灵长类手足指节比例的功能与行为变异：体型与抓握能力的进化关联

本研究针对灵长类手足指节比例（PI）的形态功能适应机制展开探索，通过分析58种非人灵长类的体型、抓握评分（GS）及系统发育关系，揭示了手部PI与体型呈负相关，而手足PI均与GS呈正相关的规律。研究首次量化了抓握行为与骨骼形态的关联，为理解灵长类树栖适应及手足功能分化提供了新视角，成果发表于《Journal of Human Evolution》。

　　

在茂密的森林中，灵长类动物凭借灵活的手足在枝干间穿梭，这种独特的运动能力与其指节比例密切相关。长期以来，科学家认为指节的相对延长（即较高的指节指数PI）是树栖生活的关键适应特征，但体型差异和运动方式多样化如何影响这一形态特征仍不明确。尤其令人困惑的是，体型较大的灵长类如猩猩为何能维持高效攀爬，而小体型物种如狐猴却拥有更长的指节？这一矛盾提示PI可能受到多重因素制约，亟需系统研究。

为解决这一问题，由Séverine L. D. Toussaint领衔的研究团队对58种非人灵长类（包括原猴类、阔鼻猴类和狭鼻猴类）展开跨物种比较。研究者创新性地将形态测量与行为量化相结合：通过X光片和标本测量计算手部（II-V指）和足部（II-V趾）的PI值（近端与中间指节长度之和/掌骨长度），同时基于文献数据构建抓握评分（GS），量化各物种攀爬、悬吊等依赖抓握行为的时间占比。研究采用系统发育广义最小二乘法（PGLS）分析，并引入5kg体型阈值探讨差异。

主要技术方法：研究整合了动物园活体X光（法国Mulhouse和Besan?on）、博物馆标本测量（巴黎自然历史博物馆等）及公开影像数据（MorphoSource），测量171个个体的指骨与掌骨长度。GS通过提取文献中垂直移动、悬吊等行为频率计算，系统发育树基于10kTrees数据库构建，统计分析采用R语言（v.4.0.3）的"phytools"和"caper"包。

4.1 体型对手足比例的不同影响
结果显示手部PI（II-V指及拇指）与体型呈显著负相关（p=0.005），而足部PI无此关联。例如大猩猩（Gorilla gorilla）手部PI仅1.1，远低于小鼠狐猴（Microcebus murinus）的1.5，证实手部形态更易受体重负荷约束。

4.2 抓握评分与指节比例的关联
GS与手部II-V指PI（p<0.0001）、拇指PI（p=0.002）及足部II-V趾PI（p<0.0001）均正相关，但与大趾PI无关。长臂猿（Hylobates lar）等高频悬吊物种的PI值最高（手1.7，足1.3），而地栖狒狒（Papio anubis）PI最低。

4.3 体型分组的差异
当以5kg为界分组时，仅大型物种（如猩猩）的手部PI与GS显著相关（p<0.0001），而小型物种（如松鼠猴Saimiri sciureus）的足部PI始终与GS相关。这支持了Preuschoft提出的"体型-生物力学转换阈值"假说。

结论与意义
该研究首次揭示灵长类手足功能的进化分异：足部作为"锚定器官"，其PI保守且独立于体型；手部则受体型约束更强，PI降低可能补偿大体重下的力学挑战。特别值得注意的是，超过5kg的物种需依赖更长指节维持抓握效能，这解释了为何大猩猩虽PI较低却仍具攀爬能力——其通过直立姿态减少前肢负荷。

这项发表于《Journal of Human Evolution》的研究为化石灵长类运动能力重建提供了量化标准，例如可通过指骨碎片推断古猿的树栖程度。未来若能将支持直径等参数纳入GS模型，或将更精准揭示形态-功能的共进化关系。对理解人类手足分工的起源亦具启示：我们的祖先可能正是通过优化指节比例，在增大体型的同时未丧失树栖优势，最终成功开辟了陆地生存的新生态位。