媽媽經常告誡我們說,不要用牙齒開啟堅硬的東西。媽媽是對的。人類的頭骨構造為小小的面孔和脆弱的牙齒,並且不適宜用力撕咬堅硬的物體。但是,科學家說,我們的早期祖先卻並非如此。
上圖為非洲南方古猿人頭蓋骨的應壓力圖。非洲南方古猿是一種已經滅絕了的早期人類,他們用前臼齒撕咬東西。圖中鮮艷的顏色與高壓力有關。
《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 通常簡稱為PNAS)在2009年2月發表的一項新的研究顯示,我們25億年前的祖先擁有用牙齒開啟堅果的能力,這一本領可以使他們在環境改變時,尋找新的事物,改變飲食習慣,從而適應新環境。
美國亞利桑那州立大學助理教授,Mark Spencer和美國人類進化和社會發展學生聯合會的博士研究生Caitlin Schrein是這一國際研究小組的成員。研究人員們設計了這一研究,並撰寫了文章《非洲南方古猿的給食生物力學和飲食生態學》。進化科學家利用藝術計算機模型和模擬工業技術——工程師就是利用這一模型和技術模擬汽車追尾時的反應——建造了一個非洲南方古猿頭顱的虛模型,並以此觀察他們的嘴巴是如何運作以及可以產生多大的力。
Spencer說:“我們對我們所擁有的最完整的南方古猿人的頭顱進行了CT掃描。”他是美國學生聯合會人類起源的研究員,並且是這一項目的主要審查者。這一項目由美國國家科學基金會和歐盟資助完成。所用的非洲南方古猿人可能是露西-STS5的後期祖先,露西-STS5被人們親切的成為“普萊斯夫人”。這一頭顱於1947年發現,鼻子一邊隆起,沒有牙齒。“我們將這些數據與另一早期人類的數據相整合,制作了一個骨和牙齒的虛模型。
Spencer 解釋說:“因為黑猩猩與南方古猿有著相似的特征,我們對黑猩猩進行了觀察,並測量他們的肌肉如何工作,然後將這一原理加入到模型當中。通過與一種猴子(猕猴)的模型進行比較,我們使我們的模型開始運作。”
結果出來了——一個七彩的虛擬頭顱,這個頭顱向我們展示了在模擬咬東西時頭蓋所吸收的力量,以及它們獨特的面部表情是如何完美搭配並支持咬開堅果這個重任的。
Spencer說:“我們似乎看到了“普萊斯夫人”復活了。
Spencer又說:“這一模型深入了我們對人體的研究,並指出,早期人類獨特的面部結構是由於獨特的飲食習慣而形成。前磨牙變大,牙齒琺琅質厚重,以及琺琅質堅固地附著在磨牙上,這說明此時他們的食物要比之前假定的小型種子和堅果更大。”
他繼續補充道:“堅硬的干果和種子等一些應急食物在氣候改變和實物缺乏的時期是非常重要的生存資源。我們的這一研究顯示,現代人用工具解決的問題,我們早期人類祖先是用嘴巴來解決的。”
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