PNAS：緯度的確影響人的四肢長度，但關係卻不簡單

知識 08-14

長或短？粗或細？研究顯示許多因素>四肢的尺寸。

60多年來，科學家們推測，一個人的身體形狀和大小會受到其居住地氣候的影響。現在田納西大學的一項新的研究表明，有更多因素參與其中。

這篇論文的共同作者之一是Kristen Savell，人類學系的三年級博士生。該論文是最早證明自然選擇塑造了全球人類四肢差異的研究之一。

這項研究發表於2016年8月1日的>上。和Savell共同作者的還有兩位人類學副教授Benjamin Auerbach和Charles Roseman，前者來自田納西大學，後者則來自伊利諾伊大學厄本那香檳分校。

該研究表明，手臂和腿部的長骨並非如先前認為的那樣獨立進化。相反地，「它們都在以我們尚不知曉的方式共同進化著」，Savell說。

自20世紀中晚期，科學家們推測人類對與環境的適應基於地理>，讓散熱效率最有益。處於溫暖氣候的人群往往四肢修長、身體較窄，而生活在寒冷氣候中的人四肢較短、體型更寬。這些理論基於19世紀發展的兩條科學法則，今天我們稱之為伯格曼法則（Bergmann s Rule）和艾倫法則（Allen『s rule）

研究人員利用四個地理區域的人群，研究了身體比例和緯度之間的關係。研究人群分別是：撒哈拉以南的非洲，北非，溫帶歐洲和北極。

Savell和同事們選用了同樣的分組別以獲得對比數據。他們比較了14個人群，包括400多個個體的四塊骨骼——肱骨（上臂），橈骨（前臂），股骨（大腿），脛骨（小腿）——的長度變異，以及股骨頭直徑和骨盆寬度。

他們發現兩塊骨骼——前臂橈骨和小腿脛骨——以及整體體型，似乎都直接受自然選擇而進化，在高緯度下生活的人的這些骨骼更短、體型更圓。

但是，手臂（肱骨）和大腿（股骨）的增長不僅是自然選擇的直接結果。股骨完全沒有因定向自然選擇而改變長度。Savell和他的同事還發現，單是自然選擇就導致了肱骨在有寒冷氣候的高緯度地區增長。這一發現違背了伯格曼和阿倫法則的，因為按照這兩項法則，自然選擇導致在高緯度地區手臂縮短。Savell和同事們發現，這是因為脛骨、橈骨和肱骨之間存在遺傳關聯。由於脛骨和橈骨對自然選擇的響應，加上它們與肱骨的遺傳關聯，壓倒了肱骨本身受到的自然選擇的直接影響。

PNAS：緯度的確影響人的四肢長度，但關係卻不簡單

A為由經典學說中的直接的自然選擇壓力所預測的結果。（B）是實際測量得到的結果。箭頭代表在由假說預測A和實際測量B的人群在撒哈拉以南的非洲以及更高緯度地區四肢隨緯度的變化趨勢。向內的箭頭表示更短或更窄，向外則表示更長或更寬。虛線代表無顯著變化。B內紅色虛線和箭頭代表的是這些特徵趨勢的測量結果與根據自然選擇壓力預測出的結果不符。

該研究支持了，有多種力量，包括遺傳關聯的性狀之間相互作用，加上環境主導的自然選擇作用，共同影響人類的體型和大小。

「即使進化格局符合期望，其背後的過程可能並非如此」，Savell說。「重要的是，所有的生物學家和人類學家們應當意識到不同測量值之間是如何共同變異的。同樣重要的是，我們不僅要研究自然界里觀察到的格局，也要去理解這些格局背後的過程。」

Savell指出，她和合作者們指的是在進化尺度上的四肢骨骼長度變化，因此他們的數據並不適用於人與人之間的個體差異。

「我們正在研究的是對緯度的適應性——緯度也是氣候的替代指標——這種適應性早就在影響一代代人的身體比例了」，她說。

原始出處：

Savell KR,Auerbach BM,Roseman CC.Constraint,natural selection,and the evolution of human body form.Proc Natl Acad Sci U S A.2016 Aug 1.pii:201603632

內容源：http://news.bioon.com/article/6688403.html

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