作者：環(huán)球科學(xué)

在人類這么多的特性里面，雙足行走可能是最重要的一個(gè)特征。跟自然界的很多動(dòng)物相對(duì)比，雙足行走可以讓我們的手解放出來(lái)，做很多的事情。這對(duì)于人類的演化也是非常關(guān)鍵的一點(diǎn)。它不僅改變了我們整個(gè)人的解剖結(jié)構(gòu)，而且這樣一種把手騰出來(lái)進(jìn)行覓食采集的方式，其實(shí)給了我們更多的時(shí)間和精力，去發(fā)展更多的技術(shù)?？赡芤惨虼搜葑兂隽巳祟惖奈拿?。

當(dāng)我們提到人是怎么開始雙足行走時(shí)，大家很可能在腦海中會(huì)浮現(xiàn)出一個(gè)很經(jīng)典的圖片，就是這邊是一個(gè)四足著地的猿，然后這邊是一個(gè)站起來(lái)走路的人。這是一個(gè)很有名的圖片，叫《演化的歷程》。

其實(shí)它的目的是想展示我們從猿的四肢行走到人的雙足直立行走的過(guò)程，但它會(huì)給我們一種錯(cuò)覺，讓我們覺得這個(gè)演化過(guò)程是一個(gè)線性的，我們逐漸從不那么像人，變得更像人，然后最終成為人。

但如果我們?nèi)タ匆恍┕湃祟悓W(xué)的發(fā)現(xiàn)，尤其是最近可能20年來(lái)的成果，你會(huì)發(fā)現(xiàn)事實(shí)可能不是這樣的，人類演化出如今直立行走的姿態(tài)的整個(gè)過(guò)程會(huì)比我們想的要復(fù)雜得多。

這個(gè)里面其實(shí)有一個(gè)非常經(jīng)典的案例。我們知道李·伯杰是一個(gè)非常著名的人類學(xué)家，他在非洲做了很多年的古人類學(xué)工作。大概在08年的時(shí)候，他帶著自己的孩子和自己的科研團(tuán)隊(duì)又到了南非去考察。

這個(gè)團(tuán)隊(duì)此前在南非其實(shí)已經(jīng)挖掘到了一些化石，但是在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)卻沒再發(fā)現(xiàn)任何新的證據(jù)。但是這次他9歲的孩子在這個(gè)地方跑動(dòng)的時(shí)候，突然被一個(gè)化石絆了一下，拿起來(lái)的時(shí)候他父親才發(fā)現(xiàn)它可能屬于古人類。然后他們繼續(xù)在地上尋找，突然發(fā)現(xiàn)上邊還有一顆牙齒。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)也進(jìn)一步證明了它一定屬于古人類。

所以在短短的幾秒鐘內(nèi)，他的孩子發(fā)現(xiàn)的化石可能已經(jīng)超過(guò)了他們之前在這里工作10年所獲得的化石。這可能也是一個(gè)野外工作者的宿命。

此后，李·伯杰的整個(gè)科學(xué)團(tuán)隊(duì)也在這地方進(jìn)行了很長(zhǎng)時(shí)間的挖掘工作。最終他們整理出了兩具古人類的化石，第一具古人類的化石整體體型會(huì)比較小，生長(zhǎng)板也還沒有愈合。所以科學(xué)家認(rèn)為他應(yīng)該是一個(gè)8歲的小男孩。

然后另外一具應(yīng)該是通過(guò)智齒和其他一些骨骼證據(jù)判斷，她應(yīng)該是一名成年的女性。但是這個(gè)女性有點(diǎn)慘，科學(xué)家進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)她的手臂、肩膀和她的下頜，甚至她的頭部都有鋸齒狀的斷裂——應(yīng)該是被摔斷的。所以整個(gè)證據(jù)證明，她當(dāng)時(shí)應(yīng)該是從高處跌落到了一個(gè)非常深的谷底，把自己摔死了。摔死以后可能食腐動(dòng)物進(jìn)一步破壞了她的身體，讓她只留下了一副殘缺的骨骸。

大概經(jīng)過(guò)了幾年的研究，李·伯杰根據(jù)這兩具骨骼重新定義了一個(gè)新的物種，叫做南方古猿源泉種。

為什么我們討論雙足行走的時(shí)候，要先從源泉種開始說(shuō)，因?yàn)樗且粋€(gè)以奇怪的骨骼所著稱的物種。

整個(gè)南方古猿的分布時(shí)間特別廣，從430萬(wàn)年前一直到100萬(wàn)年前都有，然后他的骨骼的發(fā)現(xiàn)的量也會(huì)比較大，但是科學(xué)家在對(duì)比的時(shí)候發(fā)現(xiàn)南方古猿的特點(diǎn)真的是千奇百怪。

比如，當(dāng)我們關(guān)注南方古猿源泉種的的距骨時(shí)，就是你的腳掌和你的小腿之間連接的一塊骨骼，會(huì)發(fā)現(xiàn)它的形態(tài)特別奇怪，跟其他的南方古猿，包括跟我們現(xiàn)在的人類都不一樣，但這個(gè)可能不能說(shuō)明什么。

因?yàn)榫喙鞘浅隽嗣膹?fù)雜，它的形態(tài)有很多變化。但同時(shí)，這具化石另外一個(gè)很奇怪的地方就是它的內(nèi)踝，對(duì)應(yīng)著我們腳內(nèi)側(cè)的腳踝的位置。它其實(shí)是脛骨末端的一個(gè)凸起，相比其他的南方古猿，包括相比人類，南方古猿源泉種的內(nèi)踝都要格外的大，它已經(jīng)大到了類似于猿類的一個(gè)程度。

我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這點(diǎn)其實(shí)挺奇怪的，比如說(shuō)南方古猿源泉種，它其實(shí)已經(jīng)是一個(gè)很接近人類的狀態(tài)了。

所以其實(shí)我們會(huì)看到，即便它已經(jīng)很接近人類的狀態(tài)，但是它在骨骼或者是它在行走的時(shí)候，一些功能性的骨骼，可能也會(huì)有不同的特點(diǎn)。

而且同時(shí)我們分析了除了脛骨和距骨之外的骨骼。通過(guò)他的膝蓋，包括他的骨盆，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，他走路時(shí)會(huì)出現(xiàn)一種對(duì)我們現(xiàn)代人來(lái)說(shuō)很病態(tài)的姿勢(shì)，如果是現(xiàn)代人出現(xiàn)這個(gè)姿勢(shì)，我們會(huì)給他有一個(gè)病名叫做過(guò)度前旋。

他可能整個(gè)腳掌心往內(nèi)走，表現(xiàn)出整個(gè)骨骼往里偏的現(xiàn)象，以這個(gè)姿態(tài)行走時(shí)，你的整個(gè)腳的外緣會(huì)先觸地，地面會(huì)給腳掌包括上面的小腿一個(gè)向內(nèi)旋轉(zhuǎn)的力。

我們可以想象一下骨骼它是硬的，然后當(dāng)它連接膝蓋的時(shí)候，同時(shí)發(fā)生了一個(gè)這樣過(guò)度的旋轉(zhuǎn)，就可能會(huì)脫臼。所以對(duì)現(xiàn)代人來(lái)說(shuō)這是一個(gè)特別痛苦的病，那么難道這些南方古猿源泉種他們就能忍受這種痛苦嗎？

其實(shí)，在演化過(guò)程中有一個(gè)配套演化的過(guò)程，南方古猿源泉種可能會(huì)有相關(guān)的骨骼結(jié)構(gòu)，讓他能夠適應(yīng)這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)。

后來(lái)我們發(fā)現(xiàn)，在他的膝蓋連接髕骨的這樣一個(gè)位置，側(cè)面有一個(gè)側(cè)板，這是我們現(xiàn)代人還有其他很多南方古猿都沒有的一個(gè)可能都沒有的一個(gè)功效，它側(cè)板格外的大，所以會(huì)保護(hù)它，讓它不那么容易脫臼。

所以我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)在現(xiàn)代人看來(lái)很不適宜的結(jié)構(gòu)，其實(shí)對(duì)源泉種來(lái)說(shuō)是一個(gè)很完整很適應(yīng)的狀態(tài)了。

生命總會(huì)找到自己的路。

而且后面科學(xué)家通過(guò)其他證據(jù)發(fā)現(xiàn)，源泉種可能是半樹生生活，他也會(huì)從樹上獲取很多食物，所以科學(xué)家會(huì)認(rèn)為這種行走方式可能有利于這樣一種半樹生的生活。

但是話又說(shuō)回來(lái)，我們說(shuō)源泉種它其實(shí)屬于一個(gè)相對(duì)比較后期的南方古猿了，他已經(jīng)離真正的人數(shù)已經(jīng)很近了，而他還是一個(gè)半樹生的狀態(tài)，而在他之前前其實(shí)已經(jīng)出現(xiàn)了很多能夠在地面上雙足行走的這樣一些古人類了。

說(shuō)到這一點(diǎn)，我們可能需要跟大家再講一個(gè)巨大的背景圖，我們可以看一下這張樹狀圖，基本就代表了人科的演化的例子，其實(shí)你可以看到這個(gè)圖的最底部可以跨越到700萬(wàn)年前，那就是我們發(fā)現(xiàn)的最古老的乍得沙赫人，然后再往上的話就是圖根猿人，然后再往上的話，就是我們比較熟悉一點(diǎn)的所謂的地猿，我們往右偏可以發(fā)現(xiàn)眾多的南方古猿化石，然后再往右偏一點(diǎn)的話，可能就會(huì)發(fā)現(xiàn)傍人，然后直接再往上走，讓時(shí)間跨越到200萬(wàn)~100萬(wàn)年前左右的時(shí)候，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一些所謂的匠人、直立人。然后再往后走，在100萬(wàn)年以內(nèi)，我們可能才會(huì)看到一些海德堡人和尼安德特人，甚至到早期智人這個(gè)樣子。在看這幅圖的時(shí)候，我們就可以大概知道人是怎么樣演化的。

然后我們會(huì)發(fā)現(xiàn)根據(jù)現(xiàn)有的證據(jù)，人類直立行走的一個(gè)開端可能出現(xiàn)在大概500萬(wàn)年前到700萬(wàn)年前的這個(gè)階段。其中南方古猿算是我們了解得相對(duì)比較充分的一個(gè)分類，因?yàn)樗旧硪彩且粋€(gè)很有名的種類，其中就包括了我們很熟悉的露西，還有湯恩幼兒。露西的話是南方古猿阿法種，湯恩幼兒的話是南方古猿非洲種。

我們剛剛聊到的南方古猿源泉種，就是南方古猿中相對(duì)比較晚期出現(xiàn)的一個(gè)種，距今100多萬(wàn)年。最早期的南方古猿，應(yīng)該是南方古人湖畔種，它可以達(dá)到430萬(wàn)年。之間跨越了300多萬(wàn)年。我們其實(shí)可以看到，科學(xué)家在研究南方古猿的時(shí)候也做了一些工作，比如說(shuō)大概是在20世紀(jì)的70年代的時(shí)候，羅賓遜對(duì)比了傍人和南方古猿。這里還需要提一下，傍人為什么會(huì)把它單獨(dú)分出來(lái)。因?yàn)榘擞幸粋€(gè)很有意思的特點(diǎn)，就是它的牙齒特別大，然后還有一點(diǎn)就是它的骨骼也比較粗壯。當(dāng)然，除了這些特點(diǎn)以外，我們可能還有一個(gè)很細(xì)節(jié)的特點(diǎn)要去研究。

因?yàn)閯偛盼覀冋f(shuō)了，雖然說(shuō)南方古猿源泉種是一個(gè)半地生，半樹生的生物，他整個(gè)狀態(tài)可能是在樹上和地面這兩個(gè)狀態(tài)間切換的。但整體上，他的走路姿勢(shì)其實(shí)已經(jīng)相對(duì)接近于人的形狀了，然后他的步幅可以抬得很高，然后以人的這種大踏步的形式往前走。

但是傍人可不是這個(gè)樣子的，通過(guò)研究他的踝關(guān)節(jié)以及他的盆骨，科學(xué)家可能認(rèn)為，他在行走的時(shí)候只能拖步前行，拖步前行就是腳沒有辦法抬得那么高，然后往前拖著自己的步伐往前走。這種走路姿勢(shì)可能是會(huì)被媽媽罵的那種走路姿勢(shì)。

如果你覺得想了解一下拖步姿勢(shì)是怎么樣，可以看一下有些拖步行走的幼兒，你甚至可以在動(dòng)物園里面去觀察猩猩。

所以你會(huì)發(fā)現(xiàn)，傍人其實(shí)又出現(xiàn)了一個(gè)看似倒退的一種狀態(tài)。傍人出現(xiàn)的時(shí)間畢竟比最早的南方古猿還是要晚一些，但從拖步行走這一點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，他們可能看起來(lái)更接近于猿。

這又再次論證，直立行走的演化過(guò)程是跟之前大家的認(rèn)知不太一樣的，雙足行走的過(guò)程不是一個(gè)線性的發(fā)展過(guò)程，當(dāng)時(shí)可能發(fā)展出了很多的行走方式。

除此以外，美國(guó)自然歷史博物館的科學(xué)家也做了一些研究。他想，在南方古猿內(nèi)部有沒有一些區(qū)別，所以他對(duì)比了南方古猿非洲種和南方古猿源泉種。當(dāng)我們?nèi)リP(guān)注兩個(gè)物種之間的腳踝和腳面時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，南方古猿源泉種的踝骨跟人很像，但是他的腳面卻更接近于猿。但是你反過(guò)來(lái)再看他們內(nèi)部的非洲種，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它的腳面跟人類很像，只是踝關(guān)節(jié)跟猩猩的很像。

所以就整體來(lái)講，你真的沒有辦法說(shuō)它是一個(gè)線性演化的過(guò)程，它在同時(shí)期其實(shí)擁有了很多不同的性狀組合。

感覺更像是我們把不同的部位的牌打亂，然后從中抽出幾張，隨意組合起來(lái)?？赡苓@個(gè)部位像猿，那個(gè)部位像人，然后這個(gè)部位又不像猿。

在此以外，科學(xué)家還研究了一些特點(diǎn)，比如對(duì)比地猿始祖種和南方古猿。這項(xiàng)研究是通過(guò)三維建模的方式來(lái)做的。你也會(huì)發(fā)現(xiàn)，同樣的規(guī)律有再次浮現(xiàn)：各種特征是以組合的方式呈現(xiàn)的，而不是一個(gè)線性演化的方式呈現(xiàn)。

而且你還會(huì)發(fā)現(xiàn)，在短短200萬(wàn)年間，我們很明確地知道已經(jīng)有5種古人類了，然后這5種古人類的行走方式都不一樣。

可以看到，在化石方面已經(jīng)有非常多的證據(jù)來(lái)證明了，這個(gè)演化不是一個(gè)線性的過(guò)程。而且在化石證據(jù)以外，還有很多其他的證據(jù)。

這個(gè)證據(jù)是什么？就是足跡或者說(shuō)其實(shí)我們說(shuō)足跡化石，我們現(xiàn)在其實(shí)就已經(jīng)在用這種足跡做一些刑偵方面的鑒定，那么這些古人類學(xué)家他們也會(huì)像偵探一樣。去觀察留下的印記，而不是化石本身。

其中有一個(gè)很有意思的地方，是坦桑尼亞的萊托利地區(qū)，當(dāng)時(shí)應(yīng)該是在上個(gè)世紀(jì)的七八十年代，古人類學(xué)家來(lái)到這里，然后發(fā)現(xiàn)了很多組不同的腳印，然后其中一組發(fā)現(xiàn)在 A地點(diǎn)，另外一組發(fā)現(xiàn)在G地點(diǎn)。當(dāng)時(shí)一下子 G地點(diǎn)的腳印就引起了轟動(dòng)，因?yàn)槿藗儼l(fā)現(xiàn)它很有可能屬于南方古猿。

然后所以人們當(dāng)時(shí)就對(duì) G地點(diǎn)的腳印展開了一番研究，A地點(diǎn)有一部分人認(rèn)為他可能是屬于熊的，因?yàn)槲覀冎佬苡械臅r(shí)候也會(huì)抬起身體，然后舉起前肢搖搖晃晃往前走，然后所以當(dāng)時(shí) A地點(diǎn)的腳印就被當(dāng)做了熊的腳印。

然后直到可能這個(gè)世紀(jì)，然后有人說(shuō)我們既然懷疑他是熊，我們?yōu)槭裁床蝗フ艺娴男軄?lái)試一試。通過(guò)現(xiàn)生的熊來(lái)模擬當(dāng)時(shí)的形態(tài)，看他是不是留下同樣的腳印。

他們就引誘幼熊，因?yàn)楫?dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)A地點(diǎn)的腳印還是比G地點(diǎn)的小一點(diǎn)，用蜂蜜勾引著他，讓幼熊抬起前肢往前走。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)其實(shí)留下的腳印很不一樣，都不用說(shuō)腳印具體的形態(tài)，然后就他走路的姿態(tài)也很不一樣，因?yàn)樾芩€是不適應(yīng)雙足行走。

對(duì)他的髖關(guān)節(jié)其實(shí)支撐不了他那么重的身體，所以他一定會(huì)搖晃。

對(duì)他會(huì)搖晃，但是我們?cè)贏地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的腳印它其實(shí)是非常穩(wěn)定的在往前走。

最后他們又對(duì)比發(fā)現(xiàn)，A地點(diǎn)的腳印形態(tài)會(huì)顯得更短更寬一些，大腳趾會(huì)更外翻一些，這些形態(tài)與G地點(diǎn)的差異，甚至都已經(jīng)超過(guò)了幼兒到成年人之間形態(tài)差異，所以說(shuō)明A地點(diǎn)的腳印也不是一個(gè)小孩子留下的，最終他們認(rèn)為A地點(diǎn)它有可能是一種其他的古人類留下的。

所以跟G地點(diǎn)相比的話，A地點(diǎn)是一種另外的古人類，那么在同一個(gè)時(shí)期內(nèi)應(yīng)該就是有很多不同的古人類在同一片地方生活。

萊托利地區(qū)這個(gè)地方特別神奇的一點(diǎn)是他們腳印是怎么留下來(lái)的呢？

是當(dāng)時(shí)先可能發(fā)生一些火山噴發(fā)，火山灰覆蓋在這里，然后下了一場(chǎng)雨，就把火山灰打得像泥地一樣，我們都知道從下雨之后，可能幾天時(shí)間它就會(huì)凝固，你就沒有辦法留下腳印了。

而A地點(diǎn)和G地點(diǎn)之間相差了只有2000米，也就是我們可以想象當(dāng)時(shí)兩種不同的古人類，他們?cè)谙嗑?000米的地方，在短短幾天內(nèi)擦肩而過(guò)。

如果在這么一個(gè)小地方，我們都可以看到這么多種具有不同行動(dòng)方式的人在生活的話，我們可以想象在整個(gè)地球上，然后古人類的行走方式會(huì)有多么多姿多彩。

所以我們可以再一次的強(qiáng)調(diào)，在同一個(gè)時(shí)空下也有很多不同的古人類以不同的行走方式在地面上行走，可能在這么多的行走方式里面最終留下來(lái)的成為了我們智人選擇的那一種。

實(shí)我們?cè)僖淮位仡檮偛帕牡降乃袩o(wú)論是從傍人，然后南方古猿，然后再到地猿，然后再到我們熟悉的一些其他的物種，我們都可以發(fā)現(xiàn)在短時(shí)期內(nèi)然后古人類演化出來(lái)非常不同的行走方式。

那么在這個(gè)學(xué)科上，大家把這種短時(shí)期內(nèi)發(fā)展出了很多這種不同形態(tài)的方式，叫做輻射演化。

其實(shí)很多生物演化事件中都會(huì)出現(xiàn)這樣的生物演化。生物可能以不同的方式去嘗試適應(yīng)不同的生態(tài)位，然后它演化出了很多的不同的形態(tài)和特點(diǎn)。

我們不由得再一次強(qiáng)調(diào)：雖然演化歷程的那張圖很直觀地告訴了大家猿類從古代的形狀發(fā)展到現(xiàn)在的形狀，是一個(gè)線性的過(guò)程，但實(shí)際的過(guò)程可能并不是這個(gè)樣子的。

可能我們的祖先包括我們祖先的親屬們，嘗試了多種多樣的行動(dòng)方式。最后不管出于怎樣的原因，智人的這種行走方式在經(jīng)歷了多年的篩選后留了下來(lái)，也幫助我們成為了現(xiàn)在這樣占盡優(yōu)勢(shì)的物種。

本文為科普中國(guó)·星空計(jì)劃扶持作品

團(tuán)隊(duì)/作者名稱：環(huán)球科學(xué)

審核：惠家明

出品：中國(guó)科協(xié)科普部

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