重建早期靈長類動(dòng)物的內(nèi)耳道能夠?yàn)榭茖W(xué)家提供研究這些動(dòng)物運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B》上,。
2000萬年前，在阿根廷的森林里,，矮人們?cè)诘教幾邉?dòng),，猴子則能夠快速地行進(jìn)，在樹杈之間蕩來蕩去?，F(xiàn)在,，科學(xué)家們有了一個(gè)找出那些猿類祖先如何到處走動(dòng)的新想法，而這要?dú)w功于一項(xiàng)早期靈長類動(dòng)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(guān)滅絕的靈長類動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)方式的驚人秘密。研究人員發(fā)現(xiàn),，人類祖先的運(yùn)動(dòng)速度要比今天的類人猿更快,。
人類學(xué)家仔細(xì)研究了早期靈長類動(dòng)物骨骼化石的手臂、腿部和足部骨骼,，以此來了解這些動(dòng)物的運(yùn)動(dòng),。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(jǐn)慎地運(yùn)動(dòng),。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(yùn)動(dòng)模式,。
在這里,，內(nèi)耳道研究就有了用武之地。“基本上,，動(dòng)物頭部的半規(guī)管的功能如同角加速儀,，能夠幫助動(dòng)物保持平衡。”賓夕法尼亞州立大學(xué)人類學(xué)家Timothy Ryan說,。在這項(xiàng)新研究中,，Ryan和同事們使用計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)掃描了16種已滅絕的靈長類動(dòng)物頭骨化石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，跨越了3500萬年的進(jìn)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(gè)名為骨迷路的區(qū)域有三個(gè)相互纏繞的腔,，并沿著每個(gè)身體的軸線定向,，耳道內(nèi)液體的晃動(dòng)提供了有關(guān)動(dòng)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(dòng)物,，研究人員發(fā)現(xiàn)行動(dòng)更為機(jī)敏的動(dòng)物有一個(gè)更大的半規(guī)管,，并且半規(guī)管大小與其體型有關(guān)。例如,，懶惰的樹懶只有一個(gè)小的,、不靈敏的半規(guī)管，而長臂猿則需要一個(gè)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(dāng)它在樹枝間游蕩、跳躍時(shí),。
Ryan指出,，“人類和類人猿的第一個(gè)共同的祖先的運(yùn)動(dòng)速度，比我們想象的要快得多”?，F(xiàn)在人類和大猩猩較慢的運(yùn)動(dòng)速度并不是猿類所內(nèi)在固有的,，而可能是后來逐漸進(jìn)化而來的。
但是,，研究人員也從已滅絕的動(dòng)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(rèn)為是一種行動(dòng)緩慢,、四足立在樹上的動(dòng)物,。但是，研究發(fā)現(xiàn)原康修爾猿中的P. heseloni種卻擁有比預(yù)料更大的耳道,，證明這種動(dòng)物活動(dòng)十分敏捷,。“現(xiàn)在，我們相信它可能更像獼猴,。”Ryan說,。
“這項(xiàng)研究很有價(jià)值，因?yàn)樗鼮槲覀兲峁┝肆硪粋€(gè)數(shù)據(jù)來源,，來了解那些已經(jīng)滅絕的動(dòng)物的生活狀態(tài),。”密歇根大學(xué)人類學(xué)家Laura MacLatchy表示。但是,，她還指出,，P. heseloni種屬于4到5個(gè)原康修爾猿物種中較小的一類，而且更大的物種可能運(yùn)動(dòng)速度更慢,。因此,，P. heseloni種可能僅僅是一個(gè)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(yùn)動(dòng)的,。
研究人員還需要進(jìn)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(jìn)一步研究現(xiàn)存的靈長類動(dòng)物，來幫助更好地解釋動(dòng)物半規(guī)管和其運(yùn)動(dòng)模式之間的關(guān)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.
