本文极端露骨,适合仔细阅读

本文内容虽已露骨到极致，

但并无年龄限制——

看后只会让人望着自己的手发呆。

蝙蝠的翅膀看起来只有几片皮膜，却有着与猩猩、人类相同的“五根手指”，其腕部也连接着同样的一组骨骼，乃至同样的前臂长骨。

蝙蝠与人都有五根手指，

这个现象不容小觑，

达尔文写《物种起源》的时候，

专门论述了这种怪异的巧合——

“还有比这更奇特的事吗？”他发问，“适于抓握的人类之手，擅于挖掘的鼹鼠前爪，还有马的蹄子，鼠海豚的鳍肢，蝙蝠的翅膀，居然都是按照同样的模式构造而成的！”



蝙蝠骨骼的作用类似帐篷杆，把膜翅撑开，鼓荡风力，使身体升空。蝙蝠可通过调整每根手指的姿态来控制灵活飞行，甚至悬浮在花朵之上吮蜜。

最终，达尔文对此现象有了直截了当的解答：

“我们和蝙蝠等所有长着手的动物都是亲戚，

大家的手都是从一个共有的祖先那里继承来的。”



多种脊椎动物的前肢——从蛙类到大象、从蝙蝠到人类（图）——都暗藏同样的解剖学蓝图：五指连在腕部的一组骨头上，由两根骨头构成的前臂从腕部伸出，引向邻近肩部、只有一根长骨的上臂。

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撰文：CARL ZIMMER

插图：BRYAN CHRISTY

1833年，当进化论的观念开始流行时，有些人却通过对人手的剖析，来反驳这种“荒诞不经的论调”。苏格兰外科医生查尔斯· 贝尔专门写书《手：它的机制与重要天赋特征，设计的明示》，颂扬手的非凡。作为一名神创论的信徒，他表示：

“人手对于生命的适应法则给出了一锤定音的最佳证据，明示着神之造物中的设计。”



但显然，这套解释有一个致命的问题：其他物种也有手。



在印尼丹戎普丁国家公园，一只雄性红毛猩猩抓着树干躲在树后，显示出与人类相似的动作与神情，当地的棕榈油农业正侵蚀着猩猩们的栖息地。摄影师曾凭本图荣获2017《国家地理》年度自然摄影师殊荣。

摄影：Jayaprakash Joghee Bojan

过去150年里，为了探索手的进化过程，研究者们在每一片大陆上都发掘了化石。通过比较现存动物的手部解剖结构，审视负责手之建构的基因，他们一次又一次地为达尔文的论点找到了实物支持。



各种灵长类动物拇指的第一掌骨

来源：DAN VERGANONATIONAL GEOGRAPHIC



这具出土于德国的化石可能是现今猿类、猴类和人类的共同祖先。化石已被正式命名为“Darwinius masillae ”，以纪念达尔文诞辰200周年。

图源：Franzen et al., 2009.

追本溯源，手的起点是鱼鳍





供图：John Westlund, University of Chicago.

如果你的家谱中记载得足够远，你会遇到一条鱼。

至少在3.8亿年前，手就开始进化了。不过这种鳍不像金鱼身上那种纤薄、骨架丝丝缕缕的鳍，而是某种已灭绝的鱼类（与今日的肺鱼是近亲）又粗又壮的鳍。在这种肉嘟嘟的鱼鳍内部有几块大骨头，对应着我们手臂中的骨骼。



2006年，科学家们在北极挖掘到一个3.7亿年前生物的化石“Tiktaalik”，它属于一种叫做 lobefins的水生脊椎动物谱系。许多解剖特征表明它们与四足动物的关系很密切。

供图：Ted Daeschler

许多年过去，这些远古动物的后代又演化出若干较小的骨头，对应我们的腕骨和手指。再后来，指头出现并各自分离，使得在水下植被中穿行的动物能够抓握借力。



长着“手”，且能用“手”在水底“走路”的红合鳍躄鱼

摄影：AUSCAPE/UIG VIA GETTY IMAGES

如今的手，已被“修剪”过



早期的手比你今日所能见到的任何手（爪）都更加奇形怪状。有的物种有七根指头，有的八根。但到了3.4亿年前、脊椎动物们在干燥的陆地上四处走动的时候，手已经被“修剪”为只有五根指头的样子。



指猴

摄影：PETE OXFORD, NAT GEO IMAGE COLLECTION



指猴

在马达加斯加的森林中，长长的手指使指猴更加便于取食。它最喜欢的美餐之一是藏在树里的昆虫幼体。它会用一根特殊构造的手指敲击树干，凭借听觉和触觉感受振动，有时还加上嗅觉来侦查幼虫的存在。然后它在树上啃开一个洞。凭借指头根部的一个球形关节，它能把这根特别的手指以任何角度伸进洞里；指尖的爪子能把幼虫钩住并扯出来。



这也能被称为手？



现存于世的物种当中，手的形态算得上多种多样了：从海豚的鳍状肢到苍鹰的翅膀，还有像挂钩一样的树懒爪子，都是它们的“手”，只是人们不这样叫而已。



三只宽吻海豚在法属波利尼西亚的伦吉拉海峡捕食。
摄影：GREG LECOEUR，NAT GEO IMAGE COLLECTION



宽吻海豚的“手”



海豚是从有蹄类的陆生动物进化而来，于5000万年前入海生活。祖先的蹄子变成了鳍，使它们化身为游泳高手。不同的海豚物种所拥有的鳍各自适应于它们的行动模式：长而窄的鳍适合高速泳者；宽短的鳍出现在那些需要在狭小空间内倏忽来去的物种身上。

通过研究这些手背后的分子机制，情况愈发清晰——不论外表多么不同，手的起始形态都非常近似。手的生成要靠许多个基因“联网”运作，而所有的手都是由同样的基因网络以不一样的运作方式打造而成。



亚洲象

摄影：Tim·Laman



亚洲象



大象的前掌已适应了承受巨大的重量。粗壮的指骨——近期研究显示它们还有第六根“假指”，最初是软骨，但在有些年纪较大的大象当中会发育成骨头——发挥着柱基石般的作用。掌面有脂肪和纤维组织构成的垫，吸收着每一步带来的冲击。在前掌砸上地面时，肌腱和韧带把冲击的部分能量储存起来，再在迈下一步时释放。所以大象走路时就像踩着弹簧。

有的基因负责塑造腕部，还有的负责加长手指。这些基因中只需发生一星半点的改变，就能让指头变长、让某些手指消失，或把指甲变成利爪。

也就是说，即使秃鹫的羽翼和狮子的前掌从外表看千差万别，归根结底也许只是几处细小的修改：这种蛋白质在这里多加一点儿，那种蛋白质在那里少放一点儿，如此而已。



一只猫悠闲地在2000年前的遗迹上晒着太阳——古罗马的港口城市以弗所，位于今天的土耳其境内。

摄影：TUUL AND BRUNO MORANDI





猫的前爪生着窄而弯曲的爪。一般情况下，指头上端的韧带会把爪子收在鞘里，猎食的时候，猫用后腿蹬地扑出、伸开前肢；前掌上下两面肌肉收缩，利爪像弹簧刀一样戳出去。爪子刺入对方皮肉后，猫把重心移到后腿上，用前肢把猎物扯到嘴边来。

猜猜下面是谁的手？



点下图开窗看答案



摄影：Mihir Ranjan

蛙类已演化出数以千计的物种，它们的手也花样繁多，以适于不同的行动。有的物种生活在水里，于是掌上生蹼以利游泳；树蛙则长着长长的指头；有的指尖进一步增长，适于攀援；它们甚至还进化出微小的黏性吸盘，使其可攀附于光滑表面，比如树叶。

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