为什么人类用两条腿走路?

由:雅各布·西尔弗曼

一项研究研究了被教走路的黑猩猩 两条腿表明人类开始用两条腿走路 双腿更节能。查看更多 猴子的图片
摄影师:诺玛玉米|机构:Dreamstime.com

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?

猴子图像廊

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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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为什么人类用两条腿走路:其他理论

娜塔莎是以色列一家动物园的猕猴,在差点死于一场疾病后,她开始完全用两条腿走路。"width=
娜塔莎是以色列动物园的一只猕猴, 开始只用两条路走路 差点死于一场疾病。

科学家称,从古代开始,两条腿走路是人类发展的关键之一式的祖先。用两条腿走路可以节省能量,还可以让手臂用于狩猎、制作简单工具和与物体互动等活动。查尔斯·达尔文很久以前就提出,拥有自由使用工具的四肢是高级智能的一个关键因素[来源:国家地理].

黑猩猩跑步机研究是第一个研究成年黑猩猩直立行走的研究,在此之前,科学家们就人类直立行走的原因进行了各种各样的争论。这些解释中有许多都以这样或那样的方式引用了能量守恒的概念。

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有一种理论认为,用两条腿走路可以解放手臂,从而可以用来收集东西食物给家庭单位带来。如果一个灵长类动物用四肢行走,他就不能把很多食物带回家,除非他开始多次狩猎或觅食。如果雄鸟能直立行走,并能带着足够的食物回到配偶身边,那么养活一个家庭所需的能量就会减少。然后雌性就可以和幼崽呆在一起,照顾它们,确保它们的健康,保护它们不受捕食者的伤害。

第二种理论提出,原始人在水中行走时开始直立行走。今天的黑猩猩就是这样做的,用后腿站起来涉水过池塘或小溪。

还有一种理论认为,我们的远古祖先用后腿站立是为了给自己降温。通过直立站立,他们的身体暴露较少太阳

栖息地和生态条件的变化会对动物行为产生巨大影响,有时会迫使物种适应、逃离或死亡。一些研究人员认为,几百万年前,气候变暖,森林栖息地减少,这意味着我们的祖先必须经历更长的旅程来寻找食物。用两条腿走路使这些旅程不那么费力。一个相关的可能性是,气候变化迫使灵长类动物成为主要的地面居民,而不是生活在树上和森林的冠层。地面上的食物来源变得更加丰富,灵长类动物用两条腿走路就有了优势。

最后一种理论认为,我们的祖先从来没有离开树木去学习用两条腿走路。相反,他们在地面上学习。猩猩提供了一个现代的类比,因为它们经常用两条腿站在树枝上,用前肢抓住其他树枝以保持平衡。

跑步机的研究可能为解释为什么人类进化到直立行走提供了最好的例子。但是2004年的一个有趣的故事表明,即使是最有经验的研究人员,大自然也不断地让他们感到惊讶和困惑。那一年,一只名叫娜塔莎的5岁大的黑猕猴,生活在以色列的一个动物园里,差点死于严重的霍乱急性肠胃炎.在恢复健康后,娜塔莎莫名其妙地开始一直直立行走——而且姿势非常好。虽然猴子经常在短时间内直立行走,但它们从来没有像人类那样一直挺直腰板。与娜塔莎生活在一起的另外三只猴子也患有肠胃流感,但它们都没有表现出她患病后的行为。治疗她的兽医是这么说的大脑损伤可能是原因,但他以前从未听说过猴子只能直立行走。

关于猴子,猿,人类的更多信息进化以及相关的主题,请查看下一页的链接。

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来源

  • “跑步机上的黑猩猩提供了进化的见解。”路透。CNN.com。2007年7月17日。http://www.cnn.com/2007/TECH/science/07/17/chimps.on.treadmills.reut/
  • “考古学入门:词汇。”美国考古学会。http://www.archaeological.org/webinfo.php?page=10299#h
  • 康纳,史蒂夫。“我们为什么用两条腿走路的真相是:这样可以节省能量。”独立。2007年7月17日。http://news.independent.co.uk/sci_tech/article2776141.ece
  • 骑士,梅雷迪思。“走得高:为什么人类从四条腿转变为两条腿?”《科学美国人》。2007年7月17日。http://www.sciam.com/article.cfm?articleID=D4EDD3B5-E7F2-99DF-3780F5F065506592&chanID=sa007
  • Mayell,希拉里。“研究表明,化石将直立行走推回了200万年。”国家地理新闻。2004年9月2日。http://news.nationalgeographic.com/news/2004/09/0902_040902_upright_hominid.html
  • 施密德,伦道夫。“为什么我们用两条腿走路:这样更容易。”美联社。探索新闻。2007年7月17日。http://dsc.discovery.com/news/2007/07/17/walking_arc.html?category=archaeology
  • 索科尔,迈克尔D,瑞奇伦,大卫a和庞泽,赫尔曼。黑猩猩移动力能学和人类两足行走的起源美国国家科学院院刊。2007年7月16日。http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/0703267104v1?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=&fulltext=walking+upright&searchid=1&FIRSTINDEX=0&resourcetype=HWCIT
  • Waldman,丹。“猴子靠两条腿走路来模仿人类。”美联社。MSNBC.com。2004年7月21日。http://www.msnbc.msn.com/id/5479501/

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