在演化过程中,为什么人类会逐步形成直立行走的方式?

人类学家在研究人类的起源时,有一个问题无论如何也绕不开,那就是:人类为什么会直立行走。

我们知道,人类和其他物种最主要的区别是:直立行走的方式,这种方式很有可能是人类之所以演化成人的重要因素,如果早期的猿人没有演化出直立行走的方式,那么很有可能演化不出像你我这样的人类。

今天,我就来给你分析具体原因。

人类出现的原因

通过DNA分子钟测序,科学家发现,最早的人类起源于非洲。现有的化石证据也支持了这个结论,比如:最早的南方古猿以及地猿的化石,均出土于非洲。我们中国虽然也出土了北京人等古人类化石,但这些化石出现的时间,远远要晚于南方古猿的化石,所以在中国以及其他地区的直立人化石,很有可能是非洲直立人迁移至世界各地后,定居在当地的直立人种。

由于各个证据都指向了非洲才是智人的诞生地,因此,科学家们重点研究了非洲的环境。

研究结果显示,大概在1500万年前,当时的非洲大陆森林遍布,生活着许多种类的猿和猴,人类早期的祖先也是其中一员。

但在之后几百年里,非洲大陆东部的地壳,从红海沿着今天的埃塞俄比亚、肯尼亚等地开裂到了莫桑比克。

地壳运动使得非洲东部地区海拔提高,形成了海拔2700米左右的高原。

东非高原的形成打破了气流变化,让非洲东部一带形成了干旱少雨地带,森林开始退化,取而代之的是稀疏森林以及灌木丛,此时大片的草原还未形成。

大概在1200万年前,随着地壳进一步运动,在非洲东部形成了一条由北到南的大裂谷,今天我们把它称之为东非大裂谷。

东非大裂谷的形成,造成了东西两个地区的物种,无法横跨峡谷进行生殖交流,因此大峡谷两侧的物种,朝着不同方向去演化。

生活在非洲西部地区的猿类,因为非洲西部地区仍然保持着大片森林,所以这个地区的猿类保留了爬树的技能;而非洲东部地区,由于干旱少雨,树林植被减少,取而代之的是大片的草原,因此有一部分猿类不得不下地生活。

根据推测,人类早期的祖先正是生活在东部地区,不得不下地生活的猿类之一。

目前,关于人类为什么会直立行走,有两个主要的假说,一个认为直立行走是有效的行走方式,另一个则认为直立行走可以解放上肢,关于这两个假说,我们一一来分析一下。

直立行走可以解放上肢

提出这个假说的是欧文.洛夫乔伊,他在1981年学术期刊《科学》中提到,两足行走的方式效率不高,这样的行走方式必然是为了解放上肢,搬运东西。

他观察到猿类繁衍速度非常慢,大概4年才会产下1子,但如果雄性猿类可以提供食物给雌性,那么雌性可以提高生殖速度。

但很快,这个假说也被否定了,根据生物学家观察,只有一夫一妻制的雄性,才会提供食物给雌性,一夫多妻制的雄性则会在完成交配后离开。

而一夫一妻制的物种,在体型上不会存在性二态性,这里多说一句,性二态性是指物种之间雌雄之间的体型之间,存在差异。比如:公狮比母狮体型较大,公孔雀比母孔雀更漂亮。

人类其实也存在微弱的性二态性,男性要比女性体型更壮、更高,根据这个特征,可以证明人类早期确实存在一夫多妻制现象。

在一夫多妻制物种间,雄性不会提供食物给雌性,因此这个假说被人类学家否定了。

但是,著名的古人类研究学家玛丽利基认为,直立行走不一定是提供食物,还有可能是怀抱婴儿。

我们知道,远古时期猿人并不是定居,而是随着食物迁徙。在迁徙时,猿人要携带还没有任何生存能力的婴儿,所以不得不采取直立行走,这样可以解放上肢,怀抱婴儿。

不过,这个假说也存在疑问:怀抱婴儿应该是雌性猿人,可为什么雄性猿人出现直立行走和雌性在同一时期。

直立行走是有效的行走方式

通过上文,你了解到了当时非洲东部环境发生了变化,当地森林资源变得稀少,取而代之的是大片的草原。

这种变化使得当时猿人的食物减少,早期猿人不得不走更远的地方去寻找食物。

最初许多生物学家并不认同这种假说,因为直立行走方式的速度,比四肢行走的速度慢多了。在东非大草原上跑得比人类快的动物非常多。

但后来,人类改变了比较的维度,研究了直立行走方式和四肢行走方式所消耗能量,尤其是人类和黑猩猩所消耗能量的对比。

结果显示,直立行走所消耗的能量,只有四肢行走所消耗能量的25%,也就是说直立行走所消耗的能量更低,同等的能量下,直立行走可以行走更远的地方去寻找食物。这种方式在自然选择面前更具竞争力,因此被保留了下来。

但这种假说也有缺点,那就是既然直立行走所消耗的能量更低,为什么其他动物没有演化出这种行走方式呢?

其实目前科学家还没有办法给出一个很好的答案。不过,人类演化的方向并不是固定的,如果人类重新演化一次,那么人类很有可能演化出与今天完全不同的生存方式。正是人类演化过程中一个个的巧合,才演化成了今天的人类。所以,人类之所以直立行走,可能并不是由一个因素决定,而是多种因素共同作用的结果。