当人类和猿类放在一起时,很容易看出它们有一个额外的器官——它们的尾巴。 很多动物都有尾巴,而尾巴起着重要的作用,尾巴是鱼的“加速器”,是鸟类的“风向标”,或者是猿类的“平衡杆”。 然而,为什么人类会在此过程中失去这个重要的器官呢? 如果人类有尾巴,我们会用它们做什么?
人类什么时候失去了尾巴?
按照目前的共识,人类和类人猿是近亲,我们是从共同的灵长类祖先进化而来的,那么中间到底出了什么“问题”,让同根同源的后代分为有尾和无尾呢?
美国纽约大学的研究人员将6种尾猿的DNA与9种尾猴的DNA进行了比较,发现尾猿存在基因突变,而无尾猿则没有这种变化。 该突变影响了一个名为TBXT的基因,为了验证该基因突变与人类尾巴的丧失有关,研究人员对小鼠进行了实验。 一些转基因小鼠没有长出尾巴,有些确实有尾巴,比正常小鼠短得多。 因此,可以说TBXT基因的突变确实是决定尾巴发育的重要因素。
然而,TBXT突变并不是人类失去尾巴的唯一原因。 在实验中,长出短尾巴的小鼠往往尾巴长度不均匀,但我们之间的尾椎差异很小。 因此,一定有其他基因突变参与其中,使我们能够产生如此均匀的身体结构。
已知失去尾巴的类人猿可以追溯到2000万年前,即原始Conshure类人猿。 科学家推测,大约2000万年前,一种原始猿出生时就带有这种基因突变,并通过繁殖将其遗传给后代。 后来,由于自然灾害,考拉不得不离开树林,在地上行走。 到达草原后,无尾猿不再需要尾巴来抓树枝,也节省了维持尾巴所需的能量,能够走得更快; 而在被野兽追赶的时候,还少了一个被抓住的“把手”,所以没有尾巴就成了优势。 所以这个基因代代相传,直到传给直立行走的人类,以至于人类从出生之初就失去了尾巴。
你想要尾巴吗?
失去尾巴仍然对人类构成一定的风险。 实验发现,TBXT突变不仅缩短了小鼠的尾巴,而且一些小鼠还出现了类似于人类脊柱裂的脊柱畸形。 研究人员推测,人类脊柱裂的发病率相对较高,可能是尾巴脱落的后遗症。
这样一来,人类还能找回失久已久的尾巴吗? 这并不容易,如果人类要长出尾巴,他们必须做出重大改变,不仅要进行基因改造,还要对身体做出重大改变。
尾巴不仅仅是悬挂在脊柱末端的延伸部分,它需要臀部周围的骨骼、韧带和肌肉来帮助将其固定到位,神经系统需要参与感知和拉动,就像手臂的运动需要许多组织协同工作一样。 因此,如果人类有尾巴,那么我们身体的某些部位就必须进行调整。 我们需要更强壮的骨盆肌肉来支持这些额外的肌肉和骨骼,并且需要更长的椎骨和尾椎来帮助尾部肌肉附着。 然而,这些调整不仅会影响直立行走时的平衡,还会影响肠胃运动,甚至可能导致尿失禁。
我们已经习惯了没有尾巴走路,如果我们突然多了一条尾巴,我们会因为前后重量不均而失去平衡。 另一方面,由于没有尾巴而保存下来的骨骼和肌肉可以补偿人们的前后。 更强壮的背部更能承受跌倒或跳跃的冲击,而腹部的肌肉则为我们的腹部器官(如膀胱和肠道)提供支撑,使消化道能够承受更大的压力,并在行走和跑步时保持正常的消化活动,确保我们不会失去排泄物。 因此,如果我们想长出一条尾巴,我们将不得不花费很长时间来适应这些变化。
然而,虽然再次长出一条尾巴很麻烦,但科学家们有办法在不改变身体的情况下获得一条额外的尾巴,那就是安装机械尾巴。 2019 年,日本庆应义塾大学的科学家开发了一种可穿戴的尾巴,可以戴在背上并随心所欲地操纵。 尾巴模仿海马尾巴的骨头,身体由几个相互连接的关节组成,关节的数量和重量可以调整以匹配不同的用户,关节有四个内置的气动人工肌肉执行器,可以让“尾巴”向八个方向移动。
你能用尾巴做什么?
日本科学家不仅为了好奇而开发了机械尾巴,还赋予了它一些重要的功能。
大多数脊椎动物的尾巴具有广泛的应用范围,例如在移动时保持平衡,感知周围环境,甚至通过尾巴的运动发出信号和交流。 科学家们希望这种机械尾巴也能实现这些功能。 机械尾巴内置分析装置,可以通过身体的运动和位置猜测重心,然后发出信号做出相应的反应:如果身体前倾,那么尾巴就会翘起; 如果水平倾斜,尾巴将向上向上倾斜,以保持用户的平衡。 对于腿部有问题或负重的人来说,保持平衡的能力会有很大帮助。 除了帮助人们站稳脚跟外,机械尾巴还可以通过力反馈和触觉来模拟情况,例如被强风吹动的感觉。 未来,这项技术可用于帮助因创伤或疾病而失去感觉的患者康复。
当然,对于大多数人来说,这些功能有点轻浮,没有尾巴更方便。 但是,如果人类永远不会失去尾巴,那么尾巴会给我们带来什么变化呢?
经过漫长的进化,现代智人的尾巴可能会变得非常灵活,就像猴子可以用尾巴捡起东西一样,我们也可以用尾巴抓东西,当我们的手被购物袋占据时,我们可以用尾巴掏出钥匙,当我们拿着米饭时,我们也可以用尾巴抓住手机看消息双手捧碗。尾巴可以给我们很好的平衡,杂技演员可以在没有棍子的情况下表演,平衡木运动员将能够表演更复杂的动作。
尾巴也可能在社交领域占有重要地位。 尾巴的美会成为选择伴侣的标准之一,美容院的服务项目可能会增加尾巴的美感,男女朋友之间的牵手可能会变成拉尾巴,尾巴可能会被击打而不是击掌以表达鼓励或喜悦。 甚至,人们会为尾巴设计一套社交礼仪,比如和长辈说话时尾巴朝下,公共场合不要甩尾巴,某些场合不要露出尾巴。 总而言之,如果尾巴永不丢失,它很可能成为人类的重要器官。
但话又说回来,如果我们的祖先保留了尾巴,我们会沿着直立行走的进化之路成为今天的我们吗? 这一切可能永远无法得到答案,但也没有必要费心去寻找答案,因为失去尾巴本身就是进化给出的完美答案。