长或短?粗或细?研究显示许多因素影响四肢的尺寸。
60 多年来,科学家们推测,一个人的身体形状和大小会受到其居住地气候的影响。现在田纳西大学的一项新的研究表明,有更多因素参与其中。
这篇论文的共同作者之一是 Kristen Savell,人类学系的三年级博士生。该论文是最早证明自然选择塑造了全球人类四肢差异的研究之一。
这项研究发表于2016年8月1日的 PNAS 上。和 Savell 共同作者的还有两位人类学副教授 Benjamin Auerbach 和 Charles Roseman,前者来自田纳西大学,后者则来自伊利诺伊大学厄本那香槟分校。
该研究表明,手臂和腿部的长骨并非如先前认为的那样独立进化。相反地,“它们都在以我们尚不知晓的方式共同进化着”,Savell 说。
自20世纪中晚期,科学家们推测人类对与环境的适应基于地理纬度,让散热效率最有益。处于温暖气候的人群往往四肢修长、身体较窄,而生活在寒冷气候中的人四肢较短、体型更宽。这些理论基于19世纪发展的两条科学法则,今天我们称之为伯格曼法则(Bergmann's Rule)和艾伦法则(Allen‘s rule)
研究人员利用四个地理区域的人群,研究了身体比例和纬度之间的关系。研究人群分别是:撒哈拉以南的非洲,北非,温带欧洲和北极。
Savell 和同事们选用了同样的分组别以获得对比数据。他们比较了14个人群,包括 400 多个个体的四块骨骼——肱骨(上臂),桡骨(前臂),股骨(大腿),胫骨(小腿)——的长度变异,以及股骨头直径和骨盆宽度。
他们发现两块骨骼——前臂桡骨和小腿胫骨——以及整体体型,似乎都直接受自然选择而进化,在高纬度下生活的人的这些骨骼更短、体型更圆。
但是,手臂(肱骨)和大腿(股骨)的增长不仅是自然选择的直接结果。股骨完全没有因定向自然选择而改变长度。Savell 和他的同事还发现,单是自然选择就导致了肱骨在有寒冷气候的高纬度地区增长。这一发现违背了伯格曼和阿伦法则的,因为按照这两项法则,自然选择导致在高纬度地区手臂缩短。Savell 和同事们发现,这是因为胫骨、桡骨和肱骨之间存在遗传关联。由于胫骨和桡骨对自然选择的响应,加上它们与肱骨的遗传关联,压倒了肱骨本身受到的自然选择的直接影响。
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