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我们的祖先为何直立行走?研究显示这样更节省能量

时间:2007-07-20 06:56 来源:未知 作者:环球科学编译 方法
对人类和黑猩猩的一项研究,证明我们的祖先之所以发展为直立行走,不过是源于一个非常简单的原因:这样做可以节省能量。
  

    对人类和黑猩猩的一项研究,提供了新的证据,证明我们的祖先之所以发展为直立行走,不过是源于一个非常简单的原因:这样做可以节省能量。

 

    研究人员在跑步机上做的实验显示,人类用两条腿行走所消耗的能量,是黑猩猩四脚着地的跖行(knuckle walk,大猩猩、黑猩猩等行走时前肢跖骨着地)所用能量的25%。研究人员希望,未来发现的化石,能够从解剖学意义上提供精确证据,显示出我们的祖先是如何实现向两足行走的转变的。

 

    关于人类的两足直立行走,有许多种解释。其中一些,似乎比其他的更有依据:

 

    一些专家认为,直立行走帮助我们的祖先更容易地行走在在森林冠层。另一些专家则认为,这种行走方式是为了在携带幼仔的同时,更有效地寻找食物。

 

    但几十年来,一些科学家认为,我们发展为直立行走,是因为这可以在食物缺乏的时候,帮助我们的祖先在恶劣的自然环境下保存宝贵的卡路里。“关键是,能量消耗和解剖学证据之间是如何联系的,这是缺失的一环。”美国华盛顿大学的Herman Pontzer表示。

 

   

    他和他的同事,试图用生物力学的方式分析人类和黑猩猩,由此来提供这个谜团中缺失的这一环。在研究中,经过训练之后,所有的黑猩猩都学会了两足行走。“黑猩猩可以两足行走,它们只是选择了‘不’,” Herman表示。

   

    他接着补充说:“黑猩猩不是选择更有效率,而是选择变得更安全。”也就是说,用四肢行走,可以帮助它们在树枝上更稳定。“放弃果树,意味着你选择了死亡。”

 

 

    在试验中,戴着面具的自愿者,和黑猩猩一道在跑步机上行走,以便研究人员分别计算,基于耗氧量,他们消耗了多少卡路里。

 

    研究人员还利用无毒的涂料和反光的标示牌,分别对两组受试对象的腿关节进行标示。这使得当他们在跑步机上行走,展示自己的步态时,有一台机器可以跟踪受试对象的关节。一个复杂的运算法则,还能显示出,每迈出一步时,关节肌肉的受力情况。

 

    试验结果显示,当一个体重为50公斤的人用大约13卡的能量走1公里(超出身体持续休息时所需的能量),一个体积相近的黑猩猩用两足走完同样的距离,消耗了大约50卡。而黑猩猩用四肢行走时,耗费的能量要少一些――走完同样的距离,耗费46卡。

 

  Herman表示,黑猩猩在两足行走时消耗更多的能量,是因为它们蜷缩着行走。事实是,人类拥有更长的腿,我们的腿后肌进一步支撑骨盆。或许是由于这些原因,我们能够舒适地用两条腿直立行走,减少支撑我们关节所需的肌肉能量。

 

     Herman相信,未来的化石发现,将告诉我们到底能量效率是不是关键的有力因素,如果是的话,又是哪些解剖学上的具体变化,允许早期人类能够直立行走,来保存卡路里?(方法)

 

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