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文檔簡介
34獻給埃琳,以及未來要走的每一步路5寫在前面的話一個直立行走如何塑造人類的故事當我在佛蒙特州諾維奇市的家中寫這本書時,社交媒體上正在流傳一項對比人們當前職業(yè)與他們6歲、10歲、14歲、16歲和18歲時的職業(yè)夢想的調(diào)查。我的調(diào)查結(jié)果是:6歲:科學家10歲:紅襪隊中外野手14歲:凱爾特人隊組織后衛(wèi)16歲:獸醫(yī)18歲:天文學家現(xiàn)在:古人類學家古人類學(paleoanthropology)研究的當然是古人類。這是一門科學,它提出了一些人類之前不敢想的關(guān)于人類和世界的最重要、最大膽的問題:我們?yōu)槭裁茨苌嫦聛??我們?yōu)槭裁词乾F(xiàn)在這個樣子?我們是怎么來的?但我并不是從一開始就踏入這個領(lǐng)域。在2000年之前,我甚至不知道有這門科學。那一年,我在波士頓科學博物館從事科教工作,時薪是11美元。同一年,小布什當選為下一任美國總統(tǒng),紅襪隊連續(xù)第82次沖擊世界冠軍未果。我在博物館的合作伙伴是一位優(yōu)秀的科教人員,她的笑聲是我聽過的最動聽、最有感染力的。4年后,她接受了我的求婚。但是在2000年下半年,我心里想的不是愛情,而是博物館大廳里的6一個嚴重失誤??铸堈褂[館里展出了360萬年前古人類在坦桑尼亞萊托里留下的腳印的玻璃纖維復制品,它的旁邊是實際尺寸的雷克斯暴龍(Tyrannosaurusrex)。就像把恐龍、長毛象(真猛犸象)和史前穴居人放到一起做成史前動物玩具套裝一樣,把這些腳印放在年齡比它們大20倍的恐龍化石旁邊,可能會讓人在不知不覺中產(chǎn)生古人類和恐龍共存的誤解。我覺得必須做點兒什么。于是,我找到了我的上司,也就是杰出的科教工作者露西·科什納,提出應該把古人類腳印模型放進新近重建的人類生物學展館中。她同意了我的提議,但要求我先去博物館的圖書館,盡可能多地了解萊托里腳印和人類進化的相關(guān)知識。我如饑似渴地閱讀這方面的書,很快我就著迷了。用他們的話說,我染上了古人類病毒——“古人類”(hominin)就是指已經(jīng)滅絕的人類近親和祖先。無巧不成書,在隨后的兩年時間里,人們發(fā)現(xiàn)了人類譜系中最古老的成員——神秘的類猿祖先,包括地猿屬、原人屬和沙赫人屬。2002年7月,我和勞拉·麥克拉奇博士(當時是波士頓大學的古人類學家)一起站在博物館的展示臺上,和一群著迷的公眾討論在非洲乍得新發(fā)現(xiàn)的700萬年前的古人類頭骨有什么重要意義。和一位真正的古人類學家談論到那時為止發(fā)現(xiàn)的最古老的人類化石,這讓我異常激動。對我來說,古人類化石不僅是人類進化史的物證,還承載了逝去生命個體的異乎尋常的故事。例如,萊托里腳印是喜怒哀樂、生老病死的一生的快照,屬于直立行走、會呼吸、會思考的生命。我想了解科學家是如何從這些古老的骨頭中挖掘信息的,我想講述關(guān)于我們祖先的有真憑實據(jù)的故事,我想成為一名古人類學家。在博物館舞臺上與勞拉·麥克拉奇合作后一年多,我進入了她的古人類實驗室(當時在波士頓大學,但隨后不久就搬到了密歇根大學),攻讀研究生學位。7現(xiàn)在,我在新罕布什爾州叢林中的達特茅斯學院人類學系任教,經(jīng)常遠赴非洲從事研究。近20年來,我一直在南非的洞穴和烏干達、肯尼亞古老的不毛之地尋找化石,在坦桑尼亞萊托里的古老火山灰中尋找數(shù)百萬年前直立行走的人類祖先留下的更多足跡,跟在野生黑猩猩身后探索它們在叢林中的棲息地。我還前往非洲的博物館,仔細研究已經(jīng)滅絕的人類近親和祖先的足部化石。我想找到一些問題的答案。我想了解我們碩大的大腦、復雜的文化和先進的技術(shù);我想了解我們?yōu)槭裁匆f話;我想了解為什么養(yǎng)育一個孩子需要全村人一起努力,是否一直如此;我想了解為什么分娩如此困難,有時甚至危及女性的生命;我想了解人類的本性為什么時而善良、時而暴力;但最重要的是,我想了解為什么人類用兩條腿而不是四條腿走路。在這個過程中,我發(fā)現(xiàn)我想了解的許多事情都是相互關(guān)聯(lián)的,而歸根結(jié)底都與我們不尋常的行走方式有關(guān)。兩足行走是通向人類許多獨特特征的大門,是人類的標志。要理解這些聯(lián)系,就需要在問題的驅(qū)策下,在立足證據(jù)的基礎(chǔ)上看待自然界,這是我從6歲起就開始接受的方法——科學。這是一個關(guān)于直立行走如何使我們成為人類的故事。8引言我們?yōu)槭裁磿呗??有這樣一個古老的故事。1當被問到爬行時先邁哪幾條腿時,蜈蚣感到非常吃驚。爬行對它來說是再平常不過的運動方式,這個問題卻讓它為難了。它變得幾乎不會爬行了。當我試圖解釋我為什么會走路而不是如何走路這一問題時,我也面臨著同樣的困難?!s翰·希拉比,探險家2016年,由于在新澤西州農(nóng)村和城郊游蕩的黑熊越來越多,黑熊獵殺數(shù)量創(chuàng)下了歷史新高。在被獵殺的636頭黑熊中2,有635頭黑熊的死亡只是引起了為數(shù)不多的幾名動物愛好者的抗議,但是剩下那一頭黑熊被殺死的消息引起了軒然大波3。這次獵殺被稱為“暗殺”,被認為是兇手的獵人收到了死亡威脅。一些人主張他也應該被獵殺,還有人呼吁閹割他。為什么一頭熊被獵殺會讓人們?nèi)绱藨嵟??因為這頭黑熊是用兩條腿走路的。自2014年以來,新澤西州的居民偶爾會看到這頭年輕的雄性黑熊用兩條腿站立,在郊區(qū)街道上漫步,從人們的后院穿過——這種運動方式被稱為兩足行走。它本來是用四條腿走路的,但一次受傷后,它的前肢不能承重,所以為了能走動,它站了起來,開始直立行走。人們給它取名為佩多斯。我從沒見過佩多斯生前走路的樣子。對于一個對人類直立行走特別感興趣的科研者來說,這確實是一大憾事。值得慶幸的是,優(yōu)兔9(YouTube)上有視頻,其中兩個視頻的瀏覽量分別超過了100萬4和400萬次5。乍一看,佩多斯就像一個穿著熊裝的人,但只要它一邁步,就能清楚地看出它的步態(tài)和人類不同。佩多斯的后肢比我的雙腿短得多。它拖著腳行走時,步頻很快,步幅很小,從臀部到肩膀都很僵硬,長有尖爪的雙腳貼著地面掠過。這讓我想起慌里慌張、拼命尋找?guī)娜?。佩多斯不能長時間直立行走,走了一會兒后就會把前肢放下來。當動物的舉止神態(tài)像人類時,我們就會被它們吸引。如果山羊發(fā)出像人一樣的叫聲,西伯利亞哈士奇發(fā)出酷似“Iloveyou”(我愛你)的叫聲,我們就會把它拍成視頻,發(fā)布到網(wǎng)上。烏鴉站在雪橇上從屋頂滑下來,黑猩猩擁抱我們,都會讓我們感到驚奇。6它們讓我們意識到,我們與自然界其他成員的關(guān)系并非那么遙遠。但比起其他行為,兩足行走更會讓我們驚嘆不已。許多動物會用兩條腿站立起來掃視地平線或擺出嚇人的姿勢,但人類是唯一的一直用兩條腿走路的哺乳動物。如果其他動物也這樣做,我們就會關(guān)注它們。2011年,有消息稱,英國肯特郡林姆尼港野生動物園的類人猿館有一只名叫阿姆巴姆的雄性銀背低地大猩猩,它偶爾會用兩條腿在它的領(lǐng)地上行走。7很快,它就上了哥倫比亞廣播公司(CBS)、美國全國廣播公司(NBC)和英國廣播公司(BBC)的節(jié)目。2018年年初,體型巨大的雄性大猩猩路易斯開始用兩條腿在費城動物園的圍欄里行走,這引發(fā)了另一波熱潮。很多人認為,這是因為它不想把手弄臟。8一只名叫費絲的狗出生時就少了一條前肢,7個月大的時候又被切除了另一條前肢。9幸好有一家人盡心盡力地用食物引誘它跳躍,讓它學會了直立行走。它去探視過數(shù)千名受傷的士兵,還上了奧普拉的節(jié)目。102018年,一段用兩條腿行走的章魚的視頻在社交媒體上四處流傳。10這只章魚只用兩條腿就能在海底的沙地上前進。從我們對熊、狗、大猩猩甚至章魚直立行走的驚訝反應可以看出,我們認為這種行為是人類特有的。如果直立行走的是人,那就是正常不過的現(xiàn)象。你可能會說,這不足為奇,因為我們是地球上唯一可以兩足行走的哺乳動物,而且這是有原因的。接下來的章節(jié)將闡明這些原因。我將按照下面這條路線,帶領(lǐng)大家完成這趟非凡的旅程。本書第一篇討論人類譜系直立行走起源的化石記錄。第二篇解釋兩個問題:其一,為什么說它是使我們區(qū)別于其他物種的那些變化(包括有大腦袋和養(yǎng)育后代的方式)的先決條件;其二,這些變化如何使人類走出我們祖先的非洲家園并在全球范圍安家落戶。第三篇探討高效直立行走所需的生理結(jié)構(gòu)變化對當今人類生活的影響,包括我們在嬰兒時期邁出的第一步和隨著年齡增長而經(jīng)歷的病痛。結(jié)語部分討論的是,在直立行走與用四條腿行走相比有許多缺點的情況下,人類是如何生存并繁榮發(fā)展的。現(xiàn)在,請大家跟我一起出發(fā)吧。11第一篇無毛的兩足動物:直立行走的起源為什么我們熟悉的從大猩猩到人的兩足行走進化論是錯誤的?所有其他動物都俯首看地,只有直立的人仰面向天。——奧維德,《變形記》,公元8年112第1章有信念地向前倒:人類的怪異行走方式行走就是向前倒。1我們邁出的每一步都意味著我們沒有墜入水中,沒有轟然倒下,避免了一場災難。從這個意義上說,行走就是一種信仰行為?!A_·薩洛佩科,記者,2013年12月。(寫下這段話時,他剛剛開始沿著人類早期祖先的足跡,踏上了從他們的非洲家園走向天邊、歷時10年的2萬英里旅程。)讓我們面對現(xiàn)實吧:人類是一種怪異的動物。我們是哺乳動物,但體毛比較少。其他動物可以交流,而我們能說話。其他動物喘氣,而我們出汗。我們的大腦相對于體型來說非常大,我們發(fā)展出了復雜的文化。但最奇怪的,也許是人類可以靠伸直的后肢在地球上行走?;涗洷砻鳎覀兊淖嫦仍缭谶M化出其他獨特的人類特征(包括體積碩大的腦和語言)之前,就已經(jīng)開始用兩條腿走路了。在我們的類人猿祖先從黑猩猩譜系中分離出來后不久,人類就開始踏上用兩條腿行走的獨特之路。就連柏拉圖也認識到直立行走的獨特性和重要意義,將人類定義為“無羽毛的兩足直立動物”。2傳說犬儒學派的第歐根尼對柏拉圖的描述很不滿意,他拿著一只拔了毛的雞,輕蔑地說這就是“柏拉圖說的人”。因此,柏拉圖修改了對人類的定義,添加了“有寬大指甲”這個修飾語,但仍然堅持直立行走是人類的一個重要特征。自那以后,直立行走就進入了我們的語言、表達和娛樂。3想想我們描述行走的那些詞語:漫步、徜徉、踱步、徘徊、蹣跚、健步如飛、13昂首闊步、步履沉重、迤邐而行、拖著腳走、踮著腳走??吹接腥似圬搫e人,我們會要求他“穿上對方的鞋走一英里路”,意思是設(shè)身處地想一想。英雄是能常人所不能、可以“在水面上行走”的人,天才是“行走的百科全書”。為了讓電視動畫片中的動物具有人的特征,漫畫家讓它們用兩條腿站立、行走。米老鼠、兔八哥、高飛、史努比、小熊維尼、海綿寶寶,還有《惡搞之家》里的小狗布賴恩都用兩條腿行走。非殘疾人一生平均要走1.5億步,足以繞地球三圈。4但是什么是直立行走呢?我們是怎么做的呢?研究人員經(jīng)常將直立行走描述為“受控傾倒”。當我們抬起一條腿時,重力就會起作用,把我們向前、向下拉。當然,我們不想摔得鼻青臉腫,所以我們把腿向前伸,把腳踩在地上。此時,我們的身體比開始行走時低,所以我們需要再次挺直身體。我們小腿的肌肉收縮,抬高我們身體的重心。然后我們抬起另一條腿,向前擺動,再次傾倒。正如靈長類動物學家約翰·內(nèi)皮爾在1967年所寫的那樣:“人類行走是一種獨特的活動,每邁出一步,都會將我們的身體置于災難的邊緣?!?下次從側(cè)面看一個人走路的時候,注意觀察他(她)的頭是如何隨著每一步的行走而上下起伏的。這種波浪模式是我們受控傾倒行走方式的一個特征。當然,行走不是這么笨拙的,也不會這么簡單。從專業(yè)角度講,當我們收縮腿部肌肉提高重心時,我們儲存了勢能。當重力的作用讓我們前傾時,儲存的勢能轉(zhuǎn)化為動能,或者說運動。利用重力,我們可以節(jié)省65%的能量。6把勢能轉(zhuǎn)化為動能,這就是鐘擺的作用原理。人類的行走可以被看作一個倒置的鐘擺,就像節(jié)拍器一樣。這和其他動物用兩條腿行走有什么不同嗎?事實證明,確實有所不同。14攻讀博士學位期間,我曾在烏干達西部的基巴萊國家森林公園與野生黑猩猩相處了一個月。在那里,我遇到了伯格。它是努迦地區(qū)黑猩猩群落中的一頭體型高大的雄性黑猩猩。這是一個非常大的類人猿群落,大約有150頭黑猩猩。伯格年紀比較大,額頭的毛發(fā)有些稀落,后腰下方和小腿上的皮毛有幾塊灰色的斑點。伯格在群落中的地位不是很高,但是在睪酮激素偶爾激增時,它的毛發(fā)會鼓脹起來,它還會發(fā)出響亮的叫聲,在森林中回蕩。這個時候,我們最好不要擋在它的前面。伯格經(jīng)常從森林的地面上抓起一根樹枝,或者從附近的樹上扯下一根樹枝,然后站起來,邁開雙腿穿過林下層。但它的動作不像我,它的膝蓋和臀部是彎曲的——格勞喬·馬克斯在《賭馬風波》和馬克斯兄弟的其他電影中以喜劇方式表演過這種蜷曲身體的行走姿勢。伯格用一條腿站立不穩(wěn),因此在跌跌撞撞地穿過森林時,它的身體會左右搖擺。這種行走方式非常耗費精力,它很快就累了,走了十幾步后就會恢復成四肢著地。相比之下,人類不需要蜷曲身體。我們站立時膝蓋和臀部都會伸直,行走時股四頭肌做的功也沒有黑猩猩彎腰屈膝的行走方式多。臀部兩側(cè)的肌肉使我們可以單腿保持平衡而不會摔倒。我們的步態(tài)很優(yōu)雅,比伯格更有活力,也更有效率。但是,為什么我們的身體結(jié)構(gòu)會發(fā)生這些變化呢?為什么會進化出這種不尋常的運動形式呢?讓我們從地球上速度最快的人類開始對直立行走的考察旅程。2009年,牙買加短跑運動員博爾特以9秒58的成績創(chuàng)造了男子100米世界紀錄。7他在60~80米間的速度最快,接近每小時28英里,持續(xù)了大約1.5秒。但是,以動物界其他哺乳動物的標準來衡量,這位人類短跑名將的速度實在是慢得可憐。獵豹是陸地上速度最快的哺乳動物,時速超過60英里。8獵豹通常15不獵食人類,但獅子和豹子會偶爾為之,它們的最高時速為55英里。即使是它們的獵物,包括斑馬和羚羊,逃跑時的速度也能達到每小時50~55英里。換句話說,目前非洲捕食–被捕食軍備競賽的速度不低于每小時50英里。這是大多數(shù)掠食者奔跑的速度,也是大多數(shù)獵物逃跑的速度。人類并不能躋身其中。尤塞恩·博爾特不僅跑不過豹子,也抓不到兔子。這個跑得最快的人的速度只有羚羊速度的1/2。用兩條腿而不是四條腿行走,導致我們失去了馳騁的能力,也讓我們變得異常緩慢和脆弱。兩足直立行走也使我們的步態(tài)有些不穩(wěn)定。有時,我們優(yōu)雅的“受控傾倒”根本不可控。根據(jù)美國疾病控制與預防中心的數(shù)據(jù),每年有超過3.5萬美國人摔死——幾乎與死于車禍的人數(shù)相同。9但是,回想一下,你上一次看到四條腿行走的動物(無論是松鼠、狗還是貓)被絆倒是什么時候的事?緩慢加上不穩(wěn)定,似乎必然會導致滅絕,特別是考慮到與人類祖先共享這片土地的是像今天的獅子、豹子和鬣狗這樣體型龐大、行動敏捷、饑餓的祖先。然而,既然我們沒有滅絕,就說明直立行走的好處肯定更大。大導演斯坦利·庫布里克認為他知道直立行走有哪些好處。庫布里克于1968年拍攝的電影《2001太空漫游》中,一群全身是毛的類人猿聚集在干旱的非洲大草原上的一個水坑周圍,其中一頭類人猿好奇地看著地上的一根大骨頭。他把骨頭撿起來,輕輕地拍打著周圍散落的骨頭,仿佛他手里拿著的是一根棍棒。這時,影片開始演奏施特勞斯1896年創(chuàng)作的《查拉圖斯特拉如是說(30號作品)》,“噠,噠,噠噠”的號聲和“咚咚,咚咚”的低音鼓聲響了起來。那頭類人猿肯定是把那根骨頭想象成了奪命的工具。只見這個全身是毛的家伙用兩條腿站立起來,揮舞手中的武器,把那些骨頭打得粉碎,這代表著打下了一頓盛16宴,或者是擊斃了一個敵人。在“人類的黎明”這個部分,導演庫布里克也進行了同樣的想象。他和合作者阿瑟·C.克拉克一起,將那個時代人們普遍接受的人類起源和直立行走開始過程的模型搬上了銀幕。這種模型現(xiàn)在仍然存在,而且我們幾乎可以肯定它是錯誤的。該模型假設(shè),在稀樹草原環(huán)境中進化出兩足直立行走的方式,是為了解放雙手來攜帶武器。它認為暴力是(而且始終是)人類的一個特征。這些想法可以一直追溯到達爾文。查爾斯·達爾文的《物種起源》(1859)是有史以來最有影響力的著作之一。進化論并不是達爾文第一個提出來的,早在幾十年前,博物學家就已經(jīng)在討論物種的可變性了。達爾文的偉大貢獻是為研究自然種群如何隨著時間推移而變化提出了一種可測量的機制。他把這個機制稱作“自然選擇”,不過我們大多數(shù)人都稱之為“適者生存”。150多年后,有充分的證據(jù)表明自然選擇是物種進化的強大驅(qū)動力?!段锓N起源》暗示人類是由猿進化而來的,這幾乎從一開始就引起了懷疑論者的強烈反對。10但達爾文在書中幾乎沒有寫過任何與人類進化有關(guān)的東西,他只是在書的倒數(shù)第二頁寫道:“人類的起源和歷史終將大白于天下?!?1不過,達爾文的確在思考關(guān)于人類的問題。12年后,達爾文在《人類的由來》(1871)一書中提出了人類有幾個相關(guān)聯(lián)特征的假設(shè)。首先,他認為人是唯一會使用工具的猿類。我們現(xiàn)在知道這個假設(shè)是不正確的,但是直到90年后,珍·古道爾才觀察到坦桑尼亞貢貝國家公園的黑猩猩會制造和使用工具。此外,達爾文假設(shè)人類是全時直立行走的唯一猿類,有異常小的犬齒,這兩個假設(shè)都是正確的。在達爾文看來,人類的這三種屬性(使用工具、直立行走和犬齒?。┦窍嗷リP(guān)聯(lián)的。他認為,用兩條腿走路可以騰出手來使用工具;有了工具后,就不再需要巨大的犬齒來與對手競爭。他還認為,這一系列17的變化最終導致大腦變大了。但是,達爾文在研究時遇到了一個不利因素。他無法獲取野生猿類行為的第一手資料,直到一個世紀后人們才逐漸收集到這方面的資料。此外,在1871年,非洲大陸還沒有發(fā)現(xiàn)早期人類化石。我們現(xiàn)在知道,正如一個半世紀前達爾文所預測的那樣,非洲大陸是人類譜系的起源地。12達爾文唯一知道的前現(xiàn)代人類化石是在德國發(fā)現(xiàn)的幾塊尼安德特人的骨頭,當時一些學者將其錯誤地認定為患病的智人留下來的。13在沒有化石記錄,也沒有對與我們血緣關(guān)系最近的現(xiàn)代猿類進行準確的行為觀察的情況下,達爾文盡其所能,提出了一個可驗證的科學假說,來解釋人類為什么用兩條腿走路。測試他的假說所需要的資料在1924年開始出現(xiàn)。這一年,年輕的澳大利亞教授、南非金山大學腦科專家雷蒙德·達特,收到了一箱從約翰內(nèi)斯堡西南300英里的湯恩鎮(zhèn)附近挖掘出來的石頭。14他打開板條箱,發(fā)現(xiàn)其中一塊石頭里有一只幼年靈長類動物的頭骨化石,于是用他妻子的編織針從石灰?guī)r中取出了頭骨。他發(fā)現(xiàn)這個頭骨屬于一種奇怪的靈長類動物。首先,后來被稱作湯恩幼兒的這塊化石犬齒很小,與狒狒和猿的犬齒完全不同。但真正的線索隱藏在湯恩幼兒石化的大腦中。我的主要研究興趣是我們祖先的足骨和腿骨,但從歷史和美學角度來看,沒有其他化石能與湯恩幼兒的頭骨相媲美。2007年,我去南非的約翰內(nèi)斯堡考察它。保管人是我的朋友伯恩哈德·齊普費爾,他曾是一名足科醫(yī)生,在“厭倦了治療拇趾滑囊炎”后,他轉(zhuǎn)型成為一名古人類學家。一天上午,他從地下室里取出一個小木盒。15差不多一個世紀前,達特就是用這個盒子來裝他珍貴的湯恩幼兒頭骨的。齊普費爾小心翼翼地取出了那塊大腦化石,將它放到我手里。這個幼年古人類死后,大腦腐爛,頭骨里填滿了泥土。隨著時間的18推移,沉積物硬化成了一個顱腔模型。它忠實地復制了大腦原先的大小和形狀,甚至詳細地保存了皺褶、裂紋和顱外動脈。大腦的結(jié)構(gòu)特點被表現(xiàn)得淋漓盡致。我小心翼翼地把這塊大腦化石翻過來,它的背面是厚厚一層閃閃發(fā)光的方解石。光從它上面反射回來,就好像它是一個晶洞,而不是一塊遠古人類的化石。我沒想到湯恩幼兒化石這么漂亮。大腦的褶皺和裂紋能保存下來真是意想不到的好運,因為達特對腦解剖結(jié)構(gòu)了如指掌。畢竟,他是一位神經(jīng)解剖學家。他的研究表明,湯恩幼兒的大腦與成年猿猴的腦差不多大小,但腦葉的組織方式更像現(xiàn)代人類。這個顱腔模型就像一塊拼圖,完美地嵌進湯恩幼兒頭骨的后面。我慢慢地轉(zhuǎn)動頭骨,朝這個250萬歲的幼兒的眼窩里看去。16這是我第一次如此近距離地直接觀察古人類的眼睛。當我旋轉(zhuǎn)頭骨查看其底部時,我看到了達特在1924年觀察到的情況。與人類一樣,枕骨大孔(脊髓從中穿過的孔)位于頭骨的正下方。湯恩幼兒活著的時候,它的頭位于豎直的脊椎骨正上方。換句話說,湯恩幼兒是兩足行走動物。1925年,達特宣布這塊頭骨化石來自一個全新的物種,并將其命名為南方古猿非洲種,意思是“非洲的南方人猿”。17這個命名遵循了科學家按屬和種對動物進行分類和命名的傳統(tǒng)方法。例如,家犬都是同一種(species)的成員,但它們同時還屬于一個更大的群體——“屬”(genus),與之相關(guān)的動物包括狼、郊狼和豺。該屬的所有成員都屬于一個更大、關(guān)系更疏遠的群體——科(family),其中包括野狗、狐貍和許多已滅絕的類狼食肉動物。我們和我們的祖先也可以用同樣的方式進行分類?,F(xiàn)代人類都是同一種的成員,但我們也是某一個屬的唯一幸存者,這個屬曾包括其他類人群體,如尼安德特人。我們所在的人屬(Homo)第一次出現(xiàn)在250萬19年前,是由另一個屬的一個物種進化而來的,這個屬叫作南方古猿(Australopithecus)。人屬和南方古猿屬的所有成員都屬于人科,該科成員包括許多現(xiàn)存和已滅絕的類人猿,如黑猩猩、倭黑猩猩和大猩猩。我們用屬名加種名來指代動物。例如,人類是“Homosapiens”(智人),狗是“Canisfamiliaris”(家犬),湯恩幼兒是“Australopithecusafricanus”(南方古猿非洲種)。然而,比這個名字更重要的是達特對這塊化石的解釋。他假設(shè)這塊化石所屬的個體不是黑猩猩或大猩猩的祖先,而是人類已經(jīng)滅絕的近親。當科學界還在爭論湯恩幼兒這個發(fā)現(xiàn)的重要性時,另一位南非古生物學家羅伯特·布魯姆正在約翰內(nèi)斯堡西北部的洞穴中尋找更多的南方古猿化石?,F(xiàn)在,這個地區(qū)被稱作“人類搖籃”(CradleofHumankind)。在整個20世紀30年代直至40年代末,布魯姆用炸藥炸開了堅硬的巖壁,然后在碎石中搜尋人類祖先的遺骸。今天,在這些洞穴的洞口仍然有大量的巖屑,其中很多都含有化石,它們被稱為布魯姆巖堆。布魯姆使用的方法簡單粗暴,令今天的古人類學家厭惡,但他憑借這個方法發(fā)現(xiàn)了幾十塊來自兩種不同古人類的化石。其中一種被他稱為傍人粗壯種,牙齒以及與發(fā)達咀嚼肌相連的骨結(jié)構(gòu)都很大。另一種體型纖細,牙齒和咀嚼肌較小,似乎與達特的南方古猿非洲種比較匹配。在一個叫作斯托克方丹(Sterkfontein)的洞穴里,布魯姆發(fā)現(xiàn)了一塊脊椎化石、一塊骨盆化石和兩塊膝蓋骨化石,它們可以證明南方古猿非洲種是用兩條腿走路的。通過對洞穴石灰石中的鈾進行放射性鑒年,我們現(xiàn)在知道這些化石的年齡在200萬—260萬年間。18與此同時,正在“人類搖籃”東北方向的馬卡潘斯蓋特20(Makapansgat)洞穴發(fā)掘化石的達特發(fā)現(xiàn)了少量的古人類化石,他認為這些化石與他的寶貝湯恩幼兒完全不同,應該被視為一個新的物種。因為在這些人類化石附近發(fā)現(xiàn)的許多動物骨骼化石都是燒焦的,而且似乎是被故意燒掉的,所以他借用為人類盜來火種的希臘巨人的名字,把馬卡潘斯蓋特古人類稱作南方古猿普羅米修斯種。19此外,達特發(fā)現(xiàn)這些動物化石的破損處呈現(xiàn)出一種特殊的模式。它們被砸碎了,但大型羚羊腿骨的斷口像匕首一樣鋒利。從下頜骨破裂的樣子看,它們似乎是被當作切割工具來使用的。達特發(fā)現(xiàn)羚羊的角可以抓起來當武器使。馬卡潘斯蓋特洞穴里散落著幾十塊破碎的羚羊和狒狒頭骨,看起來它們好像是與南方古猿暴力沖突的受害者。1949年,達特發(fā)表了他的發(fā)現(xiàn),并提出南方古猿已經(jīng)發(fā)展出了一種文化。20后來,他將希臘語中表示骨頭、牙齒和角的單詞糅合到一起,稱之為骨齒角文化(Osteodontokeratic)。他進一步擴展了達爾文的觀點,認為這種文化的創(chuàng)立者們會使用這些武器攻擊其他動物和同類。在加入金山大學之前,達特曾是澳大利亞軍隊的一名軍醫(yī)。1918年,他在英國和法國度過了大半年時間,見證了第一次世界大戰(zhàn)的最后一年。21他可能治療過受槍傷的士兵,以及因接觸芥子氣而灼傷肺部的士兵。20年后,達特只能眼睜睜地看著戰(zhàn)火再次在他的身邊燃起。正是因為親身經(jīng)歷了兩次世界大戰(zhàn),所以達特推斷人類的起源肯定充斥著暴力,并堅信他在馬卡潘斯蓋特洞穴發(fā)現(xiàn)了這方面的證據(jù)。達特關(guān)于人類暴力特性和直立行走起源的觀點,因為作家羅伯特·阿德里于1961年出版的全球暢銷書《非洲的起源》(AfricanGenesis)而廣為人知。22僅僅7年后,庫布里克電影中的猿人就伴隨著施特勞斯《查拉圖斯特拉如是說(30號作品)》的旋律敲打骨頭。達特以前的學生菲利普·托拜厄斯甚至在《2001太空漫游》的片場,指導穿著類人猿服裝的人扮演暴力的南方古猿。2321但是,在南非比勒陀利亞先民紀念館的一個實驗室里,顛覆達特這些觀點的活動正悄無聲息地進行著。被人們昵稱“鮑勃”的查爾斯·金伯林·布雷恩是一位年輕的科學家,對細節(jié)有著敏銳的觀察力。20世紀60年代,他重新檢查了達特所說的“工具”,發(fā)現(xiàn)它們與自然損壞以及被豹子、鬣狗強有力的顎咬碎的骨頭非常相似??磥磉_特對這些化石的解讀出了問題,它們并不是被早期人類有意識地砸碎的。此外,這些焚燒過的動物骨頭被證明是野火燒焦的,然后它們被暴風雨沖進馬卡潘斯蓋特洞穴變成了化石。達特的南方古猿普羅米修斯種并不是盜火者,科學家也無法找到足夠的生理結(jié)構(gòu)差異,來證明南方古猿普羅米修斯種和非洲種是兩個不同的物種。24因此,南方古猿普羅米修斯種被并入非洲種。25與此同時,布雷恩恢復了布魯姆多年前在“人類搖籃”的一個叫作斯瓦特克朗的洞穴中的挖掘工作。在那里,他發(fā)現(xiàn)了一個幼年南方古猿的頭骨碎片——分類名為SK54。26在看過湯恩幼兒幾天后,我前往比勒陀利亞的先民紀念館,去查看在斯瓦特克朗洞穴發(fā)現(xiàn)的化石。27管理員斯蒂芬妮·波茲28帶我走進布魯姆展室29。房間很小,地上鋪著紅地毯,玻璃陳列柜里陳列著一些迄今為止發(fā)現(xiàn)的最重要的人類化石。整個展室給人一種古色古香的古董店感覺。波茲把SK54放到了我的手中。這塊化石很薄,不是很結(jié)實,顏色呈淺棕色,有零星的黑色斑點。頭骨后部兩個間隔約一英寸的圓洞立刻引起了我的興趣。圓洞里面的骨頭是扭曲的,就像被開罐器刺破了一樣。22波茲遞給我一只古代豹子的下頜骨30,也是在斯瓦特克朗發(fā)現(xiàn)的?!霸囋嚳??!彼f。就像之前很多人做過的那樣,我輕輕地把豹子的尖牙貼在SK54頭骨后面的洞上。非常吻合。我們的這些祖先不是獵人,而是被獵殺的對象。31幾十年來,人們發(fā)現(xiàn)了大量留有古代豹子、劍齒虎、鬣狗和鱷魚咬痕的早期人類化石。對湯恩幼兒的重新分析發(fā)現(xiàn),達特發(fā)現(xiàn)的這塊著名化石的眼窩上有爪印。一定是一只猛禽(可能是一只冠鷹雕)把湯恩幼兒從地上抓了起來,然后叼走吃掉了。就像科學中經(jīng)常發(fā)生的那樣,即使是最巧妙、接受程度最高的觀點,在新的證據(jù)面前也會土崩瓦解。盡管需要騰出雙手使用工具和武器的“狩獵之人”(MantheHunter)理論在流行文化中一直存在,但它已經(jīng)不能解釋我們兩足行走的起源。那么,為什么會出現(xiàn)這種奇怪的運動方式呢?有的學者認為我們可能永遠找不到答案。32事實證明,人類是唯一直立行走的哺乳動物,這個事實使這個謎變得特別難解,同時也讓它變得更加令人神往。這是為什么呢?很多動物,例如鯊魚、鱒魚、槍烏賊、海豚,都會游泳,就連魚龍這種已經(jīng)滅絕的爬行動物也會游泳。但這些動物并不是近親。海豚和你我的關(guān)系比它和其他那些動物的關(guān)系更近,而魚龍和獵鷹的關(guān)系比它和魚的關(guān)系更近。然而,它們的體形都驚人地相似。23為什么呢?事實證明,這是因為游泳有“最佳方式”。那些體形最適合在水中移動的鯊魚、魚龍和海豚的祖先游得更快,能吃到更多的魚,繁殖的后代更多。親緣關(guān)系較遠的水生動物怎么會有如此相似的體形呢?這是因為通過自然選擇,流線型的身體——在水中快速移動的最佳體形——完成了多次進化。這種情況在自然界中經(jīng)常出現(xiàn)。例如,蝙蝠、鳥類和蝴蝶都“發(fā)明”了翅膀。蛇、蝎子和海葵分別進化出了可以讓獵物中毒的神經(jīng)毒素??茖W家把這個現(xiàn)象稱作“趨同進化”。趨同進化能幫助我們解釋直立行走嗎?如果我們只依賴現(xiàn)有的哺乳動物,那么答案是否定的,因為人類是唯一用兩足直立行走的哺乳動物。如果其他哺乳動物經(jīng)常用兩條腿走路,我們就可以研究它們,弄清楚直立行走是如何幫助它們生存的。直立行走會讓它們更容易采集食物嗎?是否讓它們在很久以前的棲息環(huán)境中占得先機?會不會是某種交配策略?假設(shè)除人類以外還有直立行走的哺乳動物,然后思考上面這些問題,可以為我們研究古人類如何進化出這種運動方式提供一些重要線索。但是,由于沒有其他直立行走的哺乳動物可供研究,甄別并剔除不合理假設(shè)的難度極大?;蛟S,我們應該把探索的時間段進一步前移,研究恐龍時代。一旦這樣做,我們就會發(fā)現(xiàn)直立行走并非那么罕見。1英里≈1.6千米?!幷咦?英寸=2.54厘米?!幷咦?4第2章兩足動物的黃金時代:從蜥蜴、主龍、鱷魚到霸王龍四條腿的好,兩條腿的更好!四條腿的好,兩條腿的更好!四條腿的好,兩條腿的更好!——喬治·奧威爾,《動物莊園》,1945年1小時候,我經(jīng)常和哥哥姐姐們一起看重播的《失落的大陸》。我總是害怕“蜥蜴人”,這些爬行動物用一種嘶嘶的聲音說話,還總是試圖綁架馬歇爾家的人。他們個子很高,長著一雙大得嚇人的眼睛,用兩條腿走路。我覺得年輕的比爾·蘭比爾就是一個蜥蜴人,這樣就能解釋他為什么那么高,也許還能解釋我為什么討厭他們球隊。(底特律活塞隊的職業(yè)籃球運動員蘭比爾身高6英尺11英寸,而我是波士頓凱爾特人隊的狂熱球迷。)《失落的大陸》當然是虛構(gòu)的,但雙足爬行動物是真實存在的。在2018年平昌冬奧會即將閉幕之際,韓國科學家宣布發(fā)現(xiàn)了一條蜥蜴在1.2億年前直立行走時留下來的大腳印。2這只蜥蜴也許是為了躲避捕食者,用兩條腿站立起來,在泥灘上狂奔,留下了兩足行走的痕跡。在強烈的陽光照射下,泥灘硬化了,隨后被多年的沉積物掩埋。地質(zhì)隆升和侵蝕最終把一只古代蜥蜴生命中的這一時刻展現(xiàn)了出來。幸運的是,科學家在腳印碎裂之前發(fā)現(xiàn)了它。雖然古代腳印非常罕見,但發(fā)現(xiàn)兩足蜥蜴并不足為奇。即使在今天,南美的蛇怪蜥蜴還能用兩只腳站起來逃命。這種小蜥蜴的奔跑速度非???,它們甚至能以兩足行走的方式在水面上奔跑一小段距離。這也25是蛇怪蜥蜴的另一個名字“基督蜥蜴”的由來。更多的發(fā)現(xiàn)表明,快速爬行動物用兩條腿行走已經(jīng)有一段時間了。20年前,多倫多大學的古生物學家在德國中部的古老沼澤化石中發(fā)現(xiàn)了一具小型兩足爬行動物的骨骼。他們稱之為真雙足蜥(Eudibamuscursoris),字面意思是“最早的兩足動物”。它們的長腿和鉸鏈關(guān)節(jié)表明,這種已滅絕動物是兩足動物。令人驚訝的是,真雙足蜥的年代非常久遠。它生活在大約2.9億年前,比爬行動物的起源晚不了多久,比第一批恐龍進化出來早了數(shù)千萬年。憑借這個年齡,真雙足蜥成為地球歷史上已知最早用兩條腿而不是四條腿行走的動物之一。3盡管這種體型小、速度快的爬行動物可以像今天的蛇怪蜥蜴那樣用后腿疾跑來躲避捕食者,但是它們在進化道路上踏進了一條死胡同。換句話說,這個已知最早的陸地兩足動物譜系是失敗的。它滅絕了,沒有留下任何現(xiàn)代后代。但是,兩足動物的黃金時代即將到來。在我的窗戶外面,一只小小的兩足動物正在春天的綠油油的草坪上蹦蹦跳跳,尋找著蟲子。它很可愛。不,我說的不是我女兒,而是一只美國知更鳥。它在草坪上跳來跳去,偶爾把喙扎進土里捉蟲子。最終,有什么東西嚇到了它,它張開長有羽毛的前肢,飛到了附近的一棵樹上。所有的鳥類,包括知更鳥、鷹、鴕鳥和企鵝,都是兩足動物。鳥類是什么時候、因為什么原因進化成兩足動物的呢?也許了解鳥類進化成兩足動物的過程,可以幫助我們了解人類的直立行走??茖W家有時會研究近親物種的生理結(jié)構(gòu),尋找異同點,以了解某一26特定特征的進化起源。我們經(jīng)常采用這種方法,把人類和猿類近親放到一起進行比較。那么,誰是現(xiàn)存鳥類的近親呢?這個問題的答案很清楚,同時也令人震驚。通過研究鳥類的生理結(jié)構(gòu)和DNA(脫氧核糖核酸),科學家已經(jīng)證實,我們這些長著羽毛的朋友與鱷類(鱷魚、短吻鱷和凱門鱷)關(guān)系非常密切。4DNA和化石不僅能揭示哪些動物關(guān)系密切,還能揭示它們最后一次擁有共同祖先的時間。例如,人類和黑猩猩的共同祖先生活在僅僅600萬年前。但所有鳥類和鱷類的最后一個共同祖先生活在更久遠的時代,超過2.5億年前。20世紀80年代出演喜劇《成長的煩惱》的少年明星柯克·卡梅隆出現(xiàn)在一個在線視頻中,通過鳥類與鱷魚的親緣關(guān)系來證明進化論是一個虛構(gòu)的童話:“這就是進化論者一直在尋找的……鱷魚鴨嗎?”5但是,進化并不是卡梅隆想象的那樣。任何兩種動物最后的共同祖先都不是電影《攔截人魔島》所描述的兩個現(xiàn)存物種的雜交物種。相反,它通常是一種更普遍的生命形式,現(xiàn)存動物的特異性是它們在適應特定環(huán)境的過程中通過長期獨立的改變和進化過程形成的。鳥類和鱷類最后的共同祖先不是鱷魚鴨,而是一些叫作主龍的動物。我們知道這些,是因為它們留下了化石。早期主龍化石可以在2.45億—2.7億年前的巖石中找到,這段時間被稱為三疊紀。有的主龍吃植物,有的以小型爬行動物和從外表看像長毛蜥蜴的原始哺乳動物為食。有的主龍很小,有的體型龐大,其中一類被稱為波斯特鱷屬(Postosuchus)的主龍,在博物館里很容易被誤認為小型霸王龍,它偶爾會兩足行走。這個時期的主龍不是恐龍,至少暫時還不是。大約在2.45億年前,出于某些尚不清楚的原因,主龍譜系發(fā)生了分裂,進化出了兩種主要形式:一種最終導致了現(xiàn)代鱷魚和短吻鱷的出現(xiàn);另一種變成了恐龍,最27后變成了鳥類。這兩個譜系都是在兩足動物的基礎(chǔ)上發(fā)展形成的。2015年,北卡羅來納州自然科學博物館的林賽·贊諾在羅利市西邊2.3億年前的沉積物中發(fā)現(xiàn)了三疊紀鱷魚的遺骸。她稱之為Carnufexcarolinensis,意思是“卡羅來納屠夫”。6它有9英尺(2.7米)高,滿嘴鋒利的牙齒,偶爾兩足行走。我們經(jīng)常認為鱷魚是活化石,仿佛它們從恐龍時代起就沒變過。但與今天緩慢爬行的鱷魚相比,最早的鱷魚祖先體格輕盈,動作敏捷,經(jīng)常保持直立姿態(tài),有時甚至會兩足行走。7贊諾的古生物實驗室位于羅利市中心自然研究所的二樓。這棟樓建于2012年,是一個旨在吸引公眾參與科學過程的現(xiàn)代設(shè)施。在玻璃板后面向游客全方位展示的不僅僅是化石,還有發(fā)現(xiàn)和研究這些化石的古生物學家。實驗室的中央有一個三角龍頭骨,等待著被從石膏護殼上分割下來清洗。氣動刻磨筆正在慢慢清除這些早已滅絕的動物的礦化骨頭上附著的古老土壤,房間里充斥著機器的嗡嗡聲。贊諾說:“我一直想成為一名古生物學家?!鄙闲W的時候,她會認真地把她的恐龍橡皮擺放到課桌上。她對科學很有熱情,但她認為研究恐龍并不是一個很現(xiàn)實的職業(yè)選擇,所以一開始她在一所社區(qū)大學選報了醫(yī)學預科專業(yè)。就在那時,她讀到了唐·約翰森的《從露西到語言》(FromLucytoLanguage)。唐·約翰森是著名的早期人類化石“露西”的發(fā)現(xiàn)者。贊諾又一次迷上了化石,但還是沒有信心踏入人類古生物學領(lǐng)域?!爱敃r,這個領(lǐng)域的研究人員顯然比化石還多?!彼f。贊諾轉(zhuǎn)而研究脊椎動物古生物學,從此踏進了恐龍及其近親的世28界,再也沒有回頭。她為我從櫥柜里取出了“卡羅來納屠夫”化石,小心翼翼地放到保護墊上。這些2.3億年前的化石呈淺橙色,頭骨碎片很薄,很脆弱。贊諾把它們組裝成一個和成年鱷魚頭差不多大的頭,然后拿出了在頭骨旁邊發(fā)現(xiàn)的肱骨。這根骨頭很小。贊諾認為,前肢這么細,說明“卡羅來納屠夫”很可能偶爾會用兩條腿行走,也許它們可以靈活地在四足行走和兩足行走之間來回轉(zhuǎn)換。但是,正如她所指出的,目前還沒有發(fā)現(xiàn)腿骨。處理信息缺失的一種方法是將“卡羅來納屠夫”與生活在同一時期的其他類似鱷魚的主龍進行比較。人們在得克薩斯州和新墨西哥州發(fā)現(xiàn)鱷魚的一些古代近親,例如波波龍(Poposaurus)、蘇牟龍(Shuvosaurus)、靈鱷(Effigia)。這些古代野獸也有大腦袋和細胳膊,最完整的化石表明它們的腿長而有力。根據(jù)保存下來的鉸鏈狀腳踝和巨大腳跟,研究人員可以確定,它們都是用兩條腿行走的。8“卡羅來納屠夫”是在北卡羅來納州查塔姆縣蒙丘鎮(zhèn)以南的一個采石場發(fā)現(xiàn)的,三疊紀時期暴露在含氧量非常高的空氣中的泥巖腐蝕巖石,將它們變成了紅色和橙色?,F(xiàn)在,這些巖石被挖掘出來制成磚塊,導致泥巖沉積物中保存的化石遭到了破壞。這些化石在地球上歷經(jīng)風雨,保存了2.3億年,現(xiàn)在再也不能保存下去了。采石場工人有時會在骨頭被重型機械粉碎前幾天給科學家提供信息。對于古生物學家來說,這就是一次搜救行動。在三月的一個陽光明媚的下午,我沿著1號老路,驅(qū)車穿過深河大橋,進入查塔姆縣。其中有一段路有7英里長,沿路修了6所教堂,其中4所是浸禮會教堂。水仙花開花正盛。街道兩旁是獨棟小房子,路邊是正在開花的山茱萸。這是北卡羅來納州的州花。許多房屋都是用三疊紀泥巖磚砌成的,有的磚塊里面肯定有化石。但是在有巨獸出沒的2.3億年前,這里的地貌與現(xiàn)在大不相同。沒29有山茱萸,開花植物還沒有進化出來,路邊的草同樣沒有進化出來。那時候的植物主要是蕨類和苔蘚。長葉松的古老祖先旁邊是現(xiàn)在的低矮北美短葉松的近親,樹干粗壯,高度可達50英尺。路邊沒有垃圾、汽車,也沒有人。如果你碰巧遇到“卡羅來納屠夫”,就絕無逃生的可能。兩足鱷魚似乎是一次成功的進化,但在鱷魚譜系中,兩足行走最終并不是一種受歡迎的運動方式。相反,這些爬行動物逐漸進化出了四足行走。偶爾的兩足行走可能對“卡羅來納屠夫”有幫助,更依賴于四足行走的鱷魚近親們卻經(jīng)受住了時間的考驗,也許是因為它們更適合在淺水地帶伏擊獵物吧。兩足行走再一次失敗了。在進化路上主龍分岔口沿著另一條路徑往下,最終就會看到現(xiàn)代鳥類。這一譜系的起點是最早的類恐龍主龍,以及最早的恐龍。最早的恐龍并不像劍龍(Stegosaurus)那樣用四條腿行走,而是用后腿站立,像后來的另一種恐龍——伶盜龍(Velociraptor)那樣疾步如飛。它們是兩足動物。和鱷魚的情況一樣,對于許多恐龍譜系來說,兩足行走并不是一種成功的運動方式。相反,它們一個接一個地進化出了四足行走。舉個例子,長頸的雷龍(Brontosaurus)和長角的三角龍(Triceratops)就屬于這種情況。但有一個恐龍譜系保留了兩腳站立姿態(tài)和兩足行走的運動方式。可怕的異特龍(Allosaurus)在侏羅紀用兩條腿四處巡視,霸王龍在白堊紀建立了霸主地位,它們都是兩足行走的獵殺機器。贊諾發(fā)現(xiàn)的不僅僅是古代鱷魚的化石。每到夏天,她都會在美國西部的白堊紀沉積物中挖掘,尋找霸王龍的祖先和它的兩足近親——鐮刀龍(Therizinosaurus)。兩足行走將恐龍的前肢從運動的責任中解放出30來,隨后恐龍的身上發(fā)生了一些異乎尋常的變異。我兒子非常喜歡恐龍,他的門上貼了一張霸王龍的照片,上面寫著:“如果你感到幸福,就拍拍你的……哦?!卑酝觚埖募毟觳彩窃S多恐龍笑話的笑點,研究人員一直在爭論它們到底有沒有什么功能。9但是與可憐的食肉牛龍(Carnotaurus)相比,霸王龍的前肢就像阿諾德·施瓦辛格的胳膊那樣粗壯,而食肉牛龍看起來就像一個扮演恐龍版蛋頭先生的人把霸王龍的頭放在了直立行走的兩條腿上,加上了角,卻完全忘記了手臂一樣。這樣看來,萎縮似乎是進化過程為兩足恐龍的前肢準備的一個可選方案。贊諾打開了電腦屏幕:“看看兩足恐龍的前肢會發(fā)生什么樣的神奇變化?!逼聊簧巷@示的是阿瓦拉慈龍(Alvarezsaurus)的復原圖,這是一種專門以昆蟲和白蟻為食的恐龍,它的手骨融合在一起,形成了一對巨大的善于挖掘的爪子。還有恐手龍(Deinocheirus)。這種兩足恐龍進化出了巨大的8英尺長的前肢,末端有3只長長的爪子。盡管這種恐龍因為可怕的前肢而得名(在希臘語中意思是“可怕的手”),但它可能是食草動物。它大概是要利用那些爪子把樹枝扒拉到它沒有牙齒的嘴里。贊諾還給我看了鐮刀龍的圖片。和恐手龍一樣,鐮刀龍也有巨大的前肢,但末端的爪子又長又寬。它的肚子也非常大,可能是坐在那里大吃導致的。“這是我見過的最糟糕的兩足動物?!彼f。鐮刀龍很可能擁有伶盜龍、竊蛋龍(Oviraptor)等其他許多兩足獸腳亞目食肉恐龍都擁有的東西,那就是羽毛。因為無須參與行走,前肢可以用來做很多事情,比如采集食物,或者作為裝飾來吸引配偶。竊蛋龍很可能是用它有羽毛的前肢把蛋藏在巢里的。其他恐龍可能會利用羽毛保暖。隨著時間的推移,羽毛被用于滑翔,然后用于動力飛行。6600萬年前,大多數(shù)恐龍滅絕了,但一些有羽毛的兩足恐龍幸存了下來。恐龍至少告訴了我們一件關(guān)于人類的事實——兩足行走使手臂擺脫31了負重,在這種情況下,進化會帶來新的變化。當然,鳥類前肢的主要功能還是運動——用于飛行。但有些鳥類(如鴯鹋、鴕鳥、美洲鴕和鶴鴕)的前肢并不用于運動。這些鳥不會飛,而是依靠腿運動。和人類一樣,它們也是兩足動物。但與人類不同的是,它們跑得很快。鴕鳥每小時能跑40多英里,而跑得最快的人類能達到它一半的速度就很幸運了。這些大型鳥類的腳和腳踝上沒有肌肉,只有長長的肌腱,可以伸展,儲存彈性勢能,通過回彈推動身體前進。它們的肌肉位于臀部,就像節(jié)拍器一樣,重心位于遠離擺動端的位置。因為這種身體結(jié)構(gòu),這些鳥可以像走鵑那樣快速擺動雙腿。雖然人類的腳和腿上的肌腱比猿類長,但我們的腳和腿上的肌肉比鴯鹋和鴕鳥更發(fā)達,這就是我們不能快速擺動雙腿的原因。人類和鴕鳥的腳還有一個重要的不同之處:人類的腳跟接觸地面。我們運動時腳跟著地,但是這些不會飛的大鳥用腳趾走路,腳后跟抬高,這種運動方式把鳥腳變得像彈簧一樣。有的人認為鳥的膝蓋向后彎曲,其實并非如此。我們在人類膝蓋所在的位置看到的關(guān)節(jié)實際上是鳥的腳踝,它的彎曲方式和我們?nèi)祟愐粯?。既然鳥類和人類都用兩條腿走路,為什么結(jié)構(gòu)會如此不同呢?這是因為進化只能對已經(jīng)存在的結(jié)構(gòu)起作用。我們并不是被憑空創(chuàng)造出來的,而是由類人猿進化而來的。與鳥類相比,人類兩足行走的時間很短。距今僅僅幾百萬年前,我們的祖先還在用靈活自如、長滿肌肉、適合抓握樹干和樹枝的腳到處攀爬。鳥類是直立行走動物鏈條上的仍然存活的環(huán)節(jié)(這根鏈條至少可以追溯到2.45億年前)。從進化的角度來看,它們是直立行走的大師,而人類是笨拙的新手。包括古代蜥蜴、鱷魚、霸王龍和鳥類在內(nèi)的多個譜系都進化出了直立行走,它們有什么共同點可以幫助我們解開謎團,找到人類用兩條腿32走路的原因嗎?對所有的動物而言,無論是基督蜥蜴還是伶盜龍,兩足行走似乎都是為了提升速度。蟑螂受到驚嚇時也會站立起來,用兩條腿奔跑。早期人類進化成兩足行走是為了提升速度嗎?答案顯然是否定的。四足奔跑的黑猩猩可以輕松地達到接受過多年訓練的奧運會短跑選手的速度。跑得最快的猴子是非洲赤猴,如果參加奧運會百米短跑,可以輕輕松松地贏得金牌,但它不是兩足動物。我們進化成兩足動物后速度變慢了,由此可見,速度并不是我們追求的目標。為什么兩足行走使人類的速度變慢,卻使伶盜龍的速度變快了呢?答案在尾巴上。阿爾伯塔大學的研究人員發(fā)現(xiàn),恐龍的速度得益于它們的大尾巴。10兩足恐龍強有力的尾部肌肉與后肢相連,增加了后肢的推動力?;叵胍幌隆顿_紀公園》中聰明的伶盜龍的姿勢,或者《博物館奇妙夜》中奔跑的霸王龍骨架。11它們尾巴收緊,腦袋向前一傾,就飛奔了起來。哺乳動物的尾巴和兩足行走之間的關(guān)系更為復雜。很明顯,人類沒有尾巴,猿類也沒有。沒有尾巴是人猿總科的特征之一,其成員都是彼此有親緣關(guān)系的靈長類動物,包括長臂猿、猩猩、大猩猩、黑猩猩、倭黑猩猩和人。下次去動物園時,在把黑猩猩、大猩猩或猩猩稱為“猴子”之前,先停下來想一想。猴子通常有尾巴,但猿沒有。所有的猿類都能以直立的姿勢移動,還能用手臂懸吊——猴子通常做不到。12因此,游樂場的兒童秋千更應該叫作“猿架”,而不是“猴架”。長臂猿可以掛在樹枝上擺動,猩猩可以在樹叢中直立行走,非洲猿可以在樹干上爬上爬下,就像玩滑竿一樣。人類的直立姿態(tài)表現(xiàn)在我們的行走方式上——直立行走。33顯然,沒有尾巴也可以直立行走。大多數(shù)哺乳動物都有尾巴,但不是用兩足直立行走的動物。一些哺乳動物的祖先失去了強有力的尾巴,原因似乎有兩個:要么是進化出了像老鼠一樣的小尾巴,要么是因為早期哺乳動物生活在恐龍的陰影下,根本沒進化出尾巴。事實上,強有力的尾巴可能會阻止哺乳動物用兩足直立行走。要知道為什么,我們必須去澳大利亞和新西蘭看一看。在5萬—7萬年前,成群結(jié)隊的智人將他們的領(lǐng)地擴展到非洲大陸以外的歐亞大陸。他們向東推進,最終到達印度尼西亞群島。那是一個冰河時代,赤道附近的印度尼西亞盡管感受不到寒冷,也受到了一些影響。海水被困在巨大的極地冰冠中。當時的海平面很低,印度尼西亞的島嶼彼此相連,形成了一塊陸地,現(xiàn)在的科學家稱之為巽他古陸。但是,無論海平面有多低,人類都仍然需要制造簡單的船只,還要有好奇心和冒險精神,才能繼續(xù)向東南前進,從一個島到另一個島,直到進入最近的大片陸地——澳大利亞。13登陸后,他們發(fā)現(xiàn)自己身處一個到處都是兩足動物的世界中。那里有數(shù)千萬只鴯鹋,它們體型龐大,不會飛,用兩足行走。袋鼠的數(shù)量可能更多。但作為兩足動物,袋鼠的運動方式和我們,甚至和鴯鹋都不一樣,它們會跳。14這種運動方式利用了儲存在大腿肌腱中的彈性勢能,對它們來說是一種非常有效的運動方式。它們可以達到每小時40英里以上的速度。但是當人類第一次來到澳大利亞時,他們不僅發(fā)現(xiàn)了跳躍的袋鼠,還看到了會走路的袋鼠。這些動物的骨頭跨越千山萬水,從澳大利亞被運到了紐約。位于紐約的美國自然歷史博物館是科學愛好者的樂園。大廳里有一34個令人興奮的場景——面對饑餓的異特龍,為了保護孩子,重龍(Barosaurus)媽媽用兩條腿直立了起來;海登天文館在某種程度上解釋了星系紅移的原因;而我可以在1∶1的藍鯨模型下躺上一整天。但是,當參觀者們在每層樓的環(huán)形展廳中瀏覽時,很少有人會意識到,在博物館不對公眾開放的巨大的中心區(qū)域,還存放著一些研究館藏,一些人正在那里進行科學研究。2018年4月,我在那里研究了巨大的更新世袋鼠的骨骼化石。研究館藏離展品如此之近,我甚至能聽到墻壁那一側(cè)的學童們激動的叫聲。房間里的柜子堆到天花板那么高,里面裝著早已滅絕的動物的遺骸。還有數(shù)百個未打開的板條箱,裝著19世紀和20世紀初古生物探險發(fā)掘的未經(jīng)處理的化石。這讓我想起了電影《奪寶奇兵》最后那一幕。那些大得無法放進櫥柜的化石被放置在木制托盤上。其中一面墻的旁邊放著雕齒獸的巨大甲殼——雕齒獸是犰狳的近親,已經(jīng)滅絕。在它們旁邊是一副舌懶獸的骨架,這是一種已滅絕的巨型地懶,體重超過一噸。另一面墻旁邊放著安氏獸(Andrewsarchus)的頭骨,這是一種生活在4000萬年前始新世的巨型食肉哺乳動物。我覺得電影《大魔域》中幸運龍的頭骨可能就是這個樣子的。15參觀者幾乎都不知道這些珍寶與那些展品僅僅是一墻之隔。房間另一個角落的抽屜里裝滿了南澳大利亞更新世哺乳動物化石。博物館里有兩個櫥柜,裝滿了兩次卡拉伯納湖探險(一次是1893年,另一次是1970年)發(fā)掘的骨頭——博物館的科研人員在那里發(fā)現(xiàn)了已經(jīng)滅絕的巨型袋鼠的化石。這些骨頭質(zhì)地緊密,顏色也很奇特。在化石上常見的棕色和灰色緊挨著深淺不一的橙色、白色甚至粉色。有的骨頭破損嚴重,有的保存得非常好,仍然像它們活著時一樣接合在一起。我小心翼翼地從抽屜里取出一只巨型短面袋鼠(Sthenurus35stirlingi)的腳、腿和骨盆化石。這只袋鼠重達300多磅,從尾巴到鼻子有10英尺長,僅股骨就有一把管鉗那么大。如果這種體型的動物試圖跳躍,它的肌腱就會斷裂。因此,跳躍會導致它迅速滅絕。那么,這種袋鼠是如何四處活動的呢?美國布朗大學古生物學家克里斯丁·賈尼斯解開了這個謎團:這只袋鼠不會跳,但是會行走。16賈尼斯注意到巨型短面袋鼠的尾骨比較小,這表明它不具備現(xiàn)代袋鼠在跳躍時用尾巴平衡身體的能力。此外,與今天的人類一樣,巨型短面袋鼠的臀部和膝蓋異常大,因此它們完全可以用一條腿支撐自己的體重。最近在澳大利亞中部發(fā)現(xiàn)的400萬年前的腳印證實了賈尼斯對這些古老骨頭的解釋:巨型短面袋鼠會行走。17我一邊研究這些化石,一邊努力想象巨型袋鼠行走的樣子。我希望它還活著,還能看到它在澳大利亞內(nèi)陸游蕩。不幸的是,在更新世,巨型短面袋鼠就消失了,也許是因為遭到后來的兩足動物捕獵而滅絕了。巨型短面袋鼠不能像今天的袋鼠那樣跳躍,是因為體型太大。在人們的描述中,其他已滅絕的大型哺乳動物即使不用兩足直立行走,通常也會保持直立姿態(tài)。博物館展示的已經(jīng)滅絕的更新世巨型洞穴熊通常會擺出一種威脅性的直立姿勢,體型龐大的大地獺(Megatherium)的骨架也經(jīng)常被恢復成在低矮的樹枝上覓食的直立姿勢。雖然大部分時候是用四足行走的,但有足跡證據(jù)表明,大地獺偶爾也會用兩足行走。18即使沒有找到頸以下部位的化石,也仍然有人假設(shè)已經(jīng)滅絕的亞洲更新世巨猿(Gigantopithecus)是兩足直立行走的動物,這不由得讓人想起一些像素不高的視頻中和臆想的目擊者口中的大腳野人和雪人。龐大體型似乎可以解釋為什么一些哺乳動物會變成兩足直立行走的動物,但這是否有助于揭示人類行走的神秘起源呢?答案似乎是否定36的。化石顯示,我們最早的兩足直立行走的祖先體型并不比黑猩猩大。19體型并不是迫使我們站起來的原因,速度也不是。我們的祖先開始用兩條腿而不是四條腿走路,肯定有別的原因,而且肯定與其他動物直立行走的原因不同。這個原因肯定是人類獨有的動力。到底是什么呢?1英尺≈0.3米?!幷咦?磅≈0.45千克?!幷咦?7第3章人類是如何站起來的:關(guān)于直立行走的N個假設(shè)關(guān)于直立行走起源的很多推測都別出心裁,令人神往。最重要的是,這是一個鼓勵大膽推測的學術(shù)領(lǐng)域。——喬納森·金登,博物學家,《卑微的起源》,2003年1古希臘政治家亞西比德稱,人類曾經(jīng)有四條腿、四只胳膊和兩張臉。他們傲慢而危險,這明顯是對眾神的威脅。因此宙斯非常擔心,他想用閃電毀滅人類,他和奧林匹斯諸神就曾用這個辦法對付泰坦。2但他想出了一個更加巧妙的計劃。他把人類分成兩半,使他們只有兩條腿、兩只胳膊和一張臉,威脅就沒有那么大了。阿波羅把這些分成兩半的人包扎起來,在他們的肚臍上打了個結(jié)。從那以后,他們就一直在地球上流浪,尋找他們的另一半,也就是靈魂伴侶。人類是一個奇怪的物種。我們一直在尋求一些重大問題的答案。我們從哪里來?我們?yōu)槭裁磿乾F(xiàn)在這個樣子?為了尋求有證據(jù)支持的答案,我們求助于科學。但科學家必須非常小心,因為在缺乏證據(jù)的情況下,關(guān)于直立行走起源的假設(shè)可能就像宙斯將四條腿的人類一分為二的神話一樣虛無縹緲。關(guān)于人類兩足行走的許多解釋使用的可能是科學的語言,但它們都與“豹是如何長出斑點的”、“駱駝是如何長出駝峰的”以及魯?shù)聛喌隆ぜ妨旨傧氲钠渌适掠兄嗤臄⑹萝壽E。芝加哥大學的人類學家拉塞爾·塔特爾曾將兩足起源假說稱為“有科38學依據(jù)的故事”。3在過去的75年里,人類學家提出了越來越多的人類用兩條腿行走的可能原因,發(fā)表了100多篇科學論文,解釋我們的祖先用兩條腿走路為什么得到了自然選擇的青睞。但這些解釋幾乎都沒有引起重視。與其直接探究為什么人類是兩足動物,不如先從更廣泛的角度來考慮這個問題。其他哺乳動物很少用兩足行走,最經(jīng)常用兩條腿行走的(盡管還是偶爾為之)是靈長類動物:狐猴、猴和猿。馬達加斯加狐猴從樹上下到地面后,就會用兩條腿跳躍,四處活動。卷尾猴用胳膊收集堅果和石頭,用兩條腿短距離行走。狒狒在齊腰深的水中行走時會采用直立姿態(tài)。所有的類人猿,包括黑猩猩和倭黑猩猩,都會不時地用兩條腿行走。因此,問題不在于兩足行走如何從無到有,而在于是什么條件使兩足行走的頻率增加,從其他靈長類動物的偶爾為之變成人類的全時直立行走。4雖然在哺乳動物中,兩足行走非常罕見,但兩足直立的姿勢比較常見。當然,我們的祖先在開始用兩條腿走路之前,也必須先站起來。研究為什么一些現(xiàn)存的哺乳動物能站著,可能會對我們了解為什么早期人類祖先會進化出直立姿勢有所啟示,因為直立姿勢是兩足行走的先決條件。許多哺乳動物用兩條腿站立來觀察周圍的環(huán)境。例如,這種行為在非洲狐獴和北美草原犬鼠身上很常見。英國肯特郡類人猿館里那頭名叫安班的雄性大猩猩經(jīng)常直立,看著飼養(yǎng)員菲爾·里奇斯為它準備食物。安班聽到遠處有聲音時,也會直立起來,眼睛盯著那個方向。這些例子支持“躲貓貓”假說。5該假說認為,直立姿勢是我們的祖先進化出來的39一種在大草原上搜尋捕食者的方法。在查爾斯·達爾文出生的那一年(1809年),法國博物學家讓–巴蒂斯特·拉馬克在他的《動物哲學》一書中提出了類似的觀點(拉馬克最出名的成就是他提出了一個很大程度上不正確的進化機制假說)。他認為,兩足行走滿足了“對一覽無余的視野的渴求”6。如果這個說法是正確的,那么古人類祖先在因避免被發(fā)現(xiàn)而下蹲之前,會站在草地上觀察危險的情況。我想,這可能是正確的,但為什么我們的祖先要開始用兩條腿行走呢?如果你發(fā)現(xiàn)獅子,獅子也看到了你,用兩條腿跑比四足飛奔要慢得多。還有一些人認為黑猩猩和熊直立起來是為了警告其他動物遠離它們的領(lǐng)地,或者只是為了嗅嗅空氣,以探測周圍環(huán)境。也許我們的古人類祖先站起來是為了讓自己看起來高大威猛。7也許這個姿勢有助于他們生存下來,繁衍出更多后代。有一位學者更進一步,認為早期古人類站起來,是為了使用荊棘防御獅子。8也有可能直立姿勢不是為了警戒,而是有助于覓食。長頸羚是一種可愛的東非羚羊,它會用后肢站立去吃營養(yǎng)豐富的金合歡嫩葉。山羊偶爾也會這樣做。在野外,一些黑猩猩用兩條腿站立,去吃低垂的果實。9有時它們在地面上這樣做,有時是在樹上。一些科學家假設(shè),我們的古人類祖先也會站起來抓取采摘不到的食物。那些直立的人可以填飽肚子,并且足夠健康,能生育更多的后代。還有一些人認為,我們的祖先不是生活在草原上,也不是生活在果樹下面,而是生活在類似于今天博茨瓦納的奧卡萬戈三角洲那樣潮濕、有大量莎草的棲息地。10果真如此的話,我們就曾經(jīng)是沼澤猿?,F(xiàn)在生40活在奧卡萬戈附近的狒狒偶爾會用兩條腿站立,以避免臉上沾到水。這一假說是在水猿假說的基礎(chǔ)上做了合理的改進。11水猿假說是阿利斯特·哈代爵士在20世紀60年代,以及伊萊恩·摩根在之后不久先后提出的。最近,大衛(wèi)·愛登堡在英國廣播公司的一個廣播節(jié)目中進一步宣揚了這一觀點,猜測古人類是在水中進化出兩足行走的。他聲稱這個理論可以解釋人類無毛、具有相對浮力、嬰兒有潛水反射,以及人類其他的解剖及生理特性。2012年,動物星球頻道播出的特別不科學的節(jié)目《真實美人魚:科學的假設(shè)》中介紹了這個觀點,有190萬美國人觀看了該節(jié)目。節(jié)目中充斥著捏造的證據(jù),還安排演員杰森·柯普和海倫·約翰斯扮演“科學家”羅德尼·韋伯斯特和麗貝卡·戴維斯接受采訪。如果你沒有意識到水生棲息地會有很多危險的鱷魚和河馬,而人類又不是很擅長游泳,那么你可能會認為水猿假說是有道理的。12邁克爾·菲爾普斯可以說是世界上速度最快的游泳運動員之一。在2008年北京夏季奧運會上,他用不到1分43秒的時間游完了200米自由泳。在同一屆奧運會上,尤塞恩·博爾特在陸地上以19秒的時間跑完了同樣的距離。如果你認為我們在陸地上走得慢,沒錯兒,那就到水里試試吧。但是,如果附近有鱷魚和河馬,還是不試為好。那么,為什么我們的祖先會站起來并開始用兩條腿走路呢?老實說,我們不知道,但看到一些人對自己喜歡的假設(shè)如此自信,我感到難以理解。2019年3月,進化生物學家理查德·道金斯在推特上說:為什么我們會進化成兩足動物呢?請看我的模因理論。靈長類動物偶爾會短暫地兩足行走,是一種非常容易模仿的把戲,是在肆意展示一種令人欽羨的技能。我認為,兩足行走的時尚模因隨文化傳播,激發(fā)了41模因—基因(包括性選擇)的協(xié)同進化。換句話說,剛開始的時候就是有樣學樣的行為。我希望道金斯當時用的是“hypothesis”(假設(shè))一詞,而不是“theory”(理論),因為在科學中,“theory”一詞指的是具有預測和解釋能力的寬泛全面的想法??茖W家對這個詞的使用與日常生活中不同,在日常生活中,“theory”有時只是胡亂猜測。但道金斯認為,兩足行走一開始只是一種趨勢,是一種很酷的文化現(xiàn)象,然后像病毒一樣傳播開來,最終導致了解剖結(jié)構(gòu)逐漸發(fā)生變化。2004年,道金斯與黃可仁合著的《祖先的故事》一書中首次提出了他的兩足行走文化模因概念。但在15年后,道金斯可以從推特上的433條回復中看出他的粉絲們的想法。一些回復堅持認為是上帝讓人類兩足行走的。還有一些回復非常簡單:“是嗎?”但是大多數(shù)的回答都來自100%相信自己知道為什么人類是兩足動物的讀者。被反復提起的有4種觀點:人類變成兩足動物是為了騰出手來使用工具或武器;是為了看得遠以躲避捕食者;是為了能在水中直立;是為了獲得耐力,以長距離追蹤獵物。但水猿假說的支持者尤其堅定,認為自己最了解真相??蒲胁皇敲癖娡镀薄_@些想法一遍又一遍地出現(xiàn),并不意味著它們就是正確的。但每個人都喜歡有趣的謎題,所以我們簡單了解一下道金斯在推特上沒有提到的那些假設(shè)13:·潛行跟蹤說:兩足行走使早期古人類能夠悄悄地接近獵物,并用石頭攻擊它們?!ぷ伺矂诱f:地面覓食的類人猿在從一個覓食地挪到另一個覓食地的過程中,逐漸進化出了直立的姿勢。42·古人類性吸引:女性會被站著展示生殖器的男性所吸引。是的,這真的是一個假設(shè)?!ぢ迤妗ぐ蜖柌﹣喺f:我們的祖先需要騰出手來互毆?!そO倒說:四足行走逐漸退出歷史舞臺,是因為前肢和后肢可能攪到一起,導致摔倒。當然,這對其他四足動物來說似乎不是問題。·抱孩子說:為了吃死去的動物,早期古人類跟隨大型非洲獸群遷徙,需要騰出手抱孩子。·躲避捕食者說:兩足行走有利于古人類躲避豹子和獅子。當然,事實并非如此?!づ试f:古人類是在跋山涉水的過程中進化出兩足行走的。·中新世迷你人類說:早期古人類的體型很小,可以用雙足在水平的樹枝上行走或奔跑。·性交易說:男性需要騰出手來把肉遞給女性,進行性交易?!せ馂恼f:地球附近的一顆超新星增加了森林火災的頻率,燒毀了類人猿的棲息地,從而促進了兩足行走。·模仿鴕鳥說14:古人類模仿鴕鳥兩足行走,以偷偷接近它們的巢穴并盜取鴕鳥蛋。這個說法是我杜撰的,但不比其他那些說法更瘋狂吧?還有很多假說15。關(guān)于兩足行走起源的假說數(shù)不勝數(shù),這本身并不是問題,問題在于其中很多都無法用我們目前掌握的信息進行科學檢驗。43要讓一個想法具有科學性,它必須產(chǎn)生可以與真實數(shù)據(jù)進行比較的預測。例如,在測試中新世迷你人類說時,科學家可能會預測最早的兩足古人類體型較小,生活在森林而不是草原環(huán)境中,已經(jīng)適應在樹上活動和覓食。如果實際的化石表明,最早的直立行走的古人類擁有巨大的身體,生活在草原環(huán)境中,并在地面覓食,中新世迷你人類說就會被推翻。如果數(shù)據(jù)與預測不符,證明假設(shè)是錯誤的,我們就可以繼續(xù)研究下一個假設(shè),推動科學繼續(xù)發(fā)展。如果我們構(gòu)建的假設(shè)不是可驗證的預測,它們就只是故事,就科學有效性而言與宙斯將人類劈成兩半的說法并無區(qū)別。好的假設(shè)都是容易受到質(zhì)疑、可以驗證的,好的科學家都靈活機動,會隨時放棄與數(shù)據(jù)不符的想法。那么,我們要找什么樣的數(shù)據(jù)呢?首先,陸地動物的兩足行走從哪里開始是一個有用的信息,當然,知道什么時候開始也是很有幫助的。查爾斯·達爾文在《人類的由來》中假設(shè)人類與非洲猿類有親屬關(guān)系。倭黑猩猩直到1933年才為科學所知,所以達爾文只寫了黑猩猩和大猩猩,但是亞洲猿、猩猩和長臂猿呢?我們與它們也有很多相似點。我們?nèi)绾未_定這些類人猿中哪一個與人類的關(guān)系最密切呢?這些關(guān)系引發(fā)的爭論持續(xù)了近一個世紀。20世紀60年代末,科學家開始比較這些物種的蛋白質(zhì),最終瞄準了它們的DNA。比較的結(jié)果是我們重新繪制了譜系圖。正如達爾文所預言的那樣,與人類親緣關(guān)系最接近的現(xiàn)存動物確實是非洲猿類。我們的近親是黑猩猩和倭黑猩猩,大猩猩是我們的第二代表親,而猩猩是第三代表親。與黑猩猩和倭黑猩猩的這種親密關(guān)系并不意味著人類是從它們進化而來的。它們是我們的近親,不是我們的祖先。我們不是它們的后代,它們也不是我們的后代。進化論預測,我們和它們有共同的祖先。別犯柯克·卡梅隆口中鱷魚鴨那樣的錯誤。這個共同的祖先既不是人類,不44是倭黑猩猩,也不是我們和倭黑猩猩的混合體,而是一種更廣義的類人猿,我們都是從它進化而來的。這種古猿長什么樣?它生存在哪個年代?這些都是棘手的問題,但科學家已經(jīng)有一些眉目了。當我走出位于格林尼治村的紐約大學校園韋弗利廣場25號四樓的狹小電梯時,分子人類學家托德·迪索特爾正在等著我。16他已經(jīng)55歲,身材不高,很健康,看上去比實際年齡年輕得多。那是一個陰冷的4月的一天,迪索特爾穿著色彩鮮艷的短褲、帆布休閑鞋和一件金剛T恤。短袖下露出了文身:右前臂上是達爾文著名的“Ithink”(我認為)譜系線條圖,左肱二頭肌上是大腳野人。他沒有保留莫霍克人的經(jīng)典發(fā)型,取而代之的是短寸頭、山羊胡和橙色框眼鏡。迪索特爾是全世界知名的人類遺傳學專家。我們參觀他的實驗室時,6名正在進行移液操作的研究生和博士后抬起頭。相對于紐約大學狹小的人類學系來說,這個實驗室已經(jīng)很大了。迪索特爾自豪地說,拍攝《遠古外星人》的喬治·索卡洛斯在這里見證了從頭骨中提取DNA的過程。他以為那是外星人的頭骨,其實不是。如今,美國聯(lián)邦政府的撥款越來越難申請,因此迪索特爾采取了一個聰明但頗具爭議的策略:讓電視工作室為他購買昂貴的設(shè)備,作為回報,在歷史頻道制作有關(guān)古代外星人和大腳野人奇幻傳說的節(jié)目時,他會提供專業(yè)指導。參觀完后,我們沿著街道前往白橡樹酒館吃午飯。迪索特爾點了一份沒有蘋果的蘋果沙拉,我問道:“人類和黑猩猩最后一次擁有共同祖先是什么時候?”我這次前來曼哈頓,就是為了這個問題。我本以為他會深深地嘆一口氣,若有所思地啜一口飲料,然后說些45模棱兩可的話。沒想到他毫不猶豫地說:“600萬年前,上下不超過50萬年?!薄笆菃??”我說,“我看到的估測最高有1200萬年,最低也有500萬年。”迪索特爾回答說:“那些說法都不對,都是在有問題的假設(shè)基礎(chǔ)上做出的推測?!彼忉屨f,人們曾經(jīng)通過計算少量目的基因的分子差異來估計譜系分化的時間,但現(xiàn)在更先進的技術(shù)可以快速比對不同物種的數(shù)以萬計的基因,包括人類和非洲猿的基因。可以肯定的是,并不是所有人都同意他對數(shù)據(jù)的解釋,但在迪索特爾看來,結(jié)果是清楚的。他認為我們的譜系在600萬年前就與黑猩猩和倭黑猩猩的譜系完全分離,這個結(jié)論得到了很多化石證據(jù)的支持。17假設(shè)大約25年就是一代,我和黑猩猩最后的共同祖先就是我的曾……曾祖母,在“祖母”前有大約24萬個“曾”字。如果每秒鐘說一次“曾”,要花整整三天時間才能不間斷地說到我的血統(tǒng)與黑猩猩的血統(tǒng)分離的地方。非洲自古以來就地域遼闊,有各種各樣的生境。知道最早的古人類生活在哪里是很有用的。他們是生活在原始森林的樹冠下,還是冒險進入草原?環(huán)境的變化常常導致行為和解剖結(jié)構(gòu)的漸進式變化。非洲環(huán)境急劇變化的線索隱藏在古老的土壤和牙齒化石中,其中保存有碳和氧的穩(wěn)定同位素。為了理解這一點,我們必須暫停一下,來上一堂簡短的化學課。碳和氧都以多種同位素的形式存在于自然界。有些同位素不穩(wěn)定且具有放射性。這對于確定化石的絕對年代非常有用,我們將在下一章繼續(xù)討論這個問題。在重建古代環(huán)境時,我們感興趣的是那些穩(wěn)定的同位46素。碳被記作碳12(12C),因為它通常有6個質(zhì)子和6個中子。它的同位素碳13比它多一個中子。研究表明,一些植物在呼吸時會排斥含有較重同位素碳13的二氧化碳,它們更愿意將碳12吸收到它們的組織中。這些植物通常生長在潮濕、繁茂的森林環(huán)境中。草和更開闊、更干燥的熱帶稀樹草原上的其他植物并不介意攝入碳13,而且會吸收更多的碳13。動物吃植物時,會將碳融入骨骼和牙齒中。碳13這種碳同位素的美妙之處在于它非常穩(wěn)定,即使經(jīng)過數(shù)百萬年的石化,也不會消失或改變。科學家可以將古代羚羊的牙齒磨成粉末,利用質(zhì)譜儀測量碳12和碳13的比例,從而確定該動物是在森林、草原還是兩者的混合環(huán)境中長大的。氧16(16O)也有一個穩(wěn)定的同位素氧18(18O),它比氧16多2個中子。這兩種同位素都可以充當水(H2O)中的那個“O”。因為氧16較輕,所以含有這種同位素的水更容易蒸發(fā),向上飄浮,形成雨云。氣候寒冷時,較輕的氧就會以雪的形式下降,并被困在極地冰中。因此,大量的氧18聚集在海洋中,形成了我們目前擁有的最重要的全球溫度記錄。此外,隨著氣候變得干燥、蒸發(fā)量增加,非洲的湖泊和河流也會聚集氧18。化石中的這兩種氧同位素比例也可以檢測,是當?shù)販囟群蜐穸鹊挠谰糜涗?。所有的動物都通過飲水或者它們吃的植物獲取水分,因此研究人員可以利用古代化石的化學成分,重建數(shù)百萬年前我們祖先開始進化時的非洲。他們得出的結(jié)果很有趣。從中新世開始,到至少1000萬—1500萬年前,非洲大陸越來越干燥,季節(jié)性越來越強,氣候波動也越來越明顯。東非的森林開始變得支離破碎,它們留下來的空隙被擴張的草原填補。于是,廣闊的森林逐漸向點綴有一塊塊森林的開闊稀樹草原轉(zhuǎn)變。當代科學家認為,陸地上的47兩足動物就是在這樣一種環(huán)境中進化的。然而,我們不確定直立行走在這個新的世界里有哪些益處。18一種解釋認為直立姿勢可以幫助我們的祖先在草原上保持涼爽。19赤道非洲很熱。大多數(shù)動物在夜里或早晚活動,為了防止白天過熱,它們會競相尋找陰涼的地方。我們的祖先在與食肉動物和其他大型非洲哺乳動物競爭這些不斷縮小的陰涼區(qū)域時,可能并不占優(yōu)勢。直立姿勢使身體暴露在陽光下的部位更少,同時,還可以讓更多的身體部位暴露在微風中,提高排汗效率。這個巧妙的假說(盡管不一定是正確的)是生物學家彼得·惠勒在20世紀80年代末和90年代提出的。他還估測兩足行走可以減少40%的水需求。我認為惠勒是對的,但不包括他對兩足行走起源的假設(shè)。原始人進入這些陽光充足的開闊草原環(huán)境后,確實需要擔心過熱的問題,但在這之前他們可能就已經(jīng)進化出兩足行走了。第二個假設(shè)與能量有關(guān)。人類行走1英里,需要燃燒大約50千卡。一把葡萄干就可以恢復我們行走1英里所消耗的能量。像人類這樣用兩條腿行走是一種非常節(jié)能的運動方式。哈佛大學的研究人員決定通過比較人類和黑猩猩的行走方式來測試兩足行走的效率。20他們把好萊塢的黑猩猩(那些你偶爾會在“老海軍”品牌廣告中看到的黑猩猩)放到跑步機
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