隨著早期人類走出茂密的非洲森林到達草原，對現成能量的需求促使他們對草本植物產生興趣，特別是谷物和隱藏在地下的淀粉質植物組織。一項由美國達特茅斯學院科研人員領導的新研究表明，古人類在擁有咀嚼這些食物的理想牙齒前，就已經在吃這些富含碳水化合物的食物了。相關研究成果7月31日發表于《科學》。研究人員稱，該研究提供了人類“行為驅動”的首個化石證據，即有益于生存的行為的出現早于適應這些行為的身體變化。
研究人員分析了古人類牙齒化石中的碳和氧同位素。這些同位素是人類食用禾本科植物后留下的。結果發現，古人類遠在其牙齒進化到能有效咀嚼這些植物之前，就開始傾向于食用它們。直到70萬年后，古人類才長出能輕松咀嚼堅韌植物纖維的較長臼齒。
論文第一作者、達特茅斯學院的Luke Fannin表示，這些發現表明，早期人類的成功得益于在身體受限的情況下適應新環境的能力。
“可以肯定的是，古人類在行為上相當靈活，這正是他們的優勢所在。”Fannin說，“人類學家一般認為行為和形態是同步進化的。但我們發現，行為可以成為一股推動進化的力量，對形態和飲食軌跡產生重大影響。”
研究人員分析了包括南方古猿阿法種在內的各種古人類的牙齒，以追蹤人類攝入禾本科植物的演變歷程。為了進行比較，他們還分析了生活在同一時期的兩類已滅絕靈長類動物的牙齒化石—— 一類被稱為theropiths的巨型陸生狒狒和一類被稱為colobines的小型食葉猴子。
研究人員報告稱，在約480萬年前至340萬年前，這3個類群都從食用水果、花和昆蟲轉向了食用草。盡管當時它們的牙齒和消化系統并不適合食用這些堅韌的植物。
研究發現，古人類和這兩類靈長類動物有著相似的植物飲食習慣，直到230萬年前，古人類牙齒中的碳和氧同位素發生了急劇變化。這兩種同位素比率的急劇下降表明，當時的人類祖先魯道夫人減少了草的攝入，并消耗更多的缺氧水。
對此，研究人員提出了3種可能的解釋，并表示，與已知早期人類行為最一致的解釋是，后來的古人類能夠定期獲取塊莖、鱗莖和球莖等地下植物器官，其中不僅儲存了大量碳水化合物，還有缺氧水。
Fannin說，對于一個數量和體形都在增長的物種來說，從吃草轉向攝入這些高能量植物組織是有意義的。挖掘這些地下儲備物比狩獵風險小，并且它們能提供更多營養。由于已經有了石器，古代人類可以有效地挖掘塊莖、鱗莖和球莖，幾乎不必面對來自其他動物的競爭。
“我們認為，開始食用這些地下食物是人類進化史上的一個關鍵時刻。”Fannin說，“我們的祖先可以在一年中隨時獲取它們。”
研究人員報告稱，對古人類牙齒的測量顯示，雖然牙齒整體上變小——每1000年縮小約5%，但臼齒變長了。大約200萬年前，能人和匠人出現，他們的牙齒在形狀和大小上經歷了一次突變，更適合食用熟食，比如烤制的塊莖。
論文作者、達特茅斯學院的Nathaniel Dominy說，禾本科植物無處不在，隨著古人類的牙齒在研磨這些植物方面變得越來越高效，他們能最大限度地從這些植物中獲取營養。
“人類學中一個懸而未決的問題是，古人類做了哪些區別于其他靈長類動物的事情。這項研究表明，利用草本植物組織的能力可能就是我們的秘密武器。”Dominy說。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1126/science.ado2359
《中國科學報》(2025-08-04 第2版 國際)本文鏈接：飲食改變推動早期人類身體進化http://m.sq15.cn/show-11-24172-0.html
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