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考古學家如何透過一塊頸椎重現三百萬年前的古猿生活

簡介透過比較“小腳”第一頸椎與其他來自南非和東非的化石以及人類和黑猩猩的化石,威特大學的研究小組證明,古猿能夠進行與現代人類不同的頭部運動

第一頸椎在哪裡圖片

“小腳”(STW 573)是給一個幾乎完整的南方古猿化石骨架的暱稱,在1994 - 1998年在南非斯特爾肯方丹洞穴系統中被挖掘出來。這個化石在1995年被暱稱為“小腳”。從四隻腳踝骨頭的結構中,可以確定主人能夠直立行走。骨頭的恢復被證明是極其困難和乏味的,因為它們完全埋在混凝土狀的岩石中。因此,該場地的恢復和開挖花費了大約15年的時間。

考古學家如何透過一塊頸椎重現三百萬年前的古猿生活

比較“小腳”與南非斯特爾肯方丹和衣索比亞的哈達爾的南方古猿近乎完整的第一頸椎,“小腳”的完整程度非常好。圖片:Amélie Beaudet/威特大學

對稱為“小腳”的化石標本的頭骨進行的高解析度微CT掃描揭示了該古猿如何生活於300萬年前。

對約367萬年前的化石標本的頭骨進行了仔細的挖掘、清潔和掃描,發現了迄今發現的最完整的成年古猿的第一個頸椎。威特大學(Wits University)研究人員阿梅莉·博德(Amélie Beaudet)博士和斯特爾肯方丹(Sterkfontein)團隊對椎骨的描述發表在《科學報告》上。

第一頸椎在脊椎動物生物學中起著至關重要的作用。除了充當頭部和頸部之間的連線以外,第一頸椎還扮演著如何透過椎動脈向大腦供應血液的角色。

透過比較“小腳”第一頸椎與其他來自南非和東非的化石以及人類和黑猩猩的化石,威特大學的研究小組證明,古猿能夠進行與現代人類不同的頭部運動。

該研究的主要作者博德說:“第一頸椎的形態反映了生物體生命的多個方面。特別是,幾乎完整的‘小腳’第一頸椎有可能為人類譜系中的頭部活動性的演變以及大腦的動脈供應提供新的見解。”

考古學家如何透過一塊頸椎重現三百萬年前的古猿生活

“小腳”頭骨的圖片。底部檢視(右)顯示了仍嵌入其中的第一頸椎的原始位置。提供:RJ Clarke。

第一頸椎的形狀決定了頭部運動的範圍,而穿過椎骨到達顱骨的動脈的大小對於估計供應大腦的血流非常有用。

“我們的研究表明南方古猿能夠進行與我們不同的頭部運動。這可以用古猿在樹林中爬升和移動的能力來解釋。但是,另一塊南非的南方古猿標本比“小腳”小(可能小大約一百萬年)可能已經部分喪失了這種能力,像今天這樣,在地面上花費了更多時間。”

“小腳”第一頸椎的整體尺寸和形狀類似於活著的黑猩猩。更具體地說,韌帶的插入(可以從骨結節的存在和構造中推斷出)和連線頭部和頸部的小關節的形態都表明“小腳”在樹上規律地運動。

由於“小腳”的儲存完好,因此還可以使用頭骨和椎骨的證據首次估算出大腦的血流供應。這些估計表明,血液流動以及大腦對葡萄糖的利用量只有現代人類的1/3,更接近於活著的黑猩猩。

“對南方古猿大腦進行的能源投入較低,可能是由於標本的大腦較小(約408立方厘米),飲食質量低(動物產品所佔比例較低)或古猿在生物學的其他方面的成本較高(例如直立行走)。在任何情況下,這都可能暗示人腦的血管系統在我們的歷史中出現的較晚。

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