600万年前的猿类耳朵表明我们学会了3步直立行走

从四肢攀爬到两条腿的漫步——用后肢昂首阔步的诀窍是我们人类和同类与类人猿和早期祖先区别开来的更明显的特征之一。

不幸的是，这种转变的实物证据很少。这个过程可能发生的方式如此之多，很难确定我们的解剖结构及其机械功能是如何演变的。

一项对古代猿类内耳的新研究表明，人类两足动物的进化并不是突然的起义，而是一个由三部分组成的过程，弥合了在树上荡秋千和站在坚实的地面上之间的差距。

这一新证据来自禄丰猿的头骨，禄丰猿是一种生活在大约600万年前的猿类。

禄丰猖琉牙的一些特征表明它是现代猩猩的原始祖先，它们在树冠上爬来爬去。然而，对其头骨的其他分析表明，Lufengpithecus更接近非洲猿类，例如大猩猩和黑猩猩，它们以指关节行走而闻名。

这种介于两者之间的性使Lufengpithecus成为一种有趣的研究类人猿，因为化石记录的不完整意味着科学家无法拼凑出早期人类如何开始行走的顺序。

在他们的新研究中，中国科学院的古生物学博士生张一楠及其同事窥视了Lufengpithecus的耳朵，这似乎是一个奇怪的地方，可以寻找一种早已灭绝的生物如何移动的证据。

至少从1994年开始，科学家们就已经找到了前庭系统，作为研究早期人类和我们的亲戚如何移动的一种方式，当时荷兰解剖学家弗雷德·斯普尔（Fred Spoor）及其同事扫描了150多种现存和灭绝的灵长类动物的内耳骨。

内耳的前庭系统有三个环形的半规管，向大脑发送有关动物在空间中的位置和运动的信息。耳道充满了液体和细小的毛发，可以感知运动，有助于平衡。

“半规管的大小和形状与哺乳动物（包括猿和人类）在环境中的移动方式相关，”该研究的第一作者Zhang解释说。

禄丰疙瘚内耳的形状是通过CT扫描重建的。（倪喜军/中国科学院)

Zhang及其同事对1970年代和1980年代在中国南方出土的三块禄丰皮化石进行了数字扫描，其中内耳的骨迷宫在头骨的其他部分被压碎时被保留下来。

内耳的骨迷路由一端的三个半规管、另一端的螺旋形耳蜗和中间的中央前庭组成。

“利用现代成像技术，我们能够可视化化石头骨的内部结构，并研究半规管的解剖细节，以揭示已灭绝的哺乳动物是如何移动的，”张说。

通过将禄丰猿内耳的大小和形状与已灭绝和现存的猿类（包括人类）以及早期人类祖先（如南方古猿）的大小和形状进行比较，研究人员能够更清楚地了解早期人类祖先是如何开始行走的。

“我们的研究指出了人类两足动物的三步进化，”该研究的资深作者、纽约大学人类学家特里·哈里森（Terry Harrison）解释说。

哈里森说，在Lufengpithecus之前，最早的类人猿从一个树枝移动到另一个树枝，只用手臂悬挂，就像今天的长臂猿一样。

然后，Lufengpithecus出现了，它代表了一个中间人物，他在树上攀爬、攀爬和摆动，同时也用四肢在地上移动，在抓住树枝时用两条肢体。

分析表明，禄丰猿与猿类和人类的最后一个共同祖先的移动方式非常相似，正是从这种混合运动中，人类的两足动物最终进化而来。

这一结论与先前的研究结果非常吻合，这些研究结果也表明两足动物逐渐出现，祖先在慢慢站稳脚跟时将自己固定在树和树枝上。

“尽管人类在进化史上产生了两足动物，但我们确实来自一群非常不寻常的灵长类动物，它们发展出独特的在环境中移动的方式，”哈里森告诉《大众科学》的劳拉·拜萨斯。“所以我们是个怪人。”