灵巧性与攀爬能力:远古人类亲属如何运用他们的手

科学家们发现了新的证据,揭示了南非人类化石亲属使用手部的方式。研究人员通过分析指骨形态结构的变异,确定南非古人种不仅具有不同程度的灵活性,还表现出不同的攀爬能力。

要点说明

  • 手部使用差异:两种古人类近亲——南方古猿源泉种(Australopithecus sediba)纳莱迪人(Homo naledi)——具有不同的指骨形态特征,表明它们在工具使用和攀爬时采用了不同的抓握方式
  • 指骨内部结构:源泉种兼具类猿与类人特征,而纳莱迪人呈现独特的骨厚度分布模式,揭示了不同的受力模式和潜在抓握类型
  • 人类演化意义:古人类近亲通过多样化方式适应环境,在工具使用、食物处理和移动能力间取得平衡,挑战了从直立行走到高级工具使用的单一线性演化传统观点

这项新研究聚焦于南非发现的两具近乎完整的手部化石骨架。其一是2010年在马拉帕遗址首次发现、年代测定约200万年前的源泉种手骨;另一具则来自2015年在"崛起之星"洞穴系统深处发现、年代约25万年前、更晚近但更神秘的纳莱迪人化石。

虽然尚未发现这两种古人类与石器工具的直接关联证据,但其手部和腕部形态的多个特征表明,它们的手部灵活性更接近人类,而非现生黑猩猩或大猩猩。"鉴于南非至少220万年前就存在石器工具(东非最早可追溯至330万年前),且许多灵长类都是出色的石器使用者,源泉种纳莱迪人具备灵巧的工具使用能力并不意外。然而,它们具体如何使用工具以及操作方式是否相似仍不明确",资深作者特蕾西·基维尔指出。

此外,这两种古人类的其他骨骼化石(尤其是上肢骨骼)均保留类猿特征,这有利于攀爬活动。这些特征是反映实际攀爬行为,还是源于攀爬祖先的进化遗留特征,始终是古人类学界的长期争论焦点。

化石手骨揭示古人类行为模式

为探究这些问题,赛达团队通过分析源泉种纳莱迪人指骨内部结构(即皮质骨)的变异特征。骨骼作为活体组织能根据生命周期中的使用负荷调整结构:高负荷区域增厚,低负荷区域变薄。因此皮质厚度的内部变异可揭示这两种古人类化石生前的实际手部使用方式。

 

"我们发现源泉种纳莱迪人在指骨皮质结构上呈现不同的功能信号",研究第一作者萨玛尔·赛达阐述道。在源泉种中,多数手指近节与中节指骨的皮质分布类似猿类,但其拇指和小指更接近人类特征。赛达总结:"这两个指骨更可能反映操作行为的潜在信号,因其在攀爬或悬挂移动中较少使用或承受较小负荷。结合源泉种显著修长的人类式拇指特征,表明其手部兼具工具使用、精细操作及攀爬功能。"

纳莱迪人展现独特抓握模式

相比之下,纳莱迪人的近节指骨(与掌骨连接的指骨)呈现类人信号,而中节指骨(手指中部骨骼)却显示类猿信号,这种分化模式极为特殊。"这种独特分布超出预期,表明纳莱迪人可能以不同方式对手指各区域施加负荷",赛达解释道。此类受力模式仅见于现代特定抓握类型(如攀岩者常用的卷握式),即主要依靠指尖接触物体表面。同时纳莱迪人指骨曲度异常显著(尤其在与智人共存的古人类中),这进一步佐证其手部用于移动。

虽然纳莱迪人是否采用卷握式抓握或攀岩仍需验证,但研究证实:在非洲古环境中,人类演化过程存在多种整合路径——在提升工具使用与食物处理的精细操作能力时,仍持续通过手部适应树木或岩壁的攀爬需求。"这项工作再次证明:人类演化并非从直立行走到强化工具使用的单一线性过渡,而是通过不同'适应性实验'平衡环境中的操作需求与移动能力",基维尔总结道。