包括人类在内的哺乳动物以其独特的直立姿势脱颖而出,这是推动其惊人进化成功的关键特征。然而,现代哺乳动物已知的最早祖先更像爬行动物,四肢伸向身体两侧,呈四肢伸展的姿势。
从像蜥蜴那样的四肢伸展的姿势,到像人类、狗和马那样的现代哺乳动物的直立姿势的转变,标志着进化的一个关键时刻。
它涉及合弓纲动物(包括哺乳动物及其非哺乳动物祖先)肢体解剖学和功能的重大重组,最终形成了我们今天所知道的兽亚纲哺乳动物(有袋动物和胎盘动物)。尽管经过了一个多世纪的研究,但这一进化飞跃背后的确切“如何”、“为什么”和“何时”仍然难以捉摸。
现在,在《科学进展》杂志上发表的一项研究中,哈佛大学的研究人员对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。
研究人员利用将化石数据与先进的生物力学模型相结合的尖端方法,发现这种转变出人意料地复杂且非线性,而且发生的时间比以前认为的要晚得多。
本文的主要作者是哈佛大学有机体和进化生物学系的博士后研究员彼得·毕晓普博士,资深作者斯蒂芬妮·皮尔斯教授,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,其中包括泰加蜥蜴(四肢伸展)、鳄鱼(半直立)和灵缇犬(直立)。