作者：環球科學

在人類這么多的特性里面，雙足行走可能是最重要的一個特征。跟自然界的很多動物相對比，雙足行走可以讓我們的手解放出來，做很多的事情。這對于人類的演化也是非常關鍵的一點。它不僅改變了我們整個人的解剖結構，而且這樣一種把手騰出來進行覓食采集的方式，其實給了我們更多的時間和精力，去發展更多的技術。可能也因此演變出了人類的文明。

當我們提到人是怎么開始雙足行走時，大家很可能在腦海中會浮現出一個很經典的圖片，就是這邊是一個四足著地的猿，然后這邊是一個站起來走路的人。這是一個很有名的圖片，叫《演化的歷程》。

其實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程，但它會給我們一種錯覺，讓我們覺得這個演化過程是一個線性的，我們逐漸從不那么像人，變得更像人，然后最終成為人。

但如果我們去看一些古人類學的發現，尤其是最近可能20年來的成果，你會發現事實可能不是這樣的，人類演化出如今直立行走的姿態的整個過程會比我們想的要復雜得多。

這個里面其實有一個非常經典的案例。我們知道李·伯杰是一個非常著名的人類學家，他在非洲做了很多年的古人類學工作。大概在08年的時候，他帶著自己的孩子和自己的科研團隊又到了南非去考察。

這個團隊此前在南非其實已經挖掘到了一些化石，但是在很長一段時間內卻沒再發現任何新的證據。但是這次他9歲的孩子在這個地方跑動的時候，突然被一個化石絆了一下，拿起來的時候他父親才發現它可能屬于古人類。然后他們繼續在地上尋找，突然發現上邊還有一顆牙齒。這項發現也進一步證明了它一定屬于古人類。

所以在短短的幾秒鐘內，他的孩子發現的化石可能已經超過了他們之前在這里工作10年所獲得的化石。這可能也是一個野外工作者的宿命。

此后，李·伯杰的整個科學團隊也在這地方進行了很長時間的挖掘工作。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比較小，生長板也還沒有愈合。所以科學家認為他應該是一個8歲的小男孩。

然后另外一具應該是通過智齒和其他一些骨骼證據判斷，她應該是一名成年的女性。但是這個女性有點慘，科學家進一步發現她的手臂、肩膀和她的下頜，甚至她的頭部都有鋸齒狀的斷裂——應該是被摔斷的。所以整個證據證明，她當時應該是從高處跌落到了一個非常深的谷底，把自己摔死了。摔死以后可能食腐動物進一步破壞了她的身體，讓她只留下了一副殘缺的骨骸。

大概經過了幾年的研究，李·伯杰根據這兩具骨骼重新定義了一個新的物種，叫做南方古猿源泉種。

為什么我們討論雙足行走的時候，要先從源泉種開始說，因為它是一個以奇怪的骨骼所著稱的物種。

整個南方古猿的分布時間特別廣，從430萬年前一直到100萬年前都有，然后他的骨骼的發現的量也會比較大，但是科學家在對比的時候發現南方古猿的特點真的是千奇百怪。

比如，當我們關注南方古猿源泉種的的距骨時，就是你的腳掌和你的小腿之間連接的一塊骨骼，會發現它的形態特別奇怪，跟其他的南方古猿，包括跟我們現在的人類都不一樣，但這個可能不能說明什么。

因為距骨是出了名的復雜，它的形態有很多變化。但同時，這具化石另外一個很奇怪的地方就是它的內踝，對應著我們腳內側的腳踝的位置。它其實是脛骨末端的一個凸起，相比其他的南方古猿，包括相比人類，南方古猿源泉種的內踝都要格外的大，它已經大到了類似于猿類的一個程度。

我們會發現這點其實挺奇怪的，比如說南方古猿源泉種，它其實已經是一個很接近人類的狀態了。

所以其實我們會看到，即便它已經很接近人類的狀態，但是它在骨骼或者是它在行走的時候，一些功能性的骨骼，可能也會有不同的特點。

而且同時我們分析了除了脛骨和距骨之外的骨骼。通過他的膝蓋，包括他的骨盆，我們會發現，他走路時會出現一種對我們現代人來說很病態的姿勢，如果是現代人出現這個姿勢，我們會給他有一個病名叫做過度前旋。

他可能整個腳掌心往內走，表現出整個骨骼往里偏的現象，以這個姿態行走時，你的整個腳的外緣會先觸地，地面會給腳掌包括上面的小腿一個向內旋轉的力。

我們可以想象一下骨骼它是硬的，然后當它連接膝蓋的時候，同時發生了一個這樣過度的旋轉，就可能會脫臼。所以對現代人來說這是一個特別痛苦的病，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，在演化過程中有一個配套演化的過程，南方古猿源泉種可能會有相關的骨骼結構，讓他能夠適應這樣一個結構。

后來我們發現，在他的膝蓋連接髕骨的這樣一個位置，側面有一個側板，這是我們現代人還有其他很多南方古猿都沒有的一個可能都沒有的一個功效，它側板格外的大，所以會保護它，讓它不那么容易脫臼。

所以我們會發現這樣一個在現代人看來很不適宜的結構，其實對源泉種來說是一個很完整很適應的狀態了。

生命總會找到自己的路。

而且后面科學家通過其他證據發現，源泉種可能是半樹生生活，他也會從樹上獲取很多食物，所以科學家會認為這種行走方式可能有利于這樣一種半樹生的生活。

但是話又說回來，我們說源泉種它其實屬于一個相對比較后期的南方古猿了，他已經離真正的人數已經很近了，而他還是一個半樹生的狀態，而在他之前前其實已經出現了很多能夠在地面上雙足行走的這樣一些古人類了。

說到這一點，我們可能需要跟大家再講一個巨大的背景圖，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，其實你可以看到這個圖的最底部可以跨越到700萬年前，那就是我們發現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的所謂的地猿，我們往右偏可以發現眾多的南方古猿化石，然后再往右偏一點的話，可能就會發現傍人，然后直接再往上走，讓時間跨越到200萬~100萬年前左右的時候，我們會發現一些所謂的匠人、直立人。然后再往后走，在100萬年以內，我們可能才會看到一些海德堡人和尼安德特人，甚至到早期智人這個樣子。在看這幅圖的時候，我們就可以大概知道人是怎么樣演化的。

然后我們會發現根據現有的證據，人類直立行走的一個開端可能出現在大概500萬年前到700萬年前的這個階段。其中南方古猿算是我們了解得相對比較充分的一個分類，因為它本身也是一個很有名的種類，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比較晚期出現的一個種，距今100多萬年。最早期的南方古猿，應該是南方古人湖畔種，它可以達到430萬年。之間跨越了300多萬年。我們其實可以看到，科學家在研究南方古猿的時候也做了一些工作，比如說大概是在20世紀的70年代的時候，羅賓遜對比了傍人和南方古猿。這里還需要提一下，傍人為什么會把它單獨分出來。因為傍人有一個很有意思的特點，就是它的牙齒特別大，然后還有一點就是它的骨骼也比較粗壯。當然，除了這些特點以外，我們可能還有一個很細節的特點要去研究。

因為剛才我們說了，雖然說南方古猿源泉種是一個半地生，半樹生的生物，他整個狀態可能是在樹上和地面這兩個狀態間切換的。但整體上，他的走路姿勢其實已經相對接近于人的形狀了，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樣子的，通過研究他的踝關節以及他的盆骨，科學家可能認為，他在行走的時候只能拖步前行，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。這種走路姿勢可能是會被媽媽罵的那種走路姿勢。

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

所以你會發現，傍人其實又出現了一個看似倒退的一種狀態。傍人出現的時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上來說，他們可能看起來更接近于猿。

這又再次論證，直立行走的演化過程是跟之前大家的認知不太一樣的，雙足行走的過程不是一個線性的發展過程，當時可能發展出了很多的行走方式。

除此以外，美國自然歷史博物館的科學家也做了一些研究。他想，在南方古猿內部有沒有一些區別，所以他對比了南方古猿非洲種和南方古猿源泉種。當我們去關注兩個物種之間的腳踝和腳面時，就會發現，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。但是你反過來再看他們內部的非洲種，就會發現它的腳面跟人類很像，只是踝關節跟猩猩的很像。

所以就整體來講，你真的沒有辦法說它是一個線性演化的過程，它在同時期其實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?？赡苓@個部位像猿，那個部位像人，然后這個部位又不像猿。

在此以外，科學家還研究了一些特點，比如對比地猿始祖種和南方古猿。這項研究是通過三維建模的方式來做的。你也會發現，同樣的規律有再次浮現：各種特征是以組合的方式呈現的，而不是一個線性演化的方式呈現。

而且你還會發現，在短短200萬年間，我們很明確地知道已經有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，在化石方面已經有非常多的證據來證明了，這個演化不是一個線性的過程。而且在化石證據以外，還有很多其他的證據。

這個證據是什么？就是足跡或者說其實我們說足跡化石，我們現在其實就已經在用這種足跡做一些刑偵方面的鑒定，那么這些古人類學家他們也會像偵探一樣。去觀察留下的印記，而不是化石本身。

其中有一個很有意思的地方，是坦桑尼亞的萊托利地區，當時應該是在上個世紀的七八十年代，古人類學家來到這里，然后發現了很多組不同的腳印，然后其中一組發現在 A地點，另外一組發現在G地點。當時一下子 G地點的腳印就引起了轟動，因為人們發現它很有可能屬于南方古猿。

然后所以人們當時就對 G地點的腳印展開了一番研究，A地點有一部分人認為他可能是屬于熊的，因為我們知道熊有的時候也會抬起身體，然后舉起前肢搖搖晃晃往前走，然后所以當時 A地點的腳印就被當做了熊的腳印。

然后直到可能這個世紀，然后有人說我們既然懷疑他是熊，我們為什么不去找真的熊來試一試。通過現生的熊來模擬當時的形態，看他是不是留下同樣的腳印。

他們就引誘幼熊，因為當時發現A地點的腳印還是比G地點的小一點，用蜂蜜勾引著他，讓幼熊抬起前肢往前走。

結果發現其實留下的腳印很不一樣，都不用說腳印具體的形態，然后就他走路的姿態也很不一樣，因為熊他還是不適應雙足行走。

對他的髖關節其實支撐不了他那么重的身體，所以他一定會搖晃。

對他會搖晃，但是我們在A地點發現的腳印它其實是非常穩定的在往前走。

最后他們又對比發現，A地點的腳印形態會顯得更短更寬一些，大腳趾會更外翻一些，這些形態與G地點的差異，甚至都已經超過了幼兒到成年人之間形態差異，所以說明A地點的腳印也不是一個小孩子留下的，最終他們認為A地點它有可能是一種其他的古人類留下的。

所以跟G地點相比的話，A地點是一種另外的古人類，那么在同一個時期內應該就是有很多不同的古人類在同一片地方生活。

萊托利地區這個地方特別神奇的一點是他們腳印是怎么留下來的呢？

是當時先可能發生一些火山噴發，火山灰覆蓋在這里，然后下了一場雨，就把火山灰打得像泥地一樣，我們都知道從下雨之后，可能幾天時間它就會凝固，你就沒有辦法留下腳印了。

而A地點和G地點之間相差了只有2000米，也就是我們可以想象當時兩種不同的古人類，他們在相距2000米的地方，在短短幾天內擦肩而過。

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

所以我們可以再一次的強調，在同一個時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的成為了我們智人選擇的那一種。

實我們再一次回顧剛才聊到的所有無論是從傍人，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，我們都可以發現在短時期內然后古人類演化出來非常不同的行走方式。

那么在這個學科上，大家把這種短時期內發展出了很多這種不同形態的方式，叫做輻射演化。

其實很多生物演化事件中都會出現這樣的生物演化。生物可能以不同的方式去嘗試適應不同的生態位，然后它演化出了很多的不同的形態和特點。

我們不由得再一次強調：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展到現在的形狀，是一個線性的過程，但實際的過程可能并不是這個樣子的。

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方式。最后不管出于怎樣的原因，智人的這種行走方式在經歷了多年的篩選后留了下來，也幫助我們成為了現在這樣占盡優勢的物種。

本文為科普中國·星空計劃扶持作品

團隊/作者名稱：環球科學

審核：惠家明

出品：中國科協科普部

監制：中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

來源: 星空計劃