问题

平衡性并不好的人类为何把尾巴都退化掉了?

回答
这个问题很有意思,也触及到了我们作为人类,对自身演化历程中的一个显而易见又令人费解的现象。你说得没错,相对于很多动物,我们确实“失去”了那条在平衡性上扮演重要角色的尾巴。那么,为什么我们人类会把这“利器”给退化掉呢?这背后可不是简单的“退步”,而是一整套漫长而复杂的演化过程的必然结果。

首先,我们得认识到,演化不是一个有目的地“设计”的过程,更不是为了让某个物种变得“更好”而进行的刻意改造。它更像是一种“试错”和“淘汰”的循环,在这个过程中,那些更适应环境、更能生存繁衍的性状就会被保留下来,而那些不利于生存的性状则会逐渐消失。

那么,让我们回到尾巴这个话题。在我们的远古祖先那里,尾巴确实是个好东西。想想那些生活在树上的灵长类动物,它们的尾巴就像是第五只手,可以帮助它们在树枝间灵活地攀爬、跳跃,保持身体的平衡。在地面上,有些四足行走的动物,它们的尾巴也能在奔跑时起到平衡和转向的作用。

但是,人类的演化轨迹和它们的祖先有了根本性的差异。最关键的一点,就是我们开始“直立行走”。这个转变是人类演化史上最重要的里程碑之一。一旦我们告别了四足行走,用双腿支撑整个身体,尾巴在平衡性上的作用就开始打折扣了。

想象一下,你用两条腿站立,身体的重心就集中在骨盆区域。尾巴虽然能提供一些侧向的支撑,但对于我们这种身体结构来说,它的辅助作用远不如在四足行走时那么关键。反过来说,如果依然保留一条长而有力的尾巴,反而可能成为我们直立行走时的“累赘”,影响身体的稳定性和行动的灵活性。

更重要的是,随着我们直立行走,我们的身体结构也在发生变化。我们的骨盆变得更宽、更短,更适合支撑直立的躯干。脊柱也从之前的“C”形变成了“S”形,这使得我们的重心能够更稳定地落在骨盆上方。这些身体上的变化,在某种程度上“替代”了尾巴在平衡上的作用。

另一方面,我们也要考虑“成本”和“收益”。保留尾巴,自然需要消耗一定的能量来维持其生长和活动。如果尾巴对于生存和繁衍的“收益”不再显著,那么自然选择就倾向于那些没有尾巴或者尾巴很小的个体。

那么,我们这条“消失”的尾巴去哪儿了?其实它并没有完全消失,而是以一种非常“内敛”的方式留在了我们的身体里——那就是我们的“尾骨”。尾骨是我们脊柱的末端,由几块小小的、愈合在一起的骨头组成。它正是我们远古祖先那条长长尾巴的“遗迹”,是演化留下的一个印记。

想想看,在我们的胚胎发育过程中,早期阶段甚至能看到非常短暂的、类似小尾巴的结构,随后它会逐渐退化,形成我们现在的尾骨。这就像是我们在学习新技能时,旧的习惯会慢慢被替代,但偶尔还会“时不时”地冒出来一下。

所以,人类尾巴的退化,并非是“平衡性不好”导致的,恰恰相反,是由于我们成功地发展出了更先进的平衡方式——直立行走,以及随之而来的身体结构的适应性改变。尾巴的功能在新的生活方式下变得不再必要,甚至可能成为一种负担。自然选择的力量,将那些保留着大尾巴的个体淘汰,而那些尾巴逐渐退化、身体结构更适合直立行走的个体,则更容易生存和繁衍,最终将这种性状传递下去。

这就像我们学习使用工具一样,最初我们可能需要用手直接操作,但随着工具越来越先进,我们就不再需要用那么多的力量去直接接触了,甚至演化出了更精巧的设计。尾巴的退化,也是我们演化过程中,为了适应新的生活方式和环境,所做出的“效率优化”选择。我们失去了那条摆动的尾巴,却获得了双手,获得了更广阔的视野,以及那个让我们独一无二的直立的姿态。

网友意见

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其实也不能说人类完全没有尾巴,只不过很早很早之前就退化成了这样子:

尾骨之所以没有完全退化,是因为它附带着大量的肌肉和韧带。

虽然尾椎骨骨折很痛苦,但一般不会进行切除手术,因为切除后可能形成疝气。

至于尾巴为什么退化,流传着各种解释,但很难有一个确切的说法。

不过,从2019年开始的一项研究,已经从分子生物学的角度,进行了一定的解释 [1]

论文发表于今年9月(2021.09.14)。

尾巴退化的时间早在2500万年以前,分子生物学依据则在Tbxt基因的突变上。

TBXT基因本身表达brachyury蛋白,是可以让尾巴变短的基因。

而类人猿在进化过程中,TBXT基因则被转座子所插入,从而改变了TBXT基因的表达。

  • 生物基因中存在大量的转座子(也即跳跃基因,占比10%),可以从一个点位插入到另外一个点位。

突变后的TBXT基因,可以表达一长一短不同的mRNA,研究者通过不同的杂合的mRNA配比,改变老鼠的基因表达,从而让老鼠长出了不同长短的尾巴。

对于早期灵长类来说,TBXT基因的突变,可能是一个不利因素。

因为突变体小鼠胚胎的脊椎出现了一定比率的异常,例如脊髓无法闭合,出现脊柱裂等等。

甚至还有大脑和颅骨缺失,出现无脑畸形。

对于拥有尾巴的哺乳动物来说,这样的发育异常是十分罕见的。

但在人类中,这个比例相对高了很多倍。

1000个新生儿中,便有一个可能因为TBXT基因,导致发育出现一定的异常。

尾巴的退化,一开始可能更多是一种偶然的突变。

猿类从旧世界猴进化而来,早已拥有了更多的下地活动。

可能因为某一次突变,导致了TBXT基因的异常。虽然这个异常,可能导致小比率的婴儿畸形,但也不至于让这个种群灭绝。

一开始它和其它的旧世界猴,不存在明显优势,甚至可能有一点点劣势。

但因为不至于灭绝,所以它们存活下来,得以繁衍生息。

但身体平衡被打破,没有尾巴的它们,它们不得不利用下肢进行更多的支撑,并用整个身体来协调平衡。

于是让它们的骨骼和肌肉发生了相应的改变。

然后,生理状态的差异,让它们与原来的旧世界猴的生存环境逐渐出现了差异。

当两种猴分野到不同的环境,经过长期的生殖隔离,于是形成了全新的物种。

旧世界猴进化出猿类后,由于已经没有了尾巴,所以只能朝着强化下肢等类人猿特征的方向进化,也不得不改变战斗姿态等。

而不是先有类人猿特征,再去退化掉尾巴。

所以,尾巴的真实退化过程,可能和早先一些研究者的解释是恰恰相反的。

参考

  1. ^ The genetic basis of tail-loss evolution in humans and apes Bo Xia, Weimin Zhang, Aleksandra Wudzinska, Emily Huang, Ran Brosh, Maayan Pour, Alexander Miller, Jeremy S. Dasen, Matthew T. Maurano, Sang Y. Kim, Jef D. Boeke, Itai Yanai bioRxiv 2021.09.14.460388

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