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脚踝在人类演化中发挥关键作用

王洁 2007年09月17日 08:12


电脑模拟的行走模式。A是现代人的走姿。B是古猿的正常走姿。C是设想古猿像猩猩一样“俯身走”。


电脑模拟的行走模式

  科学家研究发现,脚踝在人类演化史上起到至关重要的作用,脚踝的出现成为人类演化过程的里程碑,是协助人类学会跑步的“发动机”。因为脚踝的演化,300万年前人类的祖先才第一次懂得了跑步和捕猎,跑步是从猿人到现代人演化过程中极其关键的一步。在此之前的猿人,和其他灵长类物种一样,跑步和狩猎的能力受到极大地限制。也正是因为人类第一次能够畅快地跑步,他们才终于摆脱了在浆果、昆虫和动物腐肉之间艰难存活的命运,终于可以在演化上猛地超越了其他猩猩“亲戚”。

  电脑制作的“行尸走肉”

  研究人员运用电脑模拟古猿人行走方式的“行尸走肉”技术。整个程序借鉴了机器人技术、计算机科学和生物力学等其他学科的技术。操作者可以激活这个模拟人的肌肉,让它逼真地活动双腿。不过,实验中机器人总是会在跑步时摔倒。

  研究小组一开始的研究重点并不在脚踝上,他们希望了解350万年前的人类走路能力有多强。最后,他们证实早期人类并不像猩猩一样“俯身走”。他们走的几乎和现代人一样好,只是可能稍微慢一点。小组同时也考察了模型运动系统的特殊部位,包括脚踝,结果发现,350万年前的人类还不会跑步:因为当研究者把脚踝去掉之后,模型的步速一下子慢下来了。他们行走的能力受到极大的影响,他们跑步能力的弱小使得他们行走的速度比我们现在慢了一半,而所需的能量消耗则增多了一倍。脚腱依靠骨头上存在的肌肉成为能量的来源。小组也设计了不带脚腱的模型,结果却毫无作用,完全是“垃圾。横向来看,尽管大部分的哺乳动物都有脚踝,但人类所有的“近亲”,如大猩猩、黑猩猩等却都没有脚腱,而它们没有一个能够跑步。科学家进一步猜测,大猩猩这样的物种,在完全依靠树木生活之后,脚踝甚至消失了,因为脚后跟上的脚腱限制了爬树运动,使它们很难用足部抓握树木。

  脚踝何时出现?

  这发现目前还没有科学界人士对此评价,但在网上却已经引起了网友的众多反映。有人对这一发现表示惊喜,有人却半信半疑,一是认为用曾经模拟恐龙生活形态的计算机程序来模拟人类会有所偏差。

  600万年前,人类从猩猩演化而来。科学界一直认为,直立行走是区分我们祖先与猩猩不同的首要指标。正因为如此,最近提出的跑步指标成为人们关注的新观点。赛勒博士说,人类长距离跑步的能力比其他行走能力发展都晚,但也同时是所有行走能力中最重要的一点。
 


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