡，就像进化中的几乎所有事物一样，是一个渐进的过程。几十年来，研究人员一直在激烈争论，哪种人科物种是第一个完全直立行走的，是步行和奔跑而不是攀爬。如今，答案就藏在微小的细节中：一具罕见的、基本完整的幼体人科动物的足部，揭示了从树上生活到地面生活的过渡时期的新颖而前所未有的细节。名为 DIK-1-1 的人科动物遗骸，死亡时约三岁，对科学界来说并不新鲜。它们于 2002 年在埃塞俄比亚的 Dikika 被发现，距今已有 332 万年的历史。遗骸包括一个头骨以及肋骨、椎骨和一些其他骨骼。附近还发现了一块部分足部化石，但它被嵌在岩石中。经过多年 painstaking 的岩石清除工作，研究人员得以研究这只基本完整的足部，并认识到它的重要性：这是一只非常罕见的幼体人科动物的足部，也是迄今为止保存了所有跗骨（构成足部后半部分，大致显示踝关节的对齐方式）的最古老的人科动物足部。如今，得益于其保存状态，研究人员宣布 Dikika 幼体的足部为我们提供了一个独特的视角，审视了从树上生活到地面生活的过渡时期：足部保留的许多特征表明，该幼体花费在树上的时间比同物种的成年个体更多，这可能是为了安全。嘿，露西，我回来了（在树上）！ Dikika 儿童属于南方古猿阿法种。这种生活在 300-400 万年前的物种，在东非各地发现了大量个体，其中最著名的无疑是 1974 年出土的露西。一些古人类学家，包括发现露西的 Donald Johanson，认为她和她的所有同类都完全直立行走，适应于双腿高效行走并在地面生活。然而，并非所有人都同意这一点。近年来，对她骨骼的重新检查表明，露西花费了大量时间在树上，并且可能死于从树上摔下。当然，地面派和爬树派都有可能是正确的：南方古猿阿法种可能大部分时间都在地面度过，但在需要时会爬树，无论是为了食物还是为了躲避同一环境中数量众多的大型掠食者。如果你在想，“嘿，我不是南方古猿，但如果狮子追我，我还是会爬树的，”我毫不怀疑。我也会。我们只是不像露西和她的同类那样高效。这里的问题在于，适应是有取舍的。为了像现代人类一样高效地长距离双腿行走，我们必须放弃使我们的祖先和早期亲属高效攀爬树木的生理特征。生命之树的攀爬 这将我们带回 DIK-1-1f，也就是今天研究的核心——幼体人科动物的足部。保存下来的踝关节与现代人类（以及成年南方古猿阿法种化石）非常相似。在活体中，它会将膝盖直接置于踝关节上方，这表明了高效的双足行走能力。

Dikika 幼体的足部（左侧）从不同角度看，并与同物种南方古猿阿法种的成年足部遗骸进行比较。人科动物的足部可以揭示个体生活中的许多细节，包括他们是花时间在树上还是在地面上。(图注：Jeremy DeSilva & Cody Prang) 然而，幼体足部中的许多其他特征与成年南方古猿阿法种以及现代人类（幼体和成年）都有所不同。例如，不同年龄段的人类以及成年南方古猿阿法种都有一个为行走设计的脚跟骨——它的形状可以吸收脚跟撞击的冲击。然而，Dikika 人科动物的足部——这是化石记录中唯一一具幼体南方古猿阿法种的足部——其脚跟骨更类似于幼年猿的脚跟骨，后者并不适应高效行走。再举一个例子：南方古猿阿法种的成年人比猿有更多的足弓，但与普通现代人相比，仍然被认为是扁平足。DK-1-1f 的足弓更弱，并且超出了幼儿人类的范围。把握局面 最令人着迷的也许是，DK-1-1f 的大脚趾活动性比任何年龄段的人类都要大得多。高效的双足行走需要丧失大脚趾的抓握能力，但尽管存在其他双足行走特征，DK-1-1f 的抓握能力强的大脚趾似乎在进化上仍然“保留着”。然而，大脚趾的活动性不如猿类或更早期的人科动物古猿人。与此同时，成年南方古猿阿法种的大脚趾活动性介于猿类和人类之间，但仍然比 DK-1-1f 更接近人类。该幼体人科动物足部的独特特征组合，促使作者们得出结论，年轻的南方古猿阿法种虽然能够双足行走，但其足部仍然保留了一定的抓握能力。然而，随着它们成熟，它们的足部变得更适合行走。虽然任何人科动物足部的化石都很罕见，但 DK-1-1f 尤为重要，因为它捕捉到了一种在其他化石中未见的独特的过渡形态。它暗示着南方古猿阿法种作为幼体能够轻松攀爬，并在成年后能够高效行走，这可能具有重要的进化优势。如果你认同树木能提供免受地面掠食者侵害的保护，那么很容易推测，在即时危险的情况下，或者仅仅是当爸爸妈妈要去地面觅食时，让小家伙爬到树上寻求安全会是一个有吸引力的选择。该论文今天发表在《科学进展》杂志上，并且是开放获取的，请随意阅读。