灭绝猿类的内耳为人类如何学会直立行走提供线索

追溯一些灵长类动物如何从四肢行走到用两条腿行走一直很困难。化石记录并不总是能清晰地呈现双足行走的进化史。如今，人类主要用两条腿直立行走，但灵长类动物也能用手臂和腿来推动身体爬树。一些灵长类动物，如类人猿通常用四肢行走，而较小的猴子则优雅地在树枝间荡来荡去。科学家们现在开始更清楚地了解人类是如何发展出双足行走能力的，他们通过研究已灭绝的灵长类动物禄丰古猿的内耳——这可能是进化的垫脚石。

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一组科学家利用三维 CT 扫描了 600 万年前的禄丰古猿头骨化石的骨质内耳，发现了一种与当今某些双足哺乳动物相似的结构。这个内耳区域可能在双足动物的进化过程中发挥了作用。这项研究发表在 1 月 29 日发表在《创新》杂志上的一项研究中。

遇见禄丰古猿

禄丰古猿生活在距今约 2300 万至 500 万年前的中新世时期的东亚。当时的陆生动物开始变得更像我们今天看到的动物，但一些早期和中间形态的动物，如禄丰古猿，仍然活着。

“它大概和黑猩猩一样大。我们对此没有太多线索，但我们可以肯定它主要以水果为食，”研究合著者、纽约大学生物人类学家特里·哈里森告诉PopSci 。“它的手臂似乎相对较长，在树上移动时会非常脆弱。它大部分时间都在树上度过。”

研究小组对 20 世纪 80 年代初在中国云南省发现的头骨进行了研究。遗憾的是，这些头骨随着时间的推移已经受损，之前的研究发现，内耳中至关重要且脆弱的半规管保存得并不完好。

“半规管位于我们大脑和外耳之间的头骨中，对于我们在移动时提供平衡感和位置感至关重要，它们是我们运动的基本组成部分，但大多数人可能都不知道，”研究合著者、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所 (IVPP) 博士生张一南在一份声明中说。“半规管的大小和形状与哺乳动物（包括猿和人类）在其环境中的运动方式相关。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，以揭示已灭绝哺乳动物的运动方式。”

重建六百万年前的内耳

为了更准确地观察禄丰古猿的内耳，研究小组需要利用化石记录的数据重建受损的半规管。研究小组利用三维扫描虚拟重建了内耳的骨管。然后，他们将扫描结果与非洲、欧洲和亚洲的现存和化石猿类和人类进行了比较。

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“我们的分析显示，早期猿类拥有与人类双足行走相同的运动技能，”研究合著者、IVPP古人类学家Ni Xijun在一份声明中表示。“看来内耳为猿类运动的进化史提供了独特的记录，为颅后骨骼的研究提供了一个宝贵的替代方法。”

通过这一比较，研究小组认为，人类双足行走的进化经历了三个阶段。猿类最初在树上行走的方式与今天的长臂猿在树间穿梭的方式相似。猿类和人类的最后共同祖先结合了攀爬、攀爬、在地面上用四肢行走以及在树上只用两肢行走的方式。正是从这种混合运动中，双足行走最终在人类中占据主导地位。有可能，一旦我们这个物种掌握了用两条腿行走的技能，随着时间的推移，与内耳相关的更多精细运动技能（如平衡）就会得到完善。

“尽管人类在进化史上形成了直立行走，但我们确实来自一群非常不寻常的灵长类动物，这些灵长类动物发展出了独特的在环境中移动的方式，”哈里森说。“所以我们是异类。”

令人难以置信的类人猿多样性

作为进化树中段的物种，禄丰古猿为科学家提供了一个了解 2000 多万年前猿类多样性起源的窗口。研究小组还认为，气候变化可能是猿类及其运动方式进化的重要环境催化剂。大约 320 万年前，北半球开始形成冰盖，气温开始下降。这些环境变化与内耳骨迷路变化的增加相对应。

未来的研究需要确定为什么在北半球冰盖不断扩大的情况下，这种行走方式的进化特别有用，以及为什么全球范围内的类人猿多样性开始减少。

“现代[现存]猿类只是我们过去拥有的令人难以置信的多样性的一小部分。如果没有化石记录，我们就不会知道这种令人难以置信的多样性，”哈里森说。“这很令人困惑，在我有生之年也无法弄清楚，但事实上，我们离真正开始理解它已经越来越近了。”