哺乳动物如何取得进步

揭示从蔓生姿势到直立姿势的进化曲折

来源:哈佛大学报

包括人类在内的哺乳动物以其独特的直立姿势脱颖而出,这一特征推动了它们的进化成功。然而,现代哺乳动物最早的已知祖先更像爬行动物,四肢伸向身体两侧,呈四肢伸展的姿势。

从蜥蜴那样的四肢伸展姿势转变为现代哺乳动物(如人类、狗和马)的直立姿势,标志着进化的关键时刻。尽管经过了一个多世纪的研究,但这一飞跃背后的确切方式、原因和时间仍然难以捉摸。

发表在《科学进展》上的一项新研究为这一谜团提供了新的见解,揭示了哺乳动物从四肢伸展到直立姿势的转变绝非易事。研究人员使用将化石数据与先进的生物力学模型相结合的方法发现,这种转变出人意料地复杂且非线性,并且发生的时间比之前认为的要晚得多。

科学进展

首席作者兼博士后研究员 Peter Bishop 和资深作者 Stephanie Pierce 教授均来自有机体和进化生物学系,他们首先研究了代表各种肢体姿势的五种现代物种的生物力学,包括泰加蜥蜴(四肢伸展)、鳄鱼(半直立)和灰狗(直立)。

“通过首先研究这些现代物种,我们大大提高了对动物解剖结构与其站立和移动方式的关系的理解,”Bishop 说。“然后我们可以将其置于姿势和步态如何实际变化的进化背景中。”

研究了现代(黑色)和灭绝(灰色)物种的进化相互关系。这项研究揭示了合弓纲动物姿势进化的复杂历史,现代胎盘类和有袋类动物典型的完全“直立”姿势进化较晚。图片来源:Peter Bishop

图片来源:Peter Bishop