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最新研究发现:早期人类行走和奔跑均非常迟缓
华翼网新闻中心 news.chinesewings.com - 科学教育校园新闻) 2007-09-15
直立行走一直被认为是从猿到人的最重特征之一,英国的科学家们近日称,最新的研究发现早期人类在行走和奔跑时速度均非常缓慢,并不是人们现在想像中的健步如飞。 (www.chinesewings.com)

  “逆向工程”电脑模型表明,如果早期人类象大猩猩一样没有跟腱,那么我们的祖先奔跑就有困难。步伐缺乏弹性会使他们的最高速度只有现代人类的一半,却需要消耗掉现代人类两倍的能量。研究还表示,人类的直立行走比其它灵长类的笨重行走更为高效。英国曼彻斯特大学的计算机灵长目动物学家比尔-塞拉斯说:“我们的研究证明,最早的人类使用的是高效的两足行走,而不是黑猩猩似的笨重行走。”在本周在英国约克大学举行的“BA科学节”上,塞拉斯公布了他的此项最新发现。

  直立行走意义重大

  尽管人类祖先最早不太可能进行高效的疾跑,但是他们能够正常行走。塞拉斯认为,现代人类的跟腱发育得非常好,跟腱的进化使得双腿可以进行充满弹性的奔跑,从而使人类的生活方式由以植物为食转化成以狩猎为生。首先,塞拉斯对行走进行了观察,他的模型表明,早在35亿年前,人类祖先就能够像现代人一现进行有效行走。不过,人类祖先的步态比现代人略微缓慢,这是因为他们的腿比现代人要略微细短。直立行走一直被认为是人类出现的标志之一,科学家们的最新研究发现,人类两条腿行走消耗的能量只有四肢着地行走的黑猩猩的四分之一,而且也省力得多。这也许解释了人类祖先为什么最终会选择两条腿的行进方式。这一发现有力地证明了人类直立行走方式的确立与能量消耗有关,而且这样所需要的食物也更少。

  塞拉斯称:“最基本的问题是,我们是如何从600万年前人类与黑猩猩的共同祖先那里进化过来的。目前我们需要了解的是,人类是在什么时候开始拥有了跟腱,这有助于揭开人类起源之谜。由于人类祖先最早与其它猿类的第一个最大区别似乎就是直立行走,因此对这个问题的解答有助于我们了解现代人类的进化历程。研究者已经为能耗在直立行走演化过程中所扮演的角色争论了几十年。但问题是过去几乎找不到有力的证据支持这一观点。科学家们利用特殊的X光CAT扫描技术对一块史前人类大腿骨化石进行扫描,在研究中发现人类祖先的大腿骨结构中一些非常明显的特征显示,其骨骼形状和结构特征上有非常明显区别。

  研究古人类化石和脚印

  除了对5只肉食恐龙的奔跑速度进行建模外,塞拉斯还使用同样的软件对一些解剖数据进行建模,这些数据取自于一个名叫“露西”的原始人类的骨骼化石以及一些在坦桑尼亚利特里地区的火山灰中发现的原始人类脚印。塞斯拉解释,通过化石骨骼“逆向工程”,他可以收集有关肌肉和腱的资料,并将其输入现实计算机模型。塞斯拉说:“这些原始人类的骨骼和脚印为我们提供了一些很好的研究线索,我们可以从中发现人类祖先是如何进化成为会走会跑的现代人。这个模型是一个虚拟的机器人,我们可以通过刺激他的肌肉,使他按真人的运动方式进行双腿运动。棘手的是怎样使他真正地行走,或者奔跑而不摔倒。”

  塞斯拉及其研究小组还运用电脑模型,研究跟腱是如何像一根大弹簧那样为人类在奔跑时储存能量。一旦将跟腱从模型中拿掉,奔跑的最高速度就会大打折扣。塞斯拉说:“我们只是刚刚开始研究人类的奔跑,我们将使用这些先进的技术直接测量人类化石祖先的奔跑能力。”
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