長或短?粗或細?研究顯示許多因素影響四肢的尺寸。
60 多年來,科學家們推測,一個人的身體形狀和大小會受到其居住地氣候的影響。現在田納西大學的一項新的研究表明,有更多因素參與其中。
這篇論文的共同作者之一是 Kristen Savell,人類學系的三年級博士生。該論文是最早證明自然選擇塑造了全球人類四肢差異的研究之一。
這項研究發表于2016年8月1日的 PNAS 上。和 Savell 共同作者的還有兩位人類學副教授 Benjamin Auerbach 和 Charles Roseman,前者來自田納西大學,后者則來自伊利諾伊大學厄本那香檳分校。
該研究表明,手臂和腿部的長骨并非如先前認為的那樣獨立進化。相反地,“它們都在以我們尚不知曉的方式共同進化著”,Savell 說。
自20世紀中晚期,科學家們推測人類對與環境的適應基于地理緯度,讓散熱效率最有益。處于溫暖氣候的人群往往四肢修長、身體較窄,而生活在寒冷氣候中的人四肢較短、體型更寬。這些理論基于19世紀發展的兩條科學法則,今天我們稱之為伯格曼法則(Bergmann's Rule)和艾倫法則(Allen‘s rule)
研究人員利用四個地理區域的人群,研究了身體比例和緯度之間的關系。研究人群分別是:撒哈拉以南的非洲,北非,溫帶歐洲和北極。
Savell 和同事們選用了同樣的分組別以獲得對比數據。他們比較了14個人群,包括 400 多個個體的四塊骨骼——肱骨(上臂),橈骨(前臂),股骨(大腿),脛骨(小腿)——的長度變異,以及股骨頭直徑和骨盆寬度。
他們發現兩塊骨骼——前臂橈骨和小腿脛骨——以及整體體型,似乎都直接受自然選擇而進化,在高緯度下生活的人的這些骨骼更短、體型更圓。
但是,手臂(肱骨)和大腿(股骨)的增長不僅是自然選擇的直接結果。股骨完全沒有因定向自然選擇而改變長度。Savell 和他的同事還發現,單是自然選擇就導致了肱骨在有寒冷氣候的高緯度地區增長。這一發現違背了伯格曼和阿倫法則的,因為按照這兩項法則,自然選擇導致在高緯度地區手臂縮短。Savell 和同事們發現,這是因為脛骨、橈骨和肱骨之間存在遺傳關聯。由于脛骨和橈骨對自然選擇的響應,加上它們與肱骨的遺傳關聯,壓倒了肱骨本身受到的自然選擇的直接影響。
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