禄丰古猿头骨揭示人类双足行走的演化过程

中国古猿头骨揭示人类双足行走的演化过程

（化石网cnfossil.com）据科技日报（记者 赵卫华）：几个世纪以来，科学家们一直在探索一个关键问题：人类的直立行走是如何演化而来的？

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所倪喜军、李强研究团队联合纽约大学和云南省文物考古研究所的研究人员通过对一块700万-800万年前禄丰古猿的骨骼内耳的分析，发现禄丰古猿的运动方式与人猿分异时的祖先非常相似，人类直立行走或许起源于禄丰古猿型的运动方式。相关研究成果在线发表于期刊《创新》。

多数关于猿类运动演化的研究都集中在头后骨骼的证据上。然而，现存猿类多样化的运动方式以及化石记录的不完整性，阻碍了我们对人类双足行走起源的研究。同时，头后骨骼会在猿类个体的生活时期内发生形态变化，不一定能代表祖先的状态。

为了解决这一问题，研究团队转而研究演化较为保守的内耳。论文第一作者、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所博士生张一南解释说：“半规管是内耳中负责感受平衡的器官，位于我们的颅骨内部。其形态与猿类和人类的运动方式相关。利用现代成像技术，我们可以通过猿类化石的半规管形态来推断已灭绝的猿类是如何运动的。”

禄丰古猿生活在距今1250万至620万年前的晚中新世，其化石在云南的多个地方被发现。这些化石为我们理解人猿演化关系提供了宝贵的线索。然而，由于长期的地质作用，许多头骨化石已经被挤压变形，导致以前的研究人员认为脆弱的半规管没能保存。

“我们使用最先进的3D多尺度多模态成像系统扫描头骨时，惊讶地发现了内耳及其骨骼半规管。我们虚拟重建了精确的半规管结构并与其他现生和化石猿类以及现代人进行比较。分析表明，早期的猿类具有一种与人类双足行走相关的运动方式。同时发现，内耳结构是除头后骨骼外推断运动方式的新证据。”论文通讯作者倪喜军教授解释说。

研究团队使用进化树来分析和比较半规管的形态，确定了猿类运动演化的几个关键节点。倪喜军表示，该研究提出了人类双足行走的三阶段演化过程。首先，最早的猿类具有长臂猿式的运动方式。其次，猿类和人类的中新世祖先演化出与禄丰古猿相似的运动，结合了攀爬和跳跃、前肢悬挂、双足行走和四足行走。最终，这种禄丰古猿型的运动方式演化成为人类的双足行走。这一发现为理解人猿演化关系提供了新证据。

（化石网cnfossil.com）据澎湃新闻：几个世纪以来，人们一直好奇：人类的双足行走是如何演化的？尤其是，人类的直立行走起源于何时？

根据化石内耳半规管的研究，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所倪喜军、李强研究团队联合纽约大学和云南省文物考古研究所的研究人员提出，人类直立行走或许起源于禄丰古猿型的运动方式。近日，相关论文在线发表于国际学术期刊《创新》（The Innovation）。

距今1250万至620万年前的晚中新世，禄丰古猿生活在青藏高原东南边缘地区。其化石在云南的开远、元谋、禄丰、昭通和保山等地都曾被发现过。

2月6日，前述论文第一作者张逸男博士告诉澎湃科技，目前包括灵长类、啮齿类和一些爬行动物的研究都表明，半规管的形态和尺寸，与动物的运动方式具有较强的相关性。研究团队采集的现生猿类的数据也显示，不同运动方式的猿类具有不同的半规管形态。而具有相似运动方式的黑猩猩和大猩猩则具有相似的半规管形态。

判别分析与猿类运动方式演化历史。研究团队总结出猿类运动方式演化的三段式模式。从禄丰古猿型的运动方式，以南方古猿为代表的早期人类向双足行走的运动方式演化。

1975年至1983年，中国科学院古脊椎所和云南考古所在禄丰县的石灰坝村附近联合发掘出多个禄丰古猿头骨化石，成为研究人猿演化关系的重要依据，引发国际学术界广泛关注。然而，之前的研究人员认为脆弱的半规管没有被保存下来。

研究团队利用中国科学院脊椎动物演化与人类起源重点实验室的多尺度多模态综合成像平台，对四十多年前发现的禄丰古猿头骨进行了深入研究，重新发现了被挤压入颅腔的业已破碎变形的岩骨，并通过团体自主开发的图像处理流程，重建了岩骨中的包括半规管的内耳迷路的精细结构。

研究团队总结出猿类运动方式演化的三段式模式。早期猿类干群在树上移动的方式与今天亚洲长臂猿移动的方式相似；之后，猿类和人类的最后共同祖先，在运动方式上，与禄丰猿相似；最后，从禄丰古猿型的运动方式，以南方古猿为代表的早期人类向双足行走的运动方式演化。

禄丰古猿的生态以及内耳复原图（右图）。包括灵长类、啮齿类和一些爬行动物的研究都表明，半规管的形态和尺寸，与动物的运动方式具有较强的相关性。

研究人员推断，禄丰古猿型的运动方式或许是兼具了悬摆、四足攀爬和直立行走的综合的运动方式，是较为原始的过渡形式。

为了进一步探究猿类运动方式分化的原因，研究团队计算了半规管形态的演化速率，并将其与新生代海表温度拟合。结果表明，演化速率与温度呈负相关关系，并且在320万年左右突然加速。该时期恰好是北极冰盖扩张的时期，全球温度下降。研究团队认为，全球气温的降低可能促进了人类和猿类运动方式的演化，并导致二者不同运动方式的特化。由于受到青藏高原隆升的影响，今天的云贵一带，在中新世时长时间保持着森林环境，为禄丰古猿创造了避难所式的生存环境，使其免于欧洲森林古猿式的灭顶之灾。较小的选择压力导致了禄丰古猿运动方式演化的迟滞，从而保留了大型猿类和人类支系的很多祖先状态的特征。