當人類和猿類放在一起時,很容易看出它們有乙個額外的器官——它們的尾巴。 很多動物都有尾巴,而尾巴起著重要的作用,尾巴是魚的“加速器”,是鳥類的“風向標”,或者是猿類的“平衡桿”。 然而,為什麼人類會在此過程中失去這個重要的器官呢? 如果人類有尾巴,我們會用它們做什麼?
人類什麼時候失去了尾巴?
按照目前的共識,人類和類人猿是近親,我們是從共同的靈長類祖先進化而來的,那麼中間到底出了什麼“問題”,讓同根同源的後代分為有尾和無尾呢?
美國紐約大學的研究人員將6種尾猿的DNA與9種尾猴的DNA進行了比較,發現尾猿存在基因突變,而無尾猿則沒有這種變化。 該突變影響了乙個名為TBXT的基因,為了驗證該基因突變與人類尾巴的喪失有關,研究人員對小鼠進行了實驗。 一些轉基因小鼠沒有長出尾巴,有些確實有尾巴,比正常小鼠短得多。 因此,可以說TBXT基因的突變確實是決定尾巴發育的重要因素。
然而,TBXT突變並不是人類失去尾巴的唯一原因。 在實驗中,長出短尾巴的小鼠往往尾巴長度不均勻,但我們之間的尾椎差異很小。 因此,一定有其他基因突變參與其中,使我們能夠產生如此均勻的身體結構。
已知失去尾巴的類人猿可以追溯到2000萬年前,即原始Conshure類人猿。 科學家推測,大約2000萬年前,一種原始猿出生時就帶有這種基因突變,並通過繁殖將其遺傳給後代。 後來,由於自然災害,考拉不得不離開樹林,在地上行走。 到達草原後,無尾猿不再需要尾巴來抓樹枝,也節省了維持尾巴所需的能量,能夠走得更快; 而在被野獸追趕的時候,還少了乙個被抓住的“把手”,所以沒有尾巴就成了優勢。 所以這個基因代代相傳,直到傳給直立行走的人類,以至於人類從出生之初就失去了尾巴。
你想要尾巴嗎?
失去尾巴仍然對人類構成一定的風險。 實驗發現,TBXT突變不僅縮短了小鼠的尾巴,而且一些小鼠還出現了類似於人類脊柱裂的脊柱畸形。 研究人員推測,人類脊柱裂的發病率相對較高,可能是尾巴脫落的後遺症。
這樣一來,人類還能找回失久已久的尾巴嗎? 這並不容易,如果人類要長出尾巴,他們必須做出重大改變,不僅要進行基因改造,還要對身體做出重大改變。
尾巴不僅僅是懸掛在脊柱末端的延伸部分,它需要臀部周圍的骨骼、韌帶和肌肉來幫助將其固定到位,神經系統需要參與感知和拉動,就像手臂的運動需要許多組織協同工作一樣。 因此,如果人類有尾巴,那麼我們身體的某些部位就必須進行調整。 我們需要更強壯的骨盆肌肉來支援這些額外的肌肉和骨骼,並且需要更長的椎骨和尾椎來幫助尾部肌肉附著。 然而,這些調整不僅會影響直立行走時的平衡,還會影響腸胃運動,甚至可能導致尿失禁。
我們已經習慣了沒有尾巴走路,如果我們突然多了一條尾巴,我們會因為前後重量不均而失去平衡。 另一方面,由於沒有尾巴而儲存下來的骨骼和肌肉可以補償人們的前後。 更強壯的背部更能承受跌倒或跳躍的衝擊,而腹部的肌肉則為我們的腹部器官(如膀胱和腸道)提供支撐,使消化道能夠承受更大的壓力,並在行走和跑步時保持正常的消化活動,確保我們不會失去排洩物。 因此,如果我們想長出一條尾巴,我們將不得不花費很長時間來適應這些變化。
然而,雖然再次長出一條尾巴很麻煩,但科學家們有辦法在不改變身體的情況下獲得一條額外的尾巴,那就是安裝機械尾巴。 2019 年,日本慶應義塾大學的科學家開發了一種可穿戴的尾巴,可以戴在背上並隨心所欲地操縱。 尾巴模仿海馬尾巴的骨頭,身體由幾個相互連線的關節組成,關節的數量和重量可以調整以匹配不同的使用者,關節有四個內建的氣動人工肌肉執行器,可以讓“尾巴”向八個方向移動。
你能用尾巴做什麼?
日本科學家不僅為了好奇而開發了機械尾巴,還賦予了它一些重要的功能。
大多數脊椎動物的尾巴具有廣泛的應用範圍,例如在移動時保持平衡,感知周圍環境,甚至通過尾巴的運動發出訊號和交流。 科學家們希望這種機械尾巴也能實現這些功能。 機械尾巴內建分析裝置,可以通過身體的運動和位置猜測重心,然後發出訊號做出相應的反應:如果身體前傾,那麼尾巴就會翹起; 如果水平傾斜,尾巴將向上向上傾斜,以保持使用者的平衡。 對於腿部有問題或負重的人來說,保持平衡的能力會有很大幫助。 除了幫助人們站穩腳跟外,機械尾巴還可以通過力反饋和觸覺來模擬情況,例如被強風吹動的感覺。 未來,這項技術可用於幫助因創傷或疾病而失去感覺的患者康復。
當然,對於大多數人來說,這些功能有點輕浮,沒有尾巴更方便。 但是,如果人類永遠不會失去尾巴,那麼尾巴會給我們帶來什麼變化呢?
經過漫長的進化,現代智人的尾巴可能會變得非常靈活,就像猴子可以用尾巴撿起東西一樣,我們也可以用尾巴抓東西,當我們的手被購物袋佔據時,我們可以用尾巴掏出鑰匙,當我們拿著公尺飯時,我們也可以用尾巴抓住手機看訊息雙手捧碗。尾巴可以給我們很好的平衡,雜技演員可以在沒有棍子的情況下表演,平衡木運動員將能夠表演更複雜的動作。
尾巴也可能在社交領域占有重要地位。 尾巴的美會成為選擇伴侶的標準之一,美容院的服務專案可能會增加尾巴的美感,男女朋友之間的牽手可能會變成拉尾巴,尾巴可能會被擊打而不是擊掌以表達鼓勵或喜悅。 甚至,人們會為尾巴設計一套社交禮儀,比如和長輩說話時尾巴朝下,公共場合不要甩尾巴,某些場合不要露出尾巴。 總而言之,如果尾巴永不丟失,它很可能成為人類的重要器官。
但話又說回來,如果我們的祖先保留了尾巴,我們會沿著直立行走的進化之路成為今天的我們嗎? 這一切可能永遠無法得到答案,但也沒有必要費心去尋找答案,因為失去尾巴本身就是進化給出的完美答案。