研究稱200萬年前智人祖先的拇指進化出類似於現代人類拇指的靈活性
一項新研究表明,類似於今天人類的拇指靈活性在200萬年前就已經存在,可能存在於智人屬的一些最早的成員中。這一發現是迄今為止向握力強大的手進化過渡的最古老證據,其握力可與人類工具製造者的手相媲美,而後者在大約170萬年前都沒有出現。
Fotios Alexandros Karakostis和Katerina Harvati領導的一個團隊說,能夠有力地抓握並提高操縱物體的能力的拇指使古智人或與之密切相關的智人系在進化上比同時代的智人有優勢。來自德國圖賓根大學的古人類學家發現,現在已經滅絕的南方古猿製造和使用石器,但缺乏類似人類的拇指靈活性,從而限制了其工具製造能力。
研究人員用數字模擬了之前發現的12個化石類人猿、5個19世紀人類和5隻黑猩猩的關鍵肌肉如何影響拇指運動。Harvati說,令人驚訝的是,來自南非的大約200萬年前的拇指化石顯示出與現代人類拇指相當的靈活性和力量。
科學家們對於南非的發現是來自早期智人還是羅百氏傍人(Paranthropus robustus),一個在類人猿進化的死胡同分支上的物種存在分歧。但研究人員1月28日在《當代生物學》雜誌上報告說,這些古老化石中的拇指靈巧性與大約33.5萬年前之後出現的智人物種成員中的拇指靈巧性相當。這包括來自歐洲和中東的尼安德特人,以及一種被稱為納萊迪人(Homo naledi)的南非智人,它擁有不同尋常的骨骼特徵組合。
相比之下,他們得出結論,納萊迪人或羅百氏傍人擁有的拇指比三個幾百萬年前的南方古猿物種的拇指更有力,其中兩個物種之前被提議擁有類似人類的手。“南方古猿可能會能夠執行大多數(與工具相關的)手部動作,但不如人類或我們研究的其他智人物種那麼高效,”Harvati說。她認為,南方古猿物種的工具揮舞劇目更接近於現代黑猩猩,它們用樹枝收集白蟻,用石頭敲碎堅果等。
Harvati的團隊超越了過去只關注古人類手骨的大小和形狀的努力。研究人員利用來自人類和黑猩猩關於手部肌肉和骨骼在運動時如何相互作用的數據,構建了一個數字化的三維模型,以重新創建一個關鍵的拇指肌肉–拇對掌肌-如何附著在拇指基部的骨骼上,並操作以使手指關節向手掌和手指彎曲。
加拿大湖首大學的古人類學家Matthew Tocheri說,這些關於古代拇指如何工作的新模型強調了類人猿手部進化的緩慢性。南方古猿早在大約330萬年前就製造和使用了石器。“但直到200萬年前才看到拇指的重大變化,不久之後,石器在非洲各地變得更加普遍,”他說。
密蘇里大學哥倫比亞分校的古人類學家Carol Ward說,Karakostis和Harvati的古代拇指靈巧性的3D模型代表了一個有希望的進步。她補充道,進一步的工作需要研究其他拇指肌肉如何與拇對掌肌相互作用,以影響該數字如何在不同的類人猿物種中工作。
在一個相關的發現中,Ward和她的同事在2014年報告說,來自東非的一個大約142萬年的類人猿手指化石指出了早期出現的類似人類的操縱技能。