现在全世界有很多生物学家在努力找寻证据,来证明一个结论,就是:“人是从鱼进化而来的。”今天笔者想和大家从几个角度来聊聊关于人类的身体是否还在发生进化的问题。
开篇提问:你觉得人类是否还在进化?或者只是在变异?(文末讨论解答)
脖子和下巴骨的问题
下颌骨位于面下部,呈弓形,围成口腔的前壁和侧壁,是人类面部唯一能活动的骨骼。
2022年9月28日,由重庆市规划和自然资源局、中科院古脊椎动物与古人类研究所等单位合作完成的论文《中国志留纪早期最古老完整有颌脊椎动物》,作为封面论文发表于国际顶级学术期刊《Nature》(《自然》)。这一研究意味着重庆发现了世界最古老完整有颌脊椎动物(就是有下颌骨的),意义极其重大。
为什么这么重要呢?因为目前,地球上现存99.8%的脊椎动物都具有颌骨(上颌与下巴),统称为有颌脊椎动物或有颌类。有颌类动物的出现,标志着人类“从鱼到人”的演化史上最关键的变化之一,因为人类身上的很多重要器官与身体构型都可以在颌类动物身上被找到。
陕西蓝田人颅骨和下颌骨化石
然而,有颌类直到志留纪晚期(4.25亿年前)才出现较完善的化石记录,而分子钟推断的有颌类起源时间不晚于4.5亿年前的奥陶纪晚期,因此,有颌类的早期演化存在一段至少绵延三千万年、横跨整个志留纪的巨大空白。新发现的化石正好填补了这段空白。
此次发现的世界最古老完整有颌脊椎动物化石,是在秀山川河盖地区发现的约4.36亿年前的志留纪鱼化石-奇迹秀山鱼化石。而这种鱼已经进化出了下颌骨结构。
奇迹秀山鱼
另据研究,它的头甲中间有一道横向的裂隙,在功能上替代了不可动的颈关节,使头能在呼吸和摄食时抬起与落下。这道裂隙将在硬骨鱼中形成新的头和颈部的分界线,使得其后的骨片从颅顶分离出去,生物学家认为,人类与颈部相连的枕骨即由秀山鱼头顶这道裂隙前的骨片(中央片,或称后顶骨)演化而来。
上面这段简单解释一下就是说,目前至少从这种鱼生存的时代开始,脊椎动物的头和身体就可以分段活动了,并且有了下巴骨结构。
经过127年,人类身体进步了多少?
看完远古再来看看现代,“更高,更快,更强,更团结”是现代奥运会的格言。运动员作为人类依靠自身力量往强壮的方向发展的一个群体,也可以来从身体素质方面的“进化”窥见一斑。
我们来一起比较一下,目前同样项目的世界纪录比第一届现代奥运会成绩提升了多少?
1894年6月,经过巴黎国际体育会议协商,历史名城雅典赢得了首届现代奥运会主办权。
第一届奥运会克服重重困难,终于在1896年4月6日开幕了。4月6日下午3时,希腊国王乔治一世宣布了大会开幕。维凯拉斯、顾拜旦等国际奥委会官员出席了开幕式。
希腊人对这次大会表现了极大的热情,出席开幕式的观众达8万人,这一数字直到1932年第10届洛杉机奥运会才被打破。
应邀参加首届现代奥运会的有澳大利亚、奥地利、保加利亚、英国、匈牙利、德国、丹麦、美国、法国、智利、瑞士、瑞典和东道主希腊13个国家的311名运动员,希腊代表团的阵容最庞大,共有230人,占总人数的三分之二;德国、法国各19人;美国14人,居第四位。
首届奥运会比赛项目有田径、游泳、举重、射击、自行车、古典式摔跤(当时称希腊--罗马式)、体操、击剑和网球9个大项,原计划中有赛艇项目,后未举行。东道主没有设200米跑项目,这在奥运会史上是仅有的一次。
4月6日,比赛拉开了序幕。美国选手詹姆斯-康诺利在三级跳远赛中旗开得胜,以13.71米夺得现代奥运会的第一个冠军。而2021年东京奥运田径男子三级跳葡萄牙选手皮查多以17米98夺得金牌。而三级跳的世界纪录是18.29米,是由英国人乔纳森·爱德华兹创造的。这个记录是在1995年瑞典哥德堡的世界田径锦标赛上创造的。差不多经过100多年,提升了4.58米。
第一届奥运会,在男子100米决赛中,美国的托马斯-伯克采用了近似“蹲踞式”的起跑法,最终以12秒整的成绩夺得了冠军。百米世界纪录是9秒58,由牙买加著名短跑健将博尔特于2009年8月17日在德国柏林创造的。百年中提升了2.42秒。
第一届奥运会的铁饼冠军投掷距离29.15米。而目前男子铁饼世界纪录为74.08m,是由来自美德国的丁尔根·舒尔特于1986年在新勃兰登堡举办的比赛创造的。
我们是否还在进化?
人类运动成绩的提升主要靠的是系统的身体训练和各种运动科技的加持。那我们人类本身是否还在进化呢?
正中动脉
在我们的胚胎发育早期,我们手臂中部有一条动脉,叫做正中动脉,作用是为发育中的手部供血。而在手部发育完善(大约妊娠八周)后,正中动脉会在一系列基因的调控下逐渐消退,为其他组织的发育腾出位置。正常情况下我们出生后,手臂上并不会有这条动脉的存在。
然而越来越多新出生的人保留了这条正中动脉,这些人在前臂上能够同时拥有三条动脉。
研究人员解剖了在2015-2016年间去世的78位澳大利亚人(最小51岁,最老101岁),发现其中有26人的前臂中存在正中动脉,占到了33.3%。
同时,他们还从此前发布的文献中发现,正中动脉在澳大利亚人群中留存的比例,从19世纪80年代中期的约10%,增加到了20世纪末的约30%。
现在的人群中正中动脉留存的比例已经上升到了35%,是一个世纪前的3倍。而据估计,如果按这个趋势发展下去的话,80年以后,22世纪的新生代们都将拥有这样一条“新”动脉。
这可能和我们现代人经常进行前肢力量练习和频繁使用操作手机有关系,多一条动脉可以更好地为我们的手部供血,让我们手部抗疲劳的时间更长。
正在变“冷”的血
我们是否觉得现在的人越来越变得冷漠了?或许这也是一种进化存在的表现。
早在1851年的时候,一名德国医生就已经开始调查人体的平均温度了。在对25000名患者进行检查了之后,这个温度被确定为37°C。而到了现如今,科学家们再次对成年人进行研究时却发现,正常体温的平均值为36.6°C。这表明在经历了170年,人体发生了改变,平均温度降低了0.4C°。(当然笔者认为可能是100年前测温仪器与现代仪器出现的测量误差也有可能)
导致这个变化的原因有两个,一个是温室效应,导致我们的环境越来越热,所以我们的身体并不需要维持这么高的温度以此来减少对能量的需求,第二个是因为我们的衣物材料进步了,很薄的衣服也可以有比较好的保暖效果。
讨厌的智齿
智齿发炎是让很多成年人很头疼的问题,这上下两颗“后槽牙”原本是我们灵长类祖先自带的超级植物性食物的“研磨器”,但是随着下颌回缩,没空间给它们长出来了。所以现代智齿就“自力更生”按自己的意愿来。
而除了智齿,我们从头到脚都还在进行着微进化。
出生时患有隐性脊柱裂(spina bifida occulta)和脚上出现跗骨联合的现象越来越普遍;
甲状腺最下动脉(thyroidea ima artery)越来越少,到20世纪末已完全消失了;
豆骨(fabella),是位于膝盖后方肌腱中的一块小骨骼,目前它在人体存在的概率是100年前的3倍,全球五分之二居民都长有豆骨。
对此,生物学家认为“许多人都认为人类已经停止进化了。但研究表明,我们仍在进化,而且比过去250年来的任何时候都快。”
开篇提问:你觉得人类是否还在进化?或者只是在变异?
笔者的观点是:曾经看到一个古生物化石研究,我们人类耳朵的中耳,是远古鱼类祖先的鳃进化而来的,并且在化石中找到了证据。
这里笔者把研究文章引用:“
首先是人类的耳朵构造。我们的耳朵,实际上是一个非常复杂的听觉系统,它包括外耳、中耳和内耳三个部分。其中有鼓膜室,三块听小骨,也就是镫骨、锤骨和砧骨,以及通向口腔的咽鼓管。这些部分组成的中耳,是包括人类在内的哺乳动物拥有灵敏听觉的秘诀所在。但是当你捏上鼻子、并且闭上嘴使劲鼓气的时候,你会感觉到耳朵的鼓膜非常的胀。这说明我们的耳朵是跟口腔相连通的。而连通他们的咽鼓管,正是由我们鱼类祖先的喷水孔结构演化而来,而喷水孔周围的骨骼则演化成了我们中耳的三块听小骨。这些都被化石证据和胚胎发育学所证明。
但是为了找到喷水孔是由鱼鳃演化而来的证据,古生物学家却苦苦寻找了100多年也没有找到。直到今年的5月份,我国古鱼类学家葛志坤研究员带领的团队发表了一篇研究综述,证实了人类的中耳是由鱼类呼吸用的腮演化而来的。
曙鱼脑颅化石
这个过程只需要两步,但是寻找这个过程却用了20年。首先,他们在2002年的浙江长兴志留纪地层的野外发掘中,找到了7块只有指甲盖大小的原始真盔甲鱼化石,命名为曙鱼。之后对曙鱼化石进行了高精度的三维扫描和脑颅三维重建,发现了演化成喷水孔的结构叫做舌颌囊。但是要想证明它是一个具有呼吸功能的鳃,还缺少整个证据链条中最重要的一环,那就是找到鳃囊当中保存鳃丝的化石证据。
为此,他们的团队又在云南曲靖的早泥盆世地层中开展了长达数年的野外发掘工。2017年,终于在曲靖面店水库附近的距今4亿年前地层中,找到了第一个在腮囊中完整保存了腮丝的宽甲鱼的化石,进一步证明了舌颌囊结构是具有正常呼吸功能的鳃,能够进行氧气交换,从而为脊椎动物的喷水孔起源提供了最为确切的解剖证据和化石证据。此时人类中耳的演化链条基本上就被填补完整了。”
以上有图有真相的,所以笔者倾向认同鱼变人的说法。只是不服的地方:既然中耳就是以前的鳃凭什么遇点水就发炎?!