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内耳研究揭示早期灵长类运动速度奥秘

发布时间:2012年07月16日 11:56 | 进入复兴论坛 | 来源:《皇家学会学报B》 | 手机看视频


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  2000万年前,在阿根廷的森林里,矮人们在到处走动,猴子则能够快速地行进,在树杈之间荡来荡去。现在,科学家们有了一个找出那些猿类祖先如何到处走动的新想法,而这要归功于一项早期灵长类动物耳道化石研究。该研究给出一些隐藏的线索,有助于揭示有关灭绝的灵长类动物的运动方式的惊人秘密。研究人员发现,人类祖先的运动速度要比今天的类人猿更快。

  重建早期灵长类动物的内耳道能够为科学家提供研究这些动物运动模式的新线索。研究发现,人类祖先的运动速度要比今天的类人猿更快。图片来源:宾夕法尼亚州立大学人类学家Timothy Ryan

  人类学家仔细研究了早期灵长类动物骨骼化石的手臂、腿部和足部骨骼,以此来了解这些动物的运动。研究人员发现,其中一些灵长类似乎有适于跳跃的体格,而另一些则看上去可能更谨慎地运动。但是,有一些物种却没能留下头骨以外的东西,因此很难研究其运动模式。

  在这里,内耳道研究就有了用武之地。“基本上,动物头部的半规管的功能如同角加速仪,能够帮助动物保持平衡。”宾夕法尼亚州立大学人类学家Timothy Ryan说。在这项新研究中,Ryan和同事们使用计算机断层扫描技术扫描了16种已灭绝的灵长类动物头骨化石的内部结构,跨越了3500万年的进化史,重建了它们的内耳结构。

  研究人员发现,一个名为骨迷路的区域有三个相互缠绕的腔,并沿着每个身体的轴线定向,耳道内液体的晃动提供了有关动物平衡系统的信息。通过研究现存和近期灭绝的哺乳类动物,研究人员发现行动更为机敏的动物有一个更大的半规管,并且半规管大小与其体型有关。例如,懒惰的树懒只有一个小的、不灵敏的半规管,而长臂猿则需要一个更大的、更灵敏的半规管保持它的头部和视觉的稳定,尤其是当它在树枝间游荡、跳跃时。

  该研究结果发表在6月的英国《皇家学会学报B》上,Ryan指出,“人类和类人猿的第一个共同的祖先的运动速度,比我们想象的要快得多”。现在人类和大猩猩较慢的运动速度并不是猿类所内在固有的,而可能是后来逐渐进化而来的。

  但是,研究人员也从已灭绝的动物骨迷路扫描中发现一些意想不到的结果。例如,在很多化石研究中,原康修尔猿物种——一种较为熟知的早期猿类—— 一直被认为是一种行动缓慢、四足立在树上的动物。但是,研究发现原康修尔猿中的P. heseloni种却拥有比预料更大的耳道,证明这种动物活动十分敏捷。“现在,我们相信它可能更像猕猴。”Ryan说。

  “这项研究很有价值,因为它为我们提供了另一个数据来源,来了解那些已经灭绝的动物的生活状态。”密歇根大学人类学家Laura MacLatchy表示。但是,她还指出,P. heseloni种属于4到5个原康修尔猿物种中较小的一类,而且更大的物种可能运动速度更慢。因此,P. heseloni种可能仅仅是一个多样化的属中较为灵活的一员,而不能代表原始猿是如何运动的。

  研究人员还需要进一步研究这些化石证据,找出就像在亚辟猴中发现的内耳和骨骼之间的不匹配性的根源。另外,Ryan表示,他们还将进一步研究现存的灵长类动物,来帮助更好地解释动物半规管和其运动模式之间的关系。(来源:中国科学报唐凤)

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