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太長不看版：
1. 靈長類爬得快，因為身體里長了根「槓桿」；
2. 人想走路，就得放棄上樹；
3. 走路的骨骼結構，爬樹快不了。
人，算是靈長類里最不擅長爬樹的了。
別說比不過身手敏捷的猴子了，連看似笨重的銀背大猩猩都比我們強。雖然成年雄性的銀背很少上樹，但那不是攀爬能力的問題，主要是樹不行。
金剛不爬樹，只是沒有合適它的樹。圖片來源：Wikipedia
不擅長爬樹也翻不過牆頭，人在靈長類里論攀爬這項特技只能墊底兒！不過，人類學家們已經幫你把借口都想好了——現代人類之所以不長於攀爬，問題就出在適於直立行走的屁股上。
靈長類爬這麼快？
因為骨骼里藏著槓桿
靈長類爬得快眾所周知，你看看猴子。在自然保護區里，野生獼猴向來是在樹冠間「飛檐走壁」。有時它們爬得飛快，甚至連影子都捕捉不到，只留瞬間的穿林打葉聲。
猴子之外，在開闊草原上生活的狒狒，只要有機會上樹，也會立馬竄得沒影。
卓越的攀爬能力是靈長類家族的祖傳技術，而要修鍊此般功夫，又需要怎樣清奇的骨骼呢？
讓我們看一下爬梯子的時候骨骼是怎麼動的！
回想一下，你爬梯子的時候，身體哪些部位在用勁？除非你是臂力驚人的單杠滿分少年，否則下肢的配合是不可或缺的。
圖片來源：pngtree.com
攀爬和直立行走時用到的下肢肌肉很相似，都是在收腿伸腿（兩者只是幅度不同，攀爬多增加了蹲起動作）。這其中，大腿部分發揮關鍵作用的肌肉是，股四頭肌肌群（大腿前側的肌肉）和腘繩肌群（大腿後側的肌肉），這兩組肌肉都是一端連在骨盆上，一端固定在膝關節上，控制著下肢的行走和攀爬。
股四頭肌群，位於大腿正面。腘繩肌群，位於大腿後面。圖片來源：Pinimg.com
那麼，在人類騷氣地行走或者笨拙地攀登時，腿上這些零部件到底如何在工作呢？其實本質上借用了槓桿原理。
還是以爬梯子為例：
最開始，大腿前側的肌群緊張收縮，帶動股骨（大腿骨）以髖關節（大腿根）為軸心向前上方轉動，提溜起膝蓋；同時，大腿後側的肌群收縮，彎曲膝蓋，腳踩住梯子的上一級橫杆。
接下來，小腿固定不動，以膝蓋為軸心，大腿前側的肌群重新「拉直」膝關節；同時，以髖關節為軸心，大腿後側的肌群（和臀部肌群一起）向後拉大腿，伸展髖關節，「撬」起身體，最終實現一個完整的攀爬動作 [1]。
靈長類親戚和人類的解剖結構基本一致，它們下肢的肌肉骨骼也是這麼運轉的。
這個槓桿是股骨本身，支點則是髖關節。槓桿的動力來源自肌肉對股骨下端（靠近膝蓋的一邊）的拉扯，要克服的阻力是身體的重力。
就像生活中的扳手，股骨好比「扳手柄」，髖關節好比轉動的軸心。在腿部肌肉拉動扳手向上或者向下轉動的時候，人類或猴子大猿們就完成了邁步前進，或是在樹林間攀援直上的動作。
顯然，在大腿後側肌群的拉動下伸展髖關節「撬」起身體是向上攀爬時重要的一環。而人類的爬樹能力之所以在靈長類家族裡不幸墊底，問題就出在這個「扳手」系統上 [2]。
上樹 or 走路
骨頭結構有不同
槓桿的力臂越長越省力。對於大腿後側肌群、大腿骨和髖關節組成的這套「扳手」系統而言，力是由肌肉提供的，力臂就是槓桿支點到肌肉的最小直線距離。
線段B代表大腿股骨，圓圈A是旋轉中心（髖關節），Fm表示大腿後側肌群的用力方向，r是力臂的長度。圖片來源：參考文獻 [2]
大腿後側肌群在髖關節上的那一端固定坐骨上，因此坐骨越長，「扳手」系統的力臂就越長，攀爬時下肢運動的過程也就越省力。非人靈長類的坐骨普遍朝向身體後方，在它們跳躍落地時就可以輕鬆不費勁。
圖中可以看到猿猴在四足著地的姿態中，坐骨與力臂的方向一致，坐骨越長越省力。圖片來源：參考文獻 [2]
也許有朋友要問了，如此優秀的骨骼結構，人類為什麼不要了？因為人類更需要直立行走，而行走和爬樹的骨骼結構不可兼容。
當一隻猩猩站直的時候，大腿後側肌群的力臂長度幾乎歸零！這意味著，肌肉提供的動力在這個姿勢下就失效了。紐約市立大學的研究團隊發現，這種失效的情況非常普遍：在十餘種靈長類的下肢結構里，都是類似的情況。
也就是說，用猴子和大猿們的坐骨結構行走，不僅不省力，反而是步履維艱。
從這張合成圖裡可以看出，猩猩們直立行走，比人類費勁多了。圖片來源：mx.dk
用「扳手」模型理解一下：當猴子和大猿們試圖站立行走，其實意味著施加在「扳手柄」（大腿股骨）上的力轉變了方向。力量幾乎是在沿著扳手柄的長軸向前頂去，這樣只是在把股骨往正上方硬拽，而不能前後轉動，當然是在做無用功。
非人靈長類在直立姿態時，髖關節A，股骨B，以及大腿後側肌群用力方向Fm相距越來越近，力臂r變得非常短小。圖片來源：見參考文獻 [2]
所以說，如果人類的坐骨和非人靈長類一樣，又長又朝屁股下方，那麼我們就不要期望瀟洒的步態了。
人的直立之路
靠坐骨變遷
既然上樹和走路所需要的是完全不同的坐骨形態，那相比非人靈長類，人類的坐骨又是怎麼個創新的長法？怎麼保證兩足行走時也能昂首闊步呢？
研究人員在測量了地猿、南方古猿，以及現代人的坐骨形態後，找到了人類獨特的坐骨變化趨勢。
地猿和南方古猿被認為是人類數百萬年前的祖先，其中地猿生存年代最早，南方古猿相對晚一些。在地猿化石中，坐骨的走向輕微轉向背側，既保證了爬樹的能力，也可以算近似直立行走。
南方古猿和現代人則完全不同了——他們的坐骨長度變短，也不再朝下，而是更極大地轉朝向背側。這樣一來，大腿後側肌群、坐骨、髖關節在直立狀態下不再重合於同一條直線，很好地解決了靈長類直立行走時「力臂歸零」的Bug。
從左向右依次為地猿、南方古猿、現代人的骨盆結構，下方紅色條帶指示的是坐骨的位置。坐骨在進化過程中越來越朝向背側。圖片來源：見參考文獻
然而，現代人的爬樹技巧也因此大打折扣。向上攀爬時，腿抬得較高，大腿後側肌肉的力臂變得很短小。這就好像用扳手時不正經握住把柄尾巴，非要捏著扳手頭部使勁，這當然會費力不討好了。
所以說，有得就有失的人間真理在自然演化中也同樣適用。用祖傳的爬樹技巧換自創的直立行走，這筆交易也算是明智之舉。畢竟這讓我們得以走下樹梢，創建文明。
出野外就會知道，相比於爬樹，猴子們更愛爬的是你的三腳架（攝影：中山大學伍乘風）
一個AI
剛下樹就把窩砍了，你們對得起祖先么？
作者：惠佳明
編輯：明天，Iris
參考文獻：
1. 李世昌. 運動解剖學（第三版）[M]. 高等教育出版社, 2015.
2. Elaine E. Kozma, Nicole M. Webb, William E. H. Harcourt-Smith, et al. Hip extensor mechanics and the evolution of walking and climbing capabilities in humans, apes, and fossil hominins[J].PNAS, 2018.
