多年来,科学家和纸上谈河的哲学家一直在思考人类最伟大的问题之一进化问题:为什么人类用两条腿走路?我们有四肢,我们的猿朋友们似乎能很好地相处(通过做所谓的knucklewalking),那么是什么让用两条腿走路更好呢?或者,如果不是更好,我们为什么要这样做?
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科学家们知道,直立行走是人类早期发展的最早特征之一原始人——已经从类人猿分化出来的早期人类祖先。各种各样的理论试图解释其中的原因,但有些理论似乎相互矛盾。2007年7月发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究试图给出一个明确的答案。它声称人类两足行走归结为一件事:能量。
这项研究由来自亚利桑那大学、加州大学戴维斯分校和圣路易斯华盛顿大学的三位研究人员进行,研究了4个成年人和5个成年黑猩猩在直立行走方面的差异。使用黑猩猩是因为它们是与人类最近的现代亲戚。(400万到700万年前,人类和黑猩猩从一个共同的祖先中分离出来。然后他们各自独立发展。)
研究人员教这五只成年黑猩猩在跑步机上行走。他们用后腿直立行走,用四肢指节行走。黑猩猩戴着面具,可以记录它们摄入了多少氧气他们使用。研究人员还测量了跑步机上施加的压力。这揭示了肌肉动物们正在使用。对四个成年人也进行了同样的测量。
行走测试表明,黑猩猩作为一个群体,四肢行走和双腿行走平均消耗相同的能量。作为一个群体,人类直立行走所消耗的能量比黑猩猩四脚行走所消耗的能量少75%。从本质上讲,直立行走似乎是有益的,因为它节省了能量。
但似乎更有趣的是,黑猩猩消耗的能量在它们之间有所不同。一只黑猩猩用两条腿比用四只脚消耗的能量要少。另一组在两种走路姿势下消耗的能量相同,另外三组在两条腿走路时消耗的能量更多。这些差异可以追溯到黑猩猩走路的方式和身体结构的差异。一位科学家对这种变化表示兴奋,说它反映了进化的一个重要部分[来源:探索新闻].
分析录像带对行走的黑猩猩的研究表明,黑猩猩直立行走时通常使用较大的臀部肌肉,并且步子短。人类倾向于使用更小的肌肉,比如小腿的肌肉,并且走更远的步。这将提高能源效率。并非巧合的是,直立行走的黑猩猩比同类消耗的能量更少。
实验结果说明了能量消耗是如何促进人类进化的。早期人类适应了直立行走消耗较少的能量,这在化石记录中有所体现。化石表明,一些古人类进化出了更长的腿,不同的臀部结构或更粗的腿骨,与现代人类一致。这些适应使直立行走更容易,并减少了直立行走所需的能量。
在下一页中,我们将探讨关于人类直立行走的其他理论,以及人类和灵长类动物之间的更多联系。
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