重建早期靈長類動物的內(nèi)耳道能夠為科學家提供研究這些動物運動模式的新線索,。近日，美國,、加拿大和英國的研究人員發(fā)現(xiàn),，人類祖先的運動速度要比今天的類人猿更快。該研究結(jié)果發(fā)表在6月的英國《皇家學會學報B》上,。
2000萬年前,，在阿根廷的森林里，矮人們在到處走動,，猴子則能夠快速地行進,，在樹杈之間蕩來蕩去。現(xiàn)在,，科學家們有了一個找出那些猿類祖先如何到處走動的新想法,，而這要歸功于一項早期靈長類動物耳道化石研究。該研究給出一些隱藏的線索,，有助于揭示有關滅絕的靈長類動物的運動方式的驚人秘密,。研究人員發(fā)現(xiàn)，人類祖先的運動速度要比今天的類人猿更快,。
人類學家仔細研究了早期靈長類動物骨骼化石的手臂,、腿部和足部骨骼，以此來了解這些動物的運動,。研究人員發(fā)現(xiàn),，其中一些靈長類似乎有適于跳躍的體格，而另一些則看上去可能更謹慎地運動。但是,，有一些物種卻沒能留下頭骨以外的東西,，因此很難研究其運動模式。
在這里,，內(nèi)耳道研究就有了用武之地,。“基本上，動物頭部的半規(guī)管的功能如同角加速儀,，能夠幫助動物保持平衡,。”賓夕法尼亞州立大學人類學家Timothy Ryan說。在這項新研究中,，Ryan和同事們使用計算機斷層掃描技術掃描了16種已滅絕的靈長類動物頭骨化石的內(nèi)部結(jié)構(gòu),，跨越了3500萬年的進化史，重建了它們的內(nèi)耳結(jié)構(gòu),。
研究人員發(fā)現(xiàn),，一個名為骨迷路的區(qū)域有三個相互纏繞的腔，并沿著每個身體的軸線定向,，耳道內(nèi)液體的晃動提供了有關動物平衡系統(tǒng)的信息,。通過研究現(xiàn)存和近期滅絕的哺乳類動物，研究人員發(fā)現(xiàn)行動更為機敏的動物有一個更大的半規(guī)管,，并且半規(guī)管大小與其體型有關,。例如，懶惰的樹懶只有一個小的,、不靈敏的半規(guī)管,，而長臂猿則需要一個更大的、更靈敏的半規(guī)管保持它的頭部和視覺的穩(wěn)定,，尤其是當它在樹枝間游蕩,、跳躍時。
Ryan指出,，“人類和類人猿的第一個共同的祖先的運動速度,，比我們想象的要快得多”。現(xiàn)在人類和大猩猩較慢的運動速度并不是猿類所內(nèi)在固有的,，而可能是后來逐漸進化而來的,。
但是，研究人員也從已滅絕的動物骨迷路掃描中發(fā)現(xiàn)一些意想不到的結(jié)果,。例如,，在很多化石研究中，原康修爾猿物種—— 一種較為熟知的早期猿類—— 一直被認為是一種行動緩慢,、四足立在樹上的動物,。但是,，研究發(fā)現(xiàn)原康修爾猿中的P. heseloni種卻擁有比預料更大的耳道，證明這種動物活動十分敏捷,。“現(xiàn)在,，我們相信它可能更像獼猴。”Ryan說,。
“這項研究很有價值，因為它為我們提供了另一個數(shù)據(jù)來源,，來了解那些已經(jīng)滅絕的動物的生活狀態(tài),。”密歇根大學人類學家Laura MacLatchy表示。但是,，她還指出,，P. heseloni種屬于4到5個原康修爾猿物種中較小的一類，而且更大的物種可能運動速度更慢,。因此,，P. heseloni種可能僅僅是一個多樣化的屬中較為靈活的一員，而不能代表原始猿是如何運動的,。
研究人員還需要進一步研究這些化石證據(jù),，找出就像在亞辟猴中發(fā)現(xiàn)的內(nèi)耳和骨骼之間的不匹配性的根源。另外,，Ryan表示,，他們還將進一步研究現(xiàn)存的靈長類動物，來幫助更好地解釋動物半規(guī)管和其運動模式之間的關系,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1098/rspb.2012.0939
PMC:
PMID:
Evolution of locomotion in Anthropoidea: the semicircular canal evidence
Timothy M. Ryan1,*, Mary T. Silcox3, Alan Walker1, Xianyun Mao2, David R. Begun4, Brenda R. Benefit5, Philip D. Gingerich6, Meike K?hler7, László Kordos8, Monte L. McCrossin5, Salvador Moyà-Solà7, William J. Sanders6, Erik R. Seiffert9, Elwyn Simons10, Iyad S. Zalmout6 and Fred Spoor11,12
Our understanding of locomotor evolution in anthropoid primates has been limited to those taxa for which good postcranial fossil material and appropriate modern analogues are available. We report the results of an analysis of semicircular canal size variation in 16 fossil anthropoid species dating from the Late Eocene to the Late Miocene, and use these data to reconstruct evolutionary changes in locomotor adaptations in anthropoid primates over the last 35 Ma. Phylogenetically informed regression analyses of semicircular canal size reveal three important aspects of anthropoid locomotor evolution: (i) the earliest anthropoid primates engaged in relatively slow locomotor behaviours, suggesting that this was the basal anthropoid pattern; (ii) platyrrhines from the Miocene of South America were relatively agile compared with earlier anthropoids; and (iii) while the last common ancestor of cercopithecoids and hominoids likely was relatively slow like earlier stem catarrhines, the results suggest that the basal crown catarrhine may have been a relatively agile animal. The latter scenario would indicate that hominoids of the later Miocene secondarily derived their relatively slow locomotor repertoires.
