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南方古猿(其中一些物种比其他物种更明显)被迫需要经常搜寻次选食物,即在得不到首选食物时可以吃的其他食物。现代人类在罕见的情况下仍然会吃次选食物。在中世纪,整个欧洲都不得不食用橡子;在1944年冬季的大饥荒中,很多荷兰人不得不食用郁金香球茎才能避免被饿死。正如我们已经看到的那样,猿类也有次选食物:当找不到成熟水果时,它们只能吃叶子、植物茎杆、草或树皮。次选食物的一个重要特点在于,吃或不吃可能意味着生死之别,因此,自然选择倾向于对那些有助于动物食用次选食物的适应性改变产生强烈影响。我们常说“人如其食”,但按照进化的逻辑,有时候其实是“人如其不食”。
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露西和其他南方古猿选的次选食物是什么呢?又有什么证据能证明,对这种食物的自然选择,对他们身体的进化产生了显著影响呢?这些问题不可能得到确切的答案,但我们可以做出一些合理的推断。首先,有证据显示,南方古猿的栖息地有一些果树,他们在能得到水果时很可能就会吃水果,就像今天生活在热带仍通过采集获取食物的人类一样。因此他们的骨骼保留了一些适应于爬树的特点就不令人惊讶了,比如长长的手臂和长而弯曲的手指。他们的牙齿也有很多特点常见于吃水果的猿类,包括宽阔而稍稍前倾的上门齿(有利于剥水果皮)以及宽大的臼齿(臼尖较短,有利于挤碎果浆)。
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然而,在林地这样的栖息地中,果树的密度远低于雨林,且水果往往有季节性的特点。几乎可以肯定的是,在一年中的某些时间,南方古猿面临着水果短缺问题,这些短缺在干旱年份会变得极为严重。在这种情况下,他们可能会像巨猿一样,退而求其次,去吃那些他们不那么爱吃但也能消化的其他植物。例如,黑猩猩会吃树叶(比如葡萄的叶子)、植物茎杆(比如没煮过的芦笋)以及草本植物(比如新鲜的月桂叶)。
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对南方古猿的牙齿和对他们的栖息地的生态分析显示,南方古猿的食物多样而复杂,不仅包括水果,还包括可食用的叶、茎和种子。极有可能的是,有些南方古猿通过挖掘来寻找食物,从而把一些新的、非常重要且营养丰富的次选食物添加到了他们的食谱中。虽然大多数植物把碳水化合物储存在地上的种子、果实或者茎柄的髓芯中,但有些植物如土豆和姜,是把它们的能量储备储存在地下的根、块茎或球茎中的,这样可以避免被草食动物如鸟类和猴子吃掉,也可以防止被太阳晒干。
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植物的这些部分被统称为地下贮藏器官(USOs)。要找到地下贮藏器官很不容易,需要技巧,也需要花些力气,但它们能提供丰富的食物和水,并且一般一年到头都可以找到,即使在干旱季节也可以。在热带地区、沼泽中(莎草科植物,如纸莎草有可食的块茎)以及开阔的栖息地,比如林地和热带草原上,都能找到地下贮藏器官。许多狩猎采集者严重依赖于地下贮藏器官,它有时候占他们的饮食结构的1/3以上。我们现在吃的是人工栽培的地下贮藏器官,如土豆、木薯和洋葱。
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没有人确切地知道,不同种的南方古猿分别会食用多少地下贮藏器官,但块茎、球茎和根部在他们的热量来源中占了相当大的比例,对某些物种来说,地下贮藏器官甚至变得比水果还要重要。事实上,我们有很充分的理由推测,富含地下贮藏器官的饮食非常有效,我们姑且称之为“露西饮食”,以至于它在一定程度上可能在人族中流传甚广。如果你还记得,黑猩猩吃的植物性食物中75%是水果,其余来自叶子、髓芯、种子和草类,那么你就更容易领会“露西饮食”的优点。如果黑猩猩吃的水果上贴着营养标签的话,你会发现,它们的纤维含量极高,也含有比较丰富的淀粉和蛋白质,但脂肪含量较低。正如你所料,黑猩猩的次选食物中纤维含量甚至更高,而淀粉和热量较低。而地下贮藏器官的淀粉含量和热量比许多野果要高,而纤维含量是野果的一倍左右。黑猩猩并不经常挖掘地下贮藏器官,因为这些东西在森林里不常见,但是当南方古猿开始挖掘地下贮藏器官并把其作为正餐时,地下贮藏器官就取代了黑猩猩找不到水果时所吃的那些次选食物。
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综上所述,南方古猿作为一个整体,属于食物采集者,他们的食物多样,其中包括水果,也有些南方古猿因经常挖掘块茎、球茎和块根而受益匪浅。他们几乎肯定还会搜寻其他植物性次选食物,包括叶、茎和种子,我们可以推断,他们经常像黑猩猩和狒狒一样食用昆虫,如白蚁和蛆虫,并且只要有可能,他们肯定会吃肉,很可能是吃动物的尸体,因为他们是动作缓慢、步履蹒跚的两足动物,猎食的效果并不好。然而,是什么决定了他们的食谱呢?我们有什么证据吗?最重要的是,达尔文所称的“生存竞争”中有很重要的一部分是获取食物,这方面的问题是如何影响人族的身体进化的,他们是怎样得到这些食物并吃到肚子里的呢?
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宽大厚实的牙齿
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我们的身体中充满着有助于获取、咀嚼和消化食物的适应性改变。在这些适应性改变中,没有什么能比牙齿更能说明问题了。除了牙齿的外观、牙痛或看牙医的费用,你可能很少会想到你的牙齿,但在烹饪和食品加工技术出现之前,失去牙齿就可能意味着被判处死刑。因此,自然选择对牙齿产生了很强的影响,因为每个牙齿的形状和结构在很大程度上决定了动物将食物咬成细小颗粒的能力,食物只有被咬成细小颗粒后才能被身体消化,被消化后才可以从中提取出至关重要的能量和营养素。既然消化较小的食物颗粒能获得更多的能量,那么你可以很容易想到,尽可能有效的咀嚼能力对南方古猿来说至关重要,他们像猿类一样,一天中将近一半的时间都花在了咀嚼上。
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咀嚼地下贮藏器官是一个特殊的挑战。我们今天所吃的栽培植物的根和球茎经过培育,纤维含量变低,咬起来更柔软,烹饪又使它们变得更加易于咀嚼。与此相反,未经烹饪的野生地下贮藏器官纤维含量极高,对于我们现代人的上颚来说,实在是硬得不好对付。在未经加工的情况下,它们需要很多次的大力咀嚼才能咬碎,有点儿像你咀嚼生山药或芥菜时的感觉。你需要一遍又一遍地大力咀嚼。
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事实上,有些地下贮藏器官的纤维含量太高,以至于狩猎采集者吃起来只能采取一种被称为“嚼吮”的方法:通过长时间的咀嚼来吸取营养成分和汁液,然后将吃剩的纤维浆吐掉。可以试想一下,如果你饿了,但又没什么东西可吃,就只能一个小时接一个小时地嚼吮食物。如果能够有效地吃坚硬难啃的食物意味着生存,那么自然选择当然会更青睐咬合更有力且能不断重复用力咀嚼的南方古猿。
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因此,我们可以从南方古猿和其他人族的牙齿形状和大小来推断他们不得不选择吃的食物种类,尤其是次选食物。最重要的是,如果说南方古猿有一种确定性特征,那就是他们那大而平的臼齿,上面有着厚厚的珐琅质。纤细型南方古猿的臼齿比黑猩猩大50%,如南方古猿非洲种,他们那岩石一样的釉质牙冠(身体上最坚硬的组织)比黑猩猩的厚一倍。粗壮型南方古猿就更极端了,如南方古猿鲍氏种,他们的臼齿是黑猩猩的两倍大,釉质厚度达到三倍。
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让我们深入思考一下这些差异:现代人类的第一臼齿面积大约相当于一个小指甲,约120平方毫米,但南方古猿鲍氏种的第一臼齿大小相当于一个大拇指甲,约200平方毫米。南方古猿的牙齿不但变得宽大厚实,而且变得很平,臼尖比黑猩猩少得多。他们的齿根长而宽,用以帮助牙齿固定在下颌上。
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研究者们投入了大量时间去研究南方古猿为什么会长出这样宽大、厚实且平坦的牙齿,又是如何长出来的,答案并不令人吃惊,那就是这些特征是咀嚼坚韧甚至是坚硬食物造成的适应性改变。正如厚实宽大的鞋底使登山靴在山径上走起来比薄底运动鞋更具弹性一样,厚实宽大的牙齿能更好地适应较坚韧、较坚硬的食物。厚厚的釉质有助于防止磨损,这种磨损来自巨大的压力以及食物中不可避免混杂着的砂砾。
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此外,宽大平坦的齿面也可以把咬合力分散到较大的面积上,这样配合部分横向运动,就能帮助撕开坚韧的纤维,磨碎食物。从大体上看,南方古猿,尤其是粗壮型物种,拥有形如磨盘的巨齿,非常适于在高压下不断研磨和粉碎坚韧的食物。如果你一生中的每一天有一半时间都不得不吃未经烹饪、未经加工的块茎,那么你也会想要拥有这些巨大的牙齿。从某种程度上说,现代人类的牙齿也多少有点儿这种特征,这要感谢南方古猿的遗产。虽然人类的臼齿没有南方古猿那么宽大和厚实,但它们实际上比黑猩猩的还要大一些也厚一些。
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生活中的绝大多数事情都有利有弊,牙齿的大小问题也不例外。即使我们的嘴同南方古猿一样长,下巴留给牙齿的空间也只有那么大。拿门齿来说,最早的南方古猿,如南方古猿阿法种,门齿与猿类相似,宽大、突出,非常适合切入水果中。但由于南方古猿的臼齿进化得更大、更厚,他们的门齿就变得更小、更垂直,犬齿也缩小到和门齿同样大小。在某种程度上,较小的门齿意味着水果在这些人族饮食中的重要性下降了,另一方面,臼齿也需要更大的空间。而直到今天,我们的门齿仍然较小,犬齿的大小也与门齿相近。
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如果我们每天需要花好几个小时来咀嚼坚韧、坚硬且富含纤维的食物,那么不仅需要又大又厚的臼齿,还需要大而强壮的咀嚼肌。不足为奇的是,南方古猿的头骨(如图2-2)上留下了许多痕迹,表明南方古猿曾经拥有过硕大的咀嚼肌,能产生强大的咬合力。沿着头部侧面呈扇形分布的颞肌,在很多南方古猿身上都很粗大,以至于在头骨上向上、向后长出了骨嵴,为肌肉提供插入的空间。
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此外,颞肌的肌腹,即位于颞部和颧骨之间直至插入下颌的部分,非常之厚,以至于南方古猿的颧骨(颧弓)必须向外移位,使得他们脸部的宽度和长度相等。南方古猿的宽大颧骨提供了充足的空间来发展另一块重要的咀嚼肌——咬肌,咬肌位于颧骨和下颌底部之间。南方古猿的咀嚼肌不仅粗大,而且它们的配置也能够高效地产生咬合力。
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你有没有过长时间用力嚼东西,结果下巴肌肉酸痛的经历?原来,当动物及人类产生强大的咬合力时,下颌和脸部的骨骼会轻微变形,造成微小的损伤。轻度的变形和损伤是正常的,骨骼会自我修复,并且长得更厚。然而,如果较大的变形反复发生,就可能造成严重的骨骼损伤,甚至有可能引起骨折。因此,能够产生强大咀嚼力的物种往往拥有较厚、较高且较宽的上下颚,从而减轻每一次咀嚼带来的压力,南方古猿正是这样的物种。如图2-2所示,南方古猿拥有巨大的下颌,他们的大脸有着厚厚的柱状或片状骨骼给予有力支撑,所以他们能整天咀嚼坚韧、质硬的食物,而不会导致脸部受伤。脸部的这些支撑骨骼在纤细型南方古猿中已经令人印象深刻,而粗壮型南方古猿的脸部和下颌得到的支撑更像是武装坦克。
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图2-2 三个南方古猿物种与黑猩猩头骨的比较
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南方古猿阿法种和南方古猿非洲种都比较纤细,而南方古猿鲍氏种则比较粗壮,牙齿、咀嚼肌和脸部都比较大。
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总之,南方古猿与黑猩猩和大猩猩一样,很可能也喜欢水果,但他们肯定吃过能够拿到手的任何食物。单一的南方古猿饮食是不存在的,据我们所知,南方古猿中大约有五六个物种的饮食是多变的,这反映出他们居住的生态环境的变化多端。但由于气候变化导致水果减少,对于我们的这些近亲来说,难啃的次选食物,尤其是地下贮藏器官,必然成为日益重要的资源。在一定程度上来说,我们仍然保留着这种传统。但南方古猿最初是怎么得到这些食物的呢?
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长途跋涉找块茎
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