重新思考人足的演化：来自实验研究的见解

长期以来，对现代人足部解剖结构的适应性解释一直吸引着演化生物学家，因为我们的双足与现存亲缘关系最近的类人猿相比存在显著差异。传统上，包括拇趾对握能力、脚趾长度和足纵弓在内的形态学特征一直被用于将人类与类人猿的足部分类为分别适应于双足行走与树栖运动的二分法。然而，近期关于人足功能的生物力学模型以及对类人猿运动的实验研究动摇了这种简单的二分法。在此，我们对该研究进行综述，重点关注足部着地、蹬地以及足内弹性储能的生物力学，并表明人类与类人猿在足部功能上存在一些常被低估且令人惊讶的相似之处，例如跖行的使用和足中部变僵硬的能力。我们还表明，人足的若干独特特征（包括弹簧状的足纵弓和短脚趾）很可能是对长跑的适应。我们利用这一框架来解读化石记录，并提出人足经历了三个演化阶段：首先是适应于树栖运动但具有某些双足行走适应性的类人猿样足部；其次是适应于高效双足行走但保留了某些树栖抓握适应性的足部；第三是失去抓握能力、适应于在长途行走和奔跑过程中提高经济性的类人足部。基于这一设想，我们认为对双足奔跑的选择在树栖适应性的丧失中起到了主要作用。