拇指的进化,让人类成为万物之灵,却让大熊

在此前的一篇文章中,我们曾介绍过大拇指对人类进化的重要意义,人类能进化成地球上唯一的智慧物种,发达的大脑起了关键作用,但大拇指的独特结构,也在其中起到强大的推动作用。

其他灵长类动物的拇指离其余四根手指的距离很远,而人类的拇指离其余四根手指的距离很近,就这么一个简单的区别,使得人类的拇指能够轻而易举地碰到其他手指,使得人类能够非常容易地抓起一些小物件,并灵活地操作这些工具——这是其他灵长类动物无法想象的。

人类独特的拇指结构,使得我们可以旋转、敲打、揉搓、挤压自然界中的一块小石头,或一段绳子,这就为后来的做记号、绘画、裁制衣物、建造房屋或车船等高难度工艺铺平了道路。且不管发达的大脑,这种独特的结构,能够让早期人类搬起石块,或抓其长矛,极大地提升了攻击了,有了跟狮子、豹子等猛兽正面硬刚的能力,这是其他动物绝对做不到的……

因此,我们说人类的拇指,极大地推进了人类的进化进程。但对于大熊猫来说,大拇指(伪拇指)的出现,却让它们从凶猛的食肉动物,变成了呆萌温顺的,几乎只以竹子为食的动物,如果把大熊猫的可爱放到一边,我们可以说这种动物的走进了进化的死胡同。

在漫长的进化历史中,大熊猫的手从未进化出真正对掌的拇指,而是从腕骨(桡骨籽骨)进化出拇指状的手指。如果你仔细研究过大熊猫的手掌,你会发现它有6根手指,其中5根的排布方式与其他熊类差不多,而第6根手指,我们通常称其为“伪拇指”,长得有点像人类的大拇指。这种独特的适应帮助这些熊完全依靠竹子生存,尽管它们是熊(食肉目成员,或食肉动物)。

在《科学报告》(ScientificReports)上发表的一篇新论文中,洛杉矶县自然历史博物馆的脊椎动物古生物学馆长王晓明及其同事报告说,他们发现了最早吃竹子的远古大熊猫拥有这种“拇指”,令人惊讶的是,它比现代大熊猫的拇指还要长。

始熊猫

虽然人们对现代大熊猫中著名的假拇指的发现,已经有多年的历史了,但由于几乎完全没有化石记录,这种腕骨是如何进化的还不清楚。在中国云南省昭通市的水塘坝遗址发现的大熊猫假拇指化石可以追溯到-万年前,化石来自一只始熊猫(大熊猫的祖先),让科学家们第一次看到这个额外的手指的早期使用——以及祖传大熊猫以竹子为食的最早证据——帮助我们更好地理解这种独特结构的进化。

大熊猫的手掌骨骼结构

研究人员认为:“在竹林深处,大熊猫在很久以前以杂食肉类和浆果为食,但后来转向了单纯以竹子为食。竹子是亚热带森林中的一种丰富植物,但营养价值较低。它们的‘拇指’帮助它们紧紧抓住竹茎,方便地啃食,这可能是大熊猫大量食用竹子的最关键的适应方式。”

这一发现也有助于解决一个持久的熊猫谜团:为什么它们的伪拇指看起来如此发育不足?作为现代大熊猫的祖先,始熊猫的伪拇指可能发育得更少,但化石显示,始熊猫的伪拇指比现代大熊猫较短的钩状手指更长,末端更直,更利于抓握。但为什么随着大熊猫的进化,这根手指变得越来越短呢?

始熊猫

研究人员认为,大熊猫的伪拇指必须兼顾走路和抓握竹子,这种双重功能限制了“拇指”的长短。现代大熊猫较短的伪拇指是进化过程中需要操纵竹子和需要走路之间的折中。现代大熊猫的伪拇指钩状的尖端可以让它们方便地操纵竹子,同时让它们方便地移动,去寻找更多的竹子。

“万到万年的时间应该足以让大熊猫长出更长的假拇指,但似乎由于需要旅行和承受体重的进化压力,使得“拇指”很短——足够强壮,而不至于太长而阻碍行动,”研究人员说。大熊猫从食肉猛兽进化到纯竹子食用者,必须克服许多障碍,与这些障碍相比,腕骨上的一个相对的‘拇指’可能是最惊人的进步。



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