证据表明,类人物种直立行走。
对 Sahelanthropus 可能如何移动的艺术解释。 双足行走在已知最早的人类物种中很常见,不仅在地面上,而且在树上。 它与树环境中的其他类型的运动共存,包括使用牢固的手握的四足(四足)运动,与使用指骨后部支撑的大猩猩和黑猩猩(“指关节行走”)明显不同。 (图片来源:© Sabine Riffaut、Guillaume Daver、Franck Guy / Palevoprim / CNRS – Université de Poitiers)
一项新的研究发现,已知最古老的类人物种可能早在 700 万年前就用两条腿行走,这一发现揭示了人类与猿类亲属的区别。
研究人员分析了来自 Sahelanthropus tchadensis 的大腿骨(股骨)和一对前臂骨(尺骨),这可能是已知的最古老的人类——根据史密森尼国家博物馆的说法,人类的亲属可以追溯到我们的祖先与现代猿类分离之后 – 自然历史博物馆。 2001年首次在非洲中北部乍得出土,遗骸距今约700万年。
对股骨和尺骨的检查表明,S. tchadensis 不仅用两只脚走路,而且还会爬树,这增加了这种神秘物种是双足动物的证据,正如早期对其颅骨解剖结构的分析所表明的那样。
这些手臂和腿骨的 3D 模型。 从左到右:股骨; 左右尺骨。 这些遗骸是 2001 年由法国-乍得古人类学使命 (MPFT) 发现的。 (图片来源:© Franck Guy / PALEVOPRIM / CNRS – 普瓦捷大学)
许多特征使人类有别于黑猩猩和倭黑猩猩,我们最亲近的亲戚,例如我们的大大脑、直立的姿势、可对立的拇指和基本上无毛的身体。然而,仍然不确定这些特征中的哪一个开始将黑猩猩和倭黑猩猩的血统与人类的血统分开,先前的研究表明这种分离开始发生在 600 万至 1000 万年前。
科学家发现的 S. tchadensis 的部分头骨显示,该物种的大小和结构可能接近黑猩猩。研究人员说,虽然它的大脑看起来也和黑猩猩一样大,但它的脸和牙齿更接近人类,这表明它可能是人类和黑猩猩最后一个共同祖先的近亲。
从头骨的厚而突出的眉脊来看,研究人员昵称为“Toumaï”的标本可能是男性。 (在当地的戈兰语中,“Toumaï”的意思是“生命的希望”。这个名字经常用于在乍得北部广阔、平坦、多风的 Djurab 沙漠中接近旱季出生的婴儿,化石就是在该沙漠出土的。)
乍得的 Djurab 沙漠,研究人员在那里挖掘了萨赫勒人的化石遗骸。 (图片来源:© MPFT / Palevoprim / CNRS – Université de Poitiers)
Toumaï 与其他古人类共同拥有的最有趣的特征可能是颅底开口的解剖结构,该开口位于脊髓出现的地方。在四足动物中,这个开口通常位于头骨后部,并且朝向后方。然而,在 S. tchadensis 中,这个开口位于颅骨中部附近,并且朝下。这表明 S. tchadensis 是双足动物,这意味着它是用两条腿走路的,哈佛大学的人类进化生物学家 Daniel Lieberman 在《自然》杂志上发表的一篇评论中写道。
Toumaï 支持这样一种观点,即双足行走可能有助于将最早的人类与他们的亲属区分开来。然而,直到现在,除了这个头骨之外,研究人员仅从一些颌骨碎片和一些牙齿中知道了 S. tchadensis。 Lieberman 指出,由于身体其他部位没有更多骨骼,一些研究人员保留了对 S. tchadensis 是否是两足动物的判断。
古代腿和臂骨
在这项新研究中,研究人员分析了另外三块与 S. tchadensis 相关的化石——股骨和两块尺骨。 科学家们最初在与其他 S. tchadensis 化石同时和地点发现了这些手臂和腿骨。 该团队将这些遗骸与 S. tchadensis 联系起来,因为在该地区没有发现其他大型灵长类动物,尽管他们说不可能知道这些化石是否属于 Toumaï。
研究人员分析了骨骼的外部形状及其内部微观结构。接下来,他们将这些数据与来自现存物种和化石物种的相应细节进行了比较,包括黑猩猩、大猩猩、猩猩、同一时代已灭绝的类人猿、现代人类、古代人类以及古人类,如 Orrorin、地猿和南方古猿(南方古猿和近亲)。
股骨颈部的基部似乎略微朝向身体前部并变平,大腿骨的上部也略微变平——所有这些特征以前在已知的双足人类中都见过。此外,臀部肌肉附着的部位很结实,很像人类。大腿骨的横截面形状表明它可以抵抗两条腿走路时所见的那种侧向弯曲力。
股骨中的所有这些发现表明 S. tchadensis 通常是双足的,可能在地面上,或者也可能在森林树冠中。
为解释 Sahelanthropus tchadensis 的运动而进行的分析示例。 在这里,我们看到了(从左到右)萨赫勒人、人类、黑猩猩和大猩猩股骨的 3D 皮质厚度变化图。 该分析使科学家能够了解股骨上机械约束的变化,并根据运动类型解释这些约束。 (图片来源:© Franck Guy / PALEVOPRIM / CNRS – 普瓦捷大学)
“我们的研究表明,乍得物种具有一组选定的解剖特征,这些特征清楚地表明我们已知最古老的代表在地面和树上进行双足行走,”该研究的合著者、普瓦捷大学的古人类学家弗兰克·盖伊 (Franck Guy)在法国,告诉。
相比之下,左右前臂的骨头像黑猩猩,很适合爬树;他们拥有高度弯曲的轴,表明存在强大的前臂肌肉,肘关节的形状暗示他们可以在弯曲时应对高强度的力量。
股骨没有保留两端的关节,因此“需要证明双足行走的关键特征缺失,”利伯曼在一封电子邮件中说。 “但他们在可用的东西上做得很好。”
总而言之,“关键的发现是最早的古人类是某种双足动物,这进一步证明了双足动物的进化是使人类谱系与猿类分开的原因,”利伯曼在电子邮件中说。 “但是,就像我们最亲近的黑猩猩亲属一样,早期的人类仍然保留了爬树的能力。”
科学家们周三(8 月 24 日)在《自然》杂志上详细介绍了他们的发现。