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人类手的演化存在从主要用于运动到灵巧操作的转变，化石人属手骨兼具类人猿和人类特征，但其功能意义存疑。本研究通过分析南方古猿源泉种（A. sediba）MH2 和纳莱迪人（H. naledi）手 1 的指骨皮质结构，发现二者灵巧能力和攀爬策略不同，支持类人猿特征的功能重要性。
人类的双手是如何从攀爬工具进化为精密工具的？这一问题始终是古人类学的核心谜题。在人类演化的漫长历程中，更新世灵长类的手骨化石呈现出矛盾的 “mosaic 特征（镶嵌特征）”—— 既有类似现代人类的灵巧结构，又保留着类人猿用于攀爬的原始特征。这些看似 “落后” 的猿类特征究竟是演化残留，还是仍在执行重要功能？由于完整手骨化石稀缺，学界长期争论不休。为解开这一谜团，研究人员将目光投向南非发现的两组关键化石：约 198 万年前的南方古猿源泉种（Australopithecus sediba）MH2 几乎完整的手部骨骼，以及约 24.1 万至 33.5 万年前的纳莱迪人（Homo naledi）手 1 骨骼。通过分析这些化石的手指骨内部皮质结构，一项发表在《SCIENCE ADVANCES》的研究揭示了早期人类手部功能的多样性，为理解人类灵巧性起源提供了关键线索。
来自多个研究机构的学者组成的团队，对南方古猿源泉种和纳莱迪人的近端及中间指骨进行了深入研究。研究团队利用高分辨率微计算机断层扫描（micro-CT）技术获取化石的三维结构，通过 R 软件包 Morphomap 量化皮质骨厚度分布、平均皮质厚度及弯曲扭转刚度（J值），并结合主成分分析（PCA）和典型变量分析（CVA），对比了这些化石与现代人类、黑猩猩、大猩猩等现存灵长类的指骨特征。
皮质厚度分布差异反映功能分野
在现存灵长类中，类人猿的指骨皮质骨在手掌侧（尤其是屈肌鞘脊）更厚，而人类则以背侧皮质更厚为特征。南方古猿源泉种的指骨表现出明显的类人猿模式：其第 2-4 近端指骨的最厚皮质位于屈肌鞘脊顶端和滑车近端，手掌侧皮质整体较厚，仅第 5 指骨呈现类人猿与人类特征的混合。主成分分析显示，其皮质分布介于类人猿与人类之间，其中第 3、4 近端指骨更接近黑猩猩和大猩猩。
纳莱迪人的指骨则呈现独特混合特征：近端指骨同时具备类人猿的厚手掌侧皮质和人类的厚背侧皮质，尤其第 3 指骨背侧厚度显著；中间指骨虽手掌侧皮质较厚，但背侧厚度中等，且第 2 中间指骨滑车近端皮质增厚。在主成分分析中，其位置更靠近人类，显示出更接近人类的皮质分布模式。
平均皮质厚度与力学性能的启示
现存非洲猿类的指骨平均皮质厚度最高，人类和猩猩较低。南方古猿源泉种的近端指骨厚度介于人类 / 猩猩与非洲猿类之间，中间指骨更接近非洲猿类但仍在人类变异范围内；纳莱迪人的近端指骨厚度与前者相似，中间指骨则接近非洲猿类中位数。
弯曲扭转刚度（J值）反映骨骼抗变形能力。南方古猿源泉种的J值在化石样本中最低，仅与现存灵长类的下限重叠；纳莱迪人的J值更高，落入人类和其他猿类的四分位范围内。值得注意的是，南方古猿源泉种的拇指近端指骨呈现类大猩猩的掌侧厚皮质模式，而纳莱迪人的拇指皮质分布更接近人类，背侧厚且可能存在屈拇长肌肌腱附着处的非对称负荷。
行为模式的功能性解读
南方古猿源泉种的指骨特征表明其手部仍以攀爬功能为主：非洲猿类样的指骨弯曲度、发达的屈肌鞘脊，结合厚手掌侧皮质，均指向频繁的屈指抓握行为，可能用于树栖运动。尽管其第 5 指骨背侧增厚暗示一定的操作能力（如五指抓握），但其拇指掌骨纤细，显示拇指力量有限，操作能力弱于纳莱迪人。
纳莱迪人的指骨呈现 “分工” 特征：近端指骨的背侧厚皮质可能与抓握时的背侧张力负荷相关，类似人类攀岩时的 “crimp 握法（卷曲抓握）”，而中间指骨的类人猿特征提示其仍依赖手指攀爬。这种矛盾结构表明，纳莱迪人可能发展出独特的运动策略，如在垂直岩壁攀爬时交替使用近端和中间指骨承受不同方向的负荷，同时具备更强的拇指操作能力，支持更复杂的工具使用。
研究结论与演化意义
这项研究首次通过指骨皮质结构量化分析，证明更新世灵长类手部的 “猿类特征” 并非无用残留，而是与特定功能直接相关。南方古猿源泉种和纳莱迪人在约 150 万年的时间跨度中，演化出截然不同的手部使用策略：前者以攀爬为主、操作能力有限，后者则在保留部分攀爬功能的同时，发展出更接近人类的灵巧性。这一发现打破了 “人类手部演化是线性向灵巧性推进” 的传统认知，揭示了早期人类适应环境的多样性 —— 从南方古猿的树栖与简单操作并存，到纳莱迪人可能的岩面攀爬与工具使用，不同物种通过独特的形态 - 功能组合应对生存挑战。
该研究不仅为理解人类手部演化提供了新视角，也为探讨工具使用与运动方式的协同进化开辟了新方向。未来结合生物力学实验和更多化石证据，将进一步揭示这些远古人类如何用双手塑造自身演化历程。
研究中使用的主要技术方法包括：高分辨率微 CT 扫描获取化石三维结构，Medtool 和 Avizo 软件进行图像分割与三维建模，R 包 Morphomap 分析皮质骨厚度分布及几何属性（如弯曲扭转刚度），主成分分析（PCA）和典型变量分析（CVA）用于对比现存与化石样本的形态差异，同时通过标准化处理消除指骨尺寸对数据的影响。样本涵盖南方古猿源泉种、纳莱迪人、南方古猿非洲种及斯瓦特克朗斯的孤立指骨化石，以及 92 例现存灵长类（猩猩、大猩猩、黑猩猩、人类）的指骨标本。
