人类站起来的代价

　　JenniferAckerman／文

　　人类是奇怪的生物：我们这种没尾巴的两足动物，有着弯曲的脊柱、修长的四肢、弓形的足部、灵巧的双手和发达的 脑袋。我们的身体宛如一幅镶嵌画，由物竞天择后的种种

特征拼凑而成——既有出色的能力，又有着严重的缺陷。

　　远祖遗爱：

　　用“后腿”走路

　　我们的猿类祖先在约2000万年前，从四脚着地的小型灵长类动物演化而来。随后的数百万年间，有些猿类体形愈 长愈大，开始用手臂去握头顶的树枝，或者是为了伸手摘果实。

　　然后，在600万或700万年前，我们的祖先站立起来，开始用后腿四处走动。到了320万年前，著名的“露西 ”(阿法南猿)在东非现身，人猿已然适应了把步行当作四处移动的主要方式。

　　这可是非常巨大的变化。美国南加州大学的人类学家克雷格·斯坦福解释：“以双足步行，是一种独特而奇异的运动 方式。在250多种灵长类中，就只有一种是用两条腿走动。”斯坦福和许多科学家都认为，双足步行是定义人类的关键特征 。他说：“有些科学家可能认为，关键在于我们发达的大脑，但人类的脑部是在不到200万年前才开始急速变大，比人类直 立和开始使用工具足足晚了数百万年。双足步行为其他进化奠下基础。”

　　进化生物学家一致认为，直立行走跟四足运动的生物力学差异很大，头部以下的骨骼都必须为之改变。头骨和脊柱重 新排列，使头部和躯干在臀部和足部以上成一条垂直线。

　　为了支撑身体的重量并缓冲直立运动的力道，四肢的关节和脊柱都变粗了，足部也演化成弓足。至于骨盆，则从猿类 那细长的桨形变为宽扁的鞍形，将躯干的重量向下施加到双腿上，大块的肌肉也得以附着其上。

　　直立公民：

　　倒立的钟摆

　　仔细想想走路或奔跑这些简单的人类举动。丹·利伯曼在

　　最近，利伯曼与犹他大学的丹尼斯·布兰布莱合作进行了一项研究，提出我们的祖先在约200万年前，就能熟练地 奔跑。

　　奔跑在人体特征的进化中扮演着重要的角色：额外的腿腱、皮肤毛发较少和大量的汗腺(便于降温)；经过强化的臀 大肌(我们身上最大块的肌肉)包住了臀部，发挥了稳定躯干的作用，防止我们往前扑倒。

　　要命的背：

　　先天设计有问题

　　背痛是最常见的身体不适之一，大多数人一生中总有些时候要受背痛耗损体力之苦，不免令人怀疑脊柱的设计大有问 题。

　　密苏里大学哥伦比亚分校的人类学家及解剖学家卡罗·沃德解释：“问题在于，脊柱原本的设计，是作为拱顶使用， 在我们直立起来后，它只好充当承载重量的立柱了。”为了支撑我们的脑袋，并使体重在髋关节和下肢上保持平衡，脊柱演化 出一道道S形：下背部大幅度向前弯，形成了脊柱前弯；上背部向后弯，形成了脊柱后弯。

　　这种变化至少发生在400万年前，或许还早得多。最近，沃德分析了“露西”的脊柱，和两具200多万年前的阿 法南猿骨骼。他们发现，这3者的脊柱都与人类脊柱一样呈现S形，进一步证实了阿法南猿是以双腿行走。

　　沃德说：“这种S型系统，使我们在保持身体平衡和以双足运动时非常省力。但我们的直立姿式，却对弯曲的结构施 加了过多的压迫和间接力道，也因此让脊柱的下半部吃了不少的苦头。”

　　试着将身体后仰，把脊柱向后弯成弧形。你是世界上惟一能做出这种往后弯腰动作的哺乳动物。觉得下背部紧绷到让 你发抖？那是因为压缩负荷增加，脊柱间的纵向关节彼此挤压造成的。由于下脊柱是弯曲的，因此脊椎骨必须长成楔形：宽的 部分朝前，窄的部分朝后。下背部的负荷最重，楔形的弧度也最大，但凡举重物或伸展过度，都有可能导致最末端的脊椎滑脱 或被压扁，引发疼痛。或者压力使脊椎背部的脆弱结构受损，导致骨折，也就是椎板断裂症。

　　立足不稳：

　　步行桎梏了人脚

　　人体的问题究竟到哪里才算完呢？说到底，究竟是什么支撑我们直立躯体的全部重量？答案就是两片小得可怜的底座 。

　　美国自然科学博物馆古生物学家威尔·哈克特—史密斯表示：“脚是人类身上最能够代表人之所以为人的特征。人脚 上没有像大拇指一样的趾头，可以和其他脚趾对握。我们是惟一放弃用脚来抓东西的灵长类动物。”

　　这可是很大的牺牲。黑猩猩的脚非常有用、多才多艺，爬树时不可或缺，会做的动作和手一样多、一样熟练自如。相 形之下，人类的脚是高度特化的器官，生来就只做两件事：推动身体前进，并缓和前进中的震动。双足步行或许是解放了双手 ，然而却也让双脚深陷桎梏。

　　布鲁斯·拉蒂默解释：：“与猿类相比，人类足部最显著的特色之一，就是骨骼较大，尤其是踵骨。体重160公斤 的雄性大猩猩的踵骨，比体重45公斤的女人的踵骨还小。”人类的足跟则很蓬松，而且仅以一层薄如纸张的皮质骨覆盖，里 面则是稀薄的网状海绵质骨骼。

　　“骨骼体积大是一种优势，可以消除两足动物日常步行所造成的压力。”布鲁斯·拉蒂默说。但这是有代价的：“我 们皮质骨的比重减少，海绵质骨的比重增加，意味着有更多的骨骼组织表面暴露出来。随着我们年事渐高，骨中矿物流失的速 度也跟着加快，最终可能导致骨质疏松症，以及臀部和脊椎骨骨折。”

　　一点新知

　　新仪器“嗅”出你的病

　　据澳大利亚广播公司报道，也许在未来，医生能使用“电子鼻”对患者进行问诊，通过分辨患者气味找出病因。欧盟 信息协会技术项目部日前宣布，这项技术将复制人类和动物的嗅觉系统。“电子鼻”称为机械嗅探器，目前正处于开发和测试 阶段，可能会显著改变医生问诊的方式。

　　机械嗅探器由一个模仿自然生成的嗅觉受体的蛋白层构成，蛋白层在金制微电极上，而微电极则安装在一个两毫米长 的电脑芯片上。研究人员正在将引起气味的化学物质注入液体细胞中，以记录鼻子受体遇到这些化学物质时引起的信号光谱。

　　路易兹说：“我们认为商业电子鼻能够在5～10年研制完成。我们希望这些仪器基本上能准确探测出尿液或血液等 体液。”　　　　　　　　　(华生／供稿)

　　厕所废水可发电

　　据澳大利亚广播公司报道，长期以来，科学家就坚信，下水道发现的细菌能够发电。比利时根特大学研究人员已设计 出提高微生物

　　科学家目前尚不清楚哪些细菌能在燃料电池中发电。但袁先生表示：“许多细菌都能承担这项重任，只要它们可以在 那种环境下生存。”研究者之一考尼尔·拉巴伊博士说：“废物产生的能量令人难以置信。譬如，一块冰糖就足够为一台笔记 本电脑供电12小时。而我们废水中的物质仅仅是不同形式的糖。”　　　　　　　　　　(霍斯／文)

　　漂亮夫妻多生女孩

　　一项最新研究称，出于进化的需要，英俊、漂亮的夫妻更容易生女孩。所以，好莱坞最迷人的夫妇布拉德·皮特和安 吉莉娜·朱莉的宝宝是个女孩，也就没什么奇怪的了。这项研究显示，漂亮夫妻第一胎生女孩的几率，比生男孩的几率增加了 26％。这种无情的进化过程会让女人们变得比男人们更具吸引力。

　　负责研究的萨托什·卡纳扎瓦说：“研究显示了两件事，第一，漂亮的父母比丑陋的父母生女儿的几率要大，因为， 美丽外形是可遗传的，女儿遗传的美丽基因要比儿子多。另外，我们还发现，女人的平均魅力高于男人，因为，在人类进化的 历史上，美丽的父母多生女儿，因此，女孩子比男孩子变得越来越有魅力。”　　　　　　　　　(苏锡／文)

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