研究人員使用3D建模軟件在古人類化石中重建了關(guān)鍵的拇對(duì)掌肌。圖片來(lái)源：《科學(xué)》

人類的拇指是一個(gè)靈巧的奇跡，它讓人們能制作工具、縫衣服和打開(kāi)罐子。但這種獨(dú)特的手指是如何以及何時(shí)進(jìn)化的一直是個(gè)謎。現(xiàn)在，一項(xiàng)對(duì)拇指化石肌肉建模的研究表明，大約200萬(wàn)年前，人類祖先進(jìn)化出了一種獨(dú)特的附肢。

未參與該項(xiàng)研究的英國(guó)肯特大學(xué)古人類學(xué)家Tracy Kivell說(shuō)，該研究是一個(gè)“徹底的分析”，但它還處于初級(jí)階段，無(wú)法提供確鑿的證據(jù)。

弄清古代的拇指如何工作并不容易。首先，化石不能保存肌肉，所以之前大多數(shù)研究依賴于比較古人近親的手骨與人類手骨間的相似度來(lái)評(píng)估其靈巧程度。其次，手骨很小，在化石記錄中也相對(duì)罕見(jiàn)。然而，相似之處可能具有欺騙性：根據(jù)肌肉的連接方式不同，一些骨骼結(jié)構(gòu)相似的物種可能擁有非常不同的握力，反之亦然。

德國(guó)圖賓根大學(xué)古人類學(xué)家對(duì)各種古代拇指骨化石進(jìn)行了數(shù)字化處理，包括人屬的所有物種，以及其他非常相近的物種。研究人員研究了10萬(wàn)年前的兩名早期現(xiàn)代人和4名尼安德特人，以及身材矮小的穴居人納勒迪人（大約30萬(wàn)至25萬(wàn)年前）的骨骼。他們還研究了人類姐妹屬——南方古猿，包括阿法種、非洲種和源泉種。

然后，研究人員使用3D計(jì)算機(jī)軟件在化石上數(shù)字化重建了一塊被稱為拇對(duì)掌肌的肌肉，它可以讓拇指向內(nèi)彎曲，到達(dá)手掌底部。他們模擬了肌肉可能產(chǎn)生的近似力，更大的力相當(dāng)于更好、更精確的握力——例如拿穩(wěn)針線或揮動(dòng)錘子時(shí)。

為驗(yàn)證模型，研究人員將同樣的方法應(yīng)用到現(xiàn)代人類和黑猩猩的拇指上。結(jié)果顯示，模型估計(jì)的力量與已知的兩個(gè)物種的能力相符。

研究人員近日在《當(dāng)代生物學(xué)》上報(bào)告說(shuō)，他們調(diào)查的所有人屬成員的拇指握力基本上與現(xiàn)代人相同。

研究小組還在南非斯沃特克蘭遺址的兩個(gè)古人類標(biāo)本中發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)代外觀的拇指，這些標(biāo)本可追溯到大約200萬(wàn)年前。由于骨骼不完整，沒(méi)有人能確定它們屬于哪個(gè)物種或?qū)佟Ｑ芯咳藛T說(shuō)，不管怎樣，這一化石代表了化石記錄中已知的最早的類人拇指。

此外，研究小組發(fā)現(xiàn)，研究中的其他人類近親——南方古猿的拇指要弱得多，更接近現(xiàn)代黑猩猩的拇指。南方古猿源泉種有點(diǎn)令人驚訝，它和斯沃特克蘭遺址標(biāo)本一樣，可追溯到約200萬(wàn)年前。它像人手一樣的比例使許多人相信它可能和人一樣靈巧，但效率沒(méi)有人類高。

研究人員表示，總的來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)研究表明現(xiàn)代人類的拇指起源于約200萬(wàn)年前的人屬。這可能使遠(yuǎn)古人類越來(lái)越擅長(zhǎng)制造石器，并最終超越了其他古人類。

比利時(shí)魯汶大學(xué)人類學(xué)家和解剖學(xué)家Evie Vereecke稱贊了該研究方法。但是她說(shuō)，應(yīng)該謹(jǐn)慎對(duì)待這些發(fā)現(xiàn)。“我們知道，靈巧不只來(lái)自于一塊肌肉。”艾克斯—馬賽大學(xué)生物力學(xué)研究員Laurent Vigouroux也表示，有超過(guò)10種不同的肌肉有助于拇指運(yùn)動(dòng)，一些物種中拇對(duì)掌肌較弱的力量可能會(huì)被其他一些肌肉彌補(bǔ)。

盡管如此，Vigouroux和Vereecke都表示，這項(xiàng)研究的基本方法為人類學(xué)家提供了一種分析化石肌肉特征的“共同語(yǔ)言”。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.12.041

（原標(biāo)題：靈巧人類拇指起源于200萬(wàn)年前）