行为驱动塑造人类演化：从草食性行为到牙齿形态演变的70万年滞后

为解决行为驱动理论在化石记录中难以验证的难题，研究人员通过稳定同位素分析揭示了灵长类草食性行为与牙齿形态演化的时序关系，发现人类祖先的饮食转变比相应牙齿适应性改变早70万年，为行为驱动进化理论提供了关键证据。

　　

在生命演化的长河中，行为与形态的协同变化一直是科学家探索的焦点。传统理论认为，动物行为的改变会直接推动形态特征的演化，但这一过程在化石记录中难以捕捉。尤其对于人类演化史而言，究竟是什么力量驱动了我们的祖先从树栖转向地面生活，又为何发展出独特的牙齿结构？这些谜题困扰着古人类学家。

《科学》杂志最新发表的研究为这一领域带来突破。研究人员创新性地运用稳定同位素技术，通过分析化石中的碳（δ¹³C）和氧（δ¹⁸O）同位素比值，重建了灵长类的古饮食谱。他们重点关注草食性（graminivory）这一特殊行为——因为在缺乏高冠齿（hypsodont teeth）等典型食草适应特征的情况下，早期灵长类却出人意料地以禾本科植物为食。

研究团队采用三项关键技术：首先，通过碳同位素比值量化C₄植物摄入比例；其次，建立Jacob's D选择指数区分饮食偏好与食物可得性；最后，创新性地用马科动物（equids）的氧同位素值作为基准，解析不同植物组织（地上部与地下储藏器官）的水分来源。样本涵盖东非大裂谷系统多个遗址的176件古人类化石和457件马科动物化石。

测量灵长类行为
通过计算C_{4植物选择指数，研究发现古人类（hominins）和狒狒（papionins）在约420万年前就开始偏好C4植物，但这一行为转变比牙齿形态变化早90万年。特别值得注意的是，约230万年前，早期人属（Homo）突然转向回避C4植物，这一行为转变比臼齿缩短早70万年。}

验证行为驱动
第三臼齿长度（M₃L）分析显示，草食性灵长类的牙齿演化存在明显滞后。在猪科（suids）和长鼻类（proboscideans）化石中也发现相同模式：C₄饮食出现后，臼齿长度才加速演化。系统发育速率分析证实，在人类演化树上，饮食行为的变化速率始终领先于牙齿形态演化。

解析古人类草食性
通过氧同位素比值与马科动物的标准化比较，研究首次区分了古人类摄取的不同植物组织：230万年前，早期人属和傍人（Paranthropus）的δ¹⁸O值突然降低，与以地下储藏器官（如块茎tubers）为食的鼹形鼠（mole-rats）高度重叠。这一发现解释了早期人属大脑扩容（约210万年前）与臼齿缩小（约160万年前）的演化悖论——转向营养更密集的块茎可能为脑部发育提供能量基础。

这项研究不仅证实了行为驱动理论在人类演化中的关键作用，更建立了化石记录中行为与形态演化的精确计时方法。约70万年的演化滞后表明，自然选择对形态特征的塑造需要漫长的时间积累。而230万年前的饮食革命——从地上草食转向地下块茎采集，可能是推动人属脑量激增和技术创新的隐藏驱动力。这些发现为理解"人之所以为人"提供了新的食物演化视角。