作者：环球科学

在人类这么多的特性里面，双足行走可能是最重要的一个特征。跟自然界的很多动物相对比，双足行走可以让我们的手解放出来，做很多的事情。这对于人类的演化也是非常关键的一点。它不仅改变了我们整个人的解剖结构，而且这样一种把手腾出来进行觅食采集的方式，其实给了我们更多的时间和精力，去发展更多的技术。可能也因此演变出了人类的文明。

当我们提到人是怎么开始双足行走时，大家很可能在脑海中会浮现出一个很经典的图片，就是这边是一个四足着地的猿，然后这边是一个站起来走路的人。这是一个很有名的图片，叫《演化的历程》。

其实它的目的是想展示我们从猿的四肢行走到人的双足直立行走的过程，但它会给我们一种错觉，让我们觉得这个演化过程是一个线性的，我们逐渐从不那么像人，变得更像人，然后最终成为人。

但如果我们去看一些古人类学的发现，尤其是最近可能20年来的成果，你会发现事实可能不是这样的，人类演化出如今直立行走的姿态的整个过程会比我们想的要复杂得多。

这个里面其实有一个非常经典的案例。我们知道李·伯杰是一个非常著名的人类学家，他在非洲做了很多年的古人类学工作。大概在08年的时候，他带着自己的孩子和自己的科研团队又到了南非去考察。

这个团队此前在南非其实已经挖掘到了一些化石，但是在很长一段时间内却没再发现任何新的证据。但是这次他9岁的孩子在这个地方跑动的时候，突然被一个化石绊了一下，拿起来的时候他父亲才发现它可能属于古人类。然后他们继续在地上寻找，突然发现上边还有一颗牙齿。这项发现也进一步证明了它一定属于古人类。

所以在短短的几秒钟内，他的孩子发现的化石可能已经超过了他们之前在这里工作10年所获得的化石。这可能也是一个野外工作者的宿命。

此后，李·伯杰的整个科学团队也在这地方进行了很长时间的挖掘工作。最终他们整理出了两具古人类的化石，第一具古人类的化石整体体型会比较小，生长板也还没有愈合。所以科学家认为他应该是一个8岁的小男孩。

然后另外一具应该是通过智齿和其他一些骨骼证据判断，她应该是一名成年的女性。但是这个女性有点惨，科学家进一步发现她的手臂、肩膀和她的下颌，甚至她的头部都有锯齿状的断裂——应该是被摔断的。所以整个证据证明，她当时应该是从高处跌落到了一个非常深的谷底，把自己摔死了。摔死以后可能食腐动物进一步破坏了她的身体，让她只留下了一副残缺的骨骸。

大概经过了几年的研究，李·伯杰根据这两具骨骼重新定义了一个新的物种，叫做南方古猿源泉种。

为什么我们讨论双足行走的时候，要先从源泉种开始说，因为它是一个以奇怪的骨骼所著称的物种。

整个南方古猿的分布时间特别广，从430万年前一直到100万年前都有，然后他的骨骼的发现的量也会比较大，但是科学家在对比的时候发现南方古猿的特点真的是千奇百怪。

比如，当我们关注南方古猿源泉种的的距骨时，就是你的脚掌和你的小腿之间连接的一块骨骼，会发现它的形态特别奇怪，跟其他的南方古猿，包括跟我们现在的人类都不一样，但这个可能不能说明什么。

因为距骨是出了名的复杂，它的形态有很多变化。但同时，这具化石另外一个很奇怪的地方就是它的内踝，对应着我们脚内侧的脚踝的位置。它其实是胫骨末端的一个凸起，相比其他的南方古猿，包括相比人类，南方古猿源泉种的内踝都要格外的大，它已经大到了类似于猿类的一个程度。

我们会发现这点其实挺奇怪的，比如说南方古猿源泉种，它其实已经是一个很接近人类的状态了。

所以其实我们会看到，即便它已经很接近人类的状态，但是它在骨骼或者是它在行走的时候，一些功能性的骨骼，可能也会有不同的特点。

而且同时我们分析了除了胫骨和距骨之外的骨骼。通过他的膝盖，包括他的骨盆，我们会发现，他走路时会出现一种对我们现代人来说很病态的姿势，如果是现代人出现这个姿势，我们会给他有一个病名叫做过度前旋。

他可能整个脚掌心往内走，表现出整个骨骼往里偏的现象，以这个姿态行走时，你的整个脚的外缘会先触地，地面会给脚掌包括上面的小腿一个向内旋转的力。

我们可以想象一下骨骼它是硬的，然后当它连接膝盖的时候，同时发生了一个这样过度的旋转，就可能会脱臼。所以对现代人来说这是一个特别痛苦的病，那么难道这些南方古猿源泉种他们就能忍受这种痛苦吗？

其实，在演化过程中有一个配套演化的过程，南方古猿源泉种可能会有相关的骨骼结构，让他能够适应这样一个结构。

后来我们发现，在他的膝盖连接髌骨的这样一个位置，侧面有一个侧板，这是我们现代人还有其他很多南方古猿都没有的一个可能都没有的一个功效，它侧板格外的大，所以会保护它，让它不那么容易脱臼。

所以我们会发现这样一个在现代人看来很不适宜的结构，其实对源泉种来说是一个很完整很适应的状态了。

生命总会找到自己的路。

而且后面科学家通过其他证据发现，源泉种可能是半树生生活，他也会从树上获取很多食物，所以科学家会认为这种行走方式可能有利于这样一种半树生的生活。

但是话又说回来，我们说源泉种它其实属于一个相对比较后期的南方古猿了，他已经离真正的人数已经很近了，而他还是一个半树生的状态，而在他之前前其实已经出现了很多能够在地面上双足行走的这样一些古人类了。

说到这一点，我们可能需要跟大家再讲一个巨大的背景图，我们可以看一下这张树状图，基本就代表了人科的演化的例子，其实你可以看到这个图的最底部可以跨越到700万年前，那就是我们发现的最古老的乍得沙赫人，然后再往上的话就是图根猿人，然后再往上的话，就是我们比较熟悉一点的所谓的地猿，我们往右偏可以发现众多的南方古猿化石，然后再往右偏一点的话，可能就会发现傍人，然后直接再往上走，让时间跨越到200万~100万年前左右的时候，我们会发现一些所谓的匠人、直立人。然后再往后走，在100万年以内，我们可能才会看到一些海德堡人和尼安德特人，甚至到早期智人这个样子。在看这幅图的时候，我们就可以大概知道人是怎么样演化的。

然后我们会发现根据现有的证据，人类直立行走的一个开端可能出现在大概500万年前到700万年前的这个阶段。其中南方古猿算是我们了解得相对比较充分的一个分类，因为它本身也是一个很有名的种类，其中就包括了我们很熟悉的露西，还有汤恩幼儿。露西的话是南方古猿阿法种，汤恩幼儿的话是南方古猿非洲种。

我们刚刚聊到的南方古猿源泉种，就是南方古猿中相对比较晚期出现的一个种，距今100多万年。最早期的南方古猿，应该是南方古人湖畔种，它可以达到430万年。之间跨越了300多万年。我们其实可以看到，科学家在研究南方古猿的时候也做了一些工作，比如说大概是在20世纪的70年代的时候，罗宾逊对比了傍人和南方古猿。这里还需要提一下，傍人为什么会把它单独分出来。因为傍人有一个很有意思的特点，就是它的牙齿特别大，然后还有一点就是它的骨骼也比较粗壮。当然，除了这些特点以外，我们可能还有一个很细节的特点要去研究。

因为刚才我们说了，虽然说南方古猿源泉种是一个半地生，半树生的生物，他整个状态可能是在树上和地面这两个状态间切换的。但整体上，他的走路姿势其实已经相对接近于人的形状了，然后他的步幅可以抬得很高，然后以人的这种大踏步的形式往前走。

但是傍人可不是这个样子的，通过研究他的踝关节以及他的盆骨，科学家可能认为，他在行走的时候只能拖步前行，拖步前行就是脚没有办法抬得那么高，然后往前拖着自己的步伐往前走。这种走路姿势可能是会被妈妈骂的那种走路姿势。

如果你觉得想了解一下拖步姿势是怎么样，可以看一下有些拖步行走的幼儿，你甚至可以在动物园里面去观察猩猩。

所以你会发现，傍人其实又出现了一个看似倒退的一种状态。傍人出现的时间毕竟比最早的南方古猿还是要晚一些，但从拖步行走这一点上来说，他们可能看起来更接近于猿。

这又再次论证，直立行走的演化过程是跟之前大家的认知不太一样的，双足行走的过程不是一个线性的发展过程，当时可能发展出了很多的行走方式。

除此以外，美国自然历史博物馆的科学家也做了一些研究。他想，在南方古猿内部有没有一些区别，所以他对比了南方古猿非洲种和南方古猿源泉种。当我们去关注两个物种之间的脚踝和脚面时，就会发现，南方古猿源泉种的踝骨跟人很像，但是他的脚面却更接近于猿。但是你反过来再看他们内部的非洲种，就会发现它的脚面跟人类很像，只是踝关节跟猩猩的很像。

所以就整体来讲，你真的没有办法说它是一个线性演化的过程，它在同时期其实拥有了很多不同的性状组合。

感觉更像是我们把不同的部位的牌打乱，然后从中抽出几张，随意组合起来。可能这个部位像猿，那个部位像人，然后这个部位又不像猿。

在此以外，科学家还研究了一些特点，比如对比地猿始祖种和南方古猿。这项研究是通过三维建模的方式来做的。你也会发现，同样的规律有再次浮现：各种特征是以组合的方式呈现的，而不是一个线性演化的方式呈现。

而且你还会发现，在短短200万年间，我们很明确地知道已经有5种古人类了，然后这5种古人类的行走方式都不一样。

可以看到，在化石方面已经有非常多的证据来证明了，这个演化不是一个线性的过程。而且在化石证据以外，还有很多其他的证据。

这个证据是什么？就是足迹或者说其实我们说足迹化石，我们现在其实就已经在用这种足迹做一些刑侦方面的鉴定，那么这些古人类学家他们也会像侦探一样。去观察留下的印记，而不是化石本身。

其中有一个很有意思的地方，是坦桑尼亚的莱托利地区，当时应该是在上个世纪的七八十年代，古人类学家来到这里，然后发现了很多组不同的脚印，然后其中一组发现在 A地点，另外一组发现在G地点。当时一下子 G地点的脚印就引起了轰动，因为人们发现它很有可能属于南方古猿。

然后所以人们当时就对 G地点的脚印展开了一番研究，A地点有一部分人认为他可能是属于熊的，因为我们知道熊有的时候也会抬起身体，然后举起前肢摇摇晃晃往前走，然后所以当时 A地点的脚印就被当做了熊的脚印。

然后直到可能这个世纪，然后有人说我们既然怀疑他是熊，我们为什么不去找真的熊来试一试。通过现生的熊来模拟当时的形态，看他是不是留下同样的脚印。

他们就引诱幼熊，因为当时发现A地点的脚印还是比G地点的小一点，用蜂蜜勾引着他，让幼熊抬起前肢往前走。

结果发现其实留下的脚印很不一样，都不用说脚印具体的形态，然后就他走路的姿态也很不一样，因为熊他还是不适应双足行走。

对他的髋关节其实支撑不了他那么重的身体，所以他一定会摇晃。

对他会摇晃，但是我们在A地点发现的脚印它其实是非常稳定的在往前走。

最后他们又对比发现，A地点的脚印形态会显得更短更宽一些，大脚趾会更外翻一些，这些形态与G地点的差异，甚至都已经超过了幼儿到成年人之间形态差异，所以说明A地点的脚印也不是一个小孩子留下的，最终他们认为A地点它有可能是一种其他的古人类留下的。

所以跟G地点相比的话，A地点是一种另外的古人类，那么在同一个时期内应该就是有很多不同的古人类在同一片地方生活。

莱托利地区这个地方特别神奇的一点是他们脚印是怎么留下来的呢？

是当时先可能发生一些火山喷发，火山灰覆盖在这里，然后下了一场雨，就把火山灰打得像泥地一样，我们都知道从下雨之后，可能几天时间它就会凝固，你就没有办法留下脚印了。

而A地点和G地点之间相差了只有2000米，也就是我们可以想象当时两种不同的古人类，他们在相距2000米的地方，在短短几天内擦肩而过。

如果在这么一个小地方，我们都可以看到这么多种具有不同行动方式的人在生活的话，我们可以想象在整个地球上，然后古人类的行走方式会有多么多姿多彩。

所以我们可以再一次的强调，在同一个时空下也有很多不同的古人类以不同的行走方式在地面上行走，可能在这么多的行走方式里面最终留下来的成为了我们智人选择的那一种。

实我们再一次回顾刚才聊到的所有无论是从傍人，然后南方古猿，然后再到地猿，然后再到我们熟悉的一些其他的物种，我们都可以发现在短时期内然后古人类演化出来非常不同的行走方式。

那么在这个学科上，大家把这种短时期内发展出了很多这种不同形态的方式，叫做辐射演化。

其实很多生物演化事件中都会出现这样的生物演化。生物可能以不同的方式去尝试适应不同的生态位，然后它演化出了很多的不同的形态和特点。

我们不由得再一次强调：虽然演化历程的那张图很直观地告诉了大家猿类从古代的形状发展到现在的形状，是一个线性的过程，但实际的过程可能并不是这个样子的。

可能我们的祖先包括我们祖先的亲属们，尝试了多种多样的行动方式。最后不管出于怎样的原因，智人的这种行走方式在经历了多年的筛选后留了下来，也帮助我们成为了现在这样占尽优势的物种。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

团队/作者名称：环球科学

审核：惠家明

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

来源: 星空计划