有没有比人更不擅长爬树的猴子？

不好意思，还真没有。别说猴子了，整个灵长类里都没有，连银背大猩猩都比我们强。虽然成年雄性银背大猩猩很少上树，但那不是攀爬能力的问题，主要是树不行。

金刚不爬树，只是没有合适它的树。图片来源：Wikipedia

身为一只灵长类动物，不擅长爬树也翻不过墙头，这确实有点对不起我们的古猿祖先。不过，人类学家们已经帮你把借口都想好了——现代人类之所以不长于攀爬，问题就出在适于直立行走的屁股上。

攀爬：灵长类的祖传手艺

如果我们的灵长类亲戚能看懂动作武打片，它们一定会觉得无聊透顶——那些竹林之巅高手对决的场景，不过是丛林生活的日常而已。就亲身体会而言，我曾在内伶仃岛保护区调查过野生猕猴种群。在印象里，我所见的猴子从不会正经爬树——它们在树冠间穿梭，从来都是在“飞行”。有时，快得甚至连影子都捕捉不到，只有一片穿林打叶声。除了猴子，看似笨重的类人大猿也多善于攀爬。而即使是在开阔草原上生活的狒狒，只要有机会上树，也会立马没影。

可以说，卓越的攀爬能力是灵长类家族的祖传技术，而要修炼此般功夫，又需要怎样清奇的骨骼呢？

少年，我看你骨骼里藏了套杠杆

不妨回想一下，在你爬梯子的时候，身体哪些部位在用劲？除非你是臂力惊人的单杠满分少年，否则下肢的配合是不可或缺的。攀爬和直立行走时用到的下肢肌肉很相似，无非都是在收腿伸腿，只是幅度不同，且攀爬多增加了蹲起动作。这其中，大腿部分发挥关键作用的肌肉，分别是股四头肌肌群（大腿前侧的肌肉）和腘绳肌群（大腿后侧的肌肉）。这两组肌肉都是一端连在骨盆上，一端固定在膝关节上。

图中蓝色箭头所示的是股四头肌群，位于大腿正面。绿色箭头指示的是腘绳肌群，位于大腿后面。它们一端连在骨盆，一端固定在膝关节上，控制着下肢的行走与攀爬。图片来源：Pinimg.com

那么，在人类骚气地行走或者笨拙地攀登时，腿上这些零部件到底如何在工作？

就说爬梯子。 

最开始，大腿前侧的肌群紧张收缩，带动股骨（大腿骨）以髋关节（大腿根）为轴心向前上方转动，提溜起膝盖；

同时，大腿后侧的肌群收缩，弯曲膝盖，脚踩住梯子的上一级横杆。

接下来，小腿固定不动，以膝盖为轴心，大腿前侧的肌群重新“拉直”膝关节；

同时，以髋关节为轴心，大腿后侧的肌群（和臀部肌群一起）向后拉”大腿，伸展髋关节，“撬”起身体，最终实现一个完整的攀爬动作^[1]。

灵长类亲戚和人类的解剖结构基本一致，它们下肢的肌肉骨骼也是这么运转的。

眼尖的朋友可能看出来了，这一套下肢的运动方式，本质上悄然借用了杠杆原理。杠杆是股骨本身，支点则是髋关节。杠杆的动力来源自肌肉对股骨下端（靠近膝盖的一边）的拉扯，要克服的阻力是身体的重力。只不过，这个杠杆并不是跷跷板那样支点在中间的杠杆，它更像生活中另一种常见的杠杆：扳手。

股骨就好比“扳手柄”，髋关节就好比扳手转动的轴心，在腿部肌肉拉动扳手向上或者向下转动的过程中，人类或猴子大猿们就完成了迈步前进，或是在树林间攀援直上的动作。

显然，在大腿后侧肌群的拉动下伸展髋关节“撬”起身体是向上攀爬时重要的一环。而人类的爬树能力之所以在灵长类家族里不幸垫底，问题就出在这个由大腿后侧肌群、大腿骨和髋关节组成的“扳手”系统上^[2]。

上树还是上路？鱼和熊掌难兼得

我们复习一下初中物理知识：杠杆的力臂越长越省力，力臂要是足够长就可以弹飞地球（当然也要有支点）。对于大腿后侧肌群、大腿骨和髋关节组成的这套“扳手”系统而言，力是由肌肉提供的，力臂当然是杠杆支点到肌肉的最小直线距离。

线段B代表了大腿股骨，A的小圆圈则是旋转中心髋关节，Fm代表了大腿后侧肌群的用力方向。所以，Fm到髋关节A的直线距离r就是力臂的长度了。图片来源：参考文献[2]

因为大腿后侧肌群在髋关节上的那一端固定坐骨上，所以坐骨的大小和形态，决定了这套“扳手”系统的力臂长短。对非人灵长类来说，坐骨普遍朝向身体后方，在四足匍匐着地时，坐骨的长短也决定了力臂的长度。换句话说，坐骨越长，力臂就跟着越长，攀爬时下肢运动的过程也就越省力。有这么好的结构，自然演化的力量当然不会放过——从猴子到大猿，坐骨形态无一例外都比人类更长。因此，在攀援活动中，它们的肌肉运动更加高效，一口气上树不费劲。

图中可以看到猿猴的坐骨、走向，以及大腿后侧肌群的力臂长度（蓝色线段）。在四足着地的姿态中，坐骨与力臂的方向一致，坐骨越长，力臂也就越长。图片来源：参考文献[2] 

但是你肯定会问，如此优秀的骨骼结构，人类为什么不要了？因为相比于爬树，人类更需要直立行走。

如果让一只猩猩站直，你就会发现它的髋关节、坐骨和大腿后侧肌群的走向都几乎重合在了同一条直线上。换句话说，当一只猩猩站直的时候，大腿后侧肌群的力臂长度几乎归零！这意味着，肌肉提供的动力在这个姿势下就失效了。纽约市立大学的研究团队测量了十余种灵长类的下肢结构，发现这是极其普遍的现象。也就是说，用猴子和大猿们的坐骨结构行走，不仅不省力，反而是步履维艰。

再用我们的“扳手”模型理解一下：当猴子和大猿们试图站立行走，其实意味着施加在“扳手柄”（大腿股骨）上的力转变了方向——之前的力量方向与杠杆形成了交角，所以这个骨骼杠杆才会起作用，股骨才能转动。而现在，力量几乎是在沿着扳手把柄的长轴向前顶去。这种用力的劲只是在把股骨往正上方硬拽，而不能前后转动，当然是在做无用功。

在非人灵长类中，当身体接近直立姿态时，髋关节A，股骨B，以及大腿后侧肌群用力方向Fm相距越来越近，力臂r变得非常短小。如果身体继续后仰，它们会重合在一起，而力臂r几乎归零。图片来源：见参考文献[2]

所以说，如果人类的坐骨依旧又长又朝屁股下方，那么我们就不要期望潇洒的步态了。既然上树和上路所需要的是完全不同的坐骨形态，那相比于非人灵长类，人类的坐骨又是怎么个创新的长法？怎么保证两足行走时也能昂首阔步呢？

研究人员在测量了地猿、南方古猿，以及现代人的坐骨形态后，找到了人类独特的坐骨变化趋势。地猿和南方古猿被认为是人类数百万年前的祖先，其中地猿生存年代最早，南方古猿相对晚一些。在地猿化石中，坐骨的走向轻微转向背侧，既保证了爬树的能力，也可以凑合着近似直立行走。南方古猿和现代人则完全不同了——他们的坐骨长度变短，也不再朝下，而是更极大地转朝向背侧。这样一来，大腿后侧肌群、坐骨、髋关节在直立状态下不再重合于同一条直线，很好地解决了灵长类直立行走时“力臂归零”的Bug。然而，现代人的爬树技巧也因此大打折扣。向上攀爬时，腿抬得较高，大腿后侧肌肉的力臂变得很短小。这就好像用扳手时不正经握住把柄尾巴，非要捏着扳手头部使劲，这当然会费力不讨好了。

从左向右依次为地猿、南方古猿、现代人的骨盆结构，下方红色条带指示的是坐骨的位置。可以看见，坐骨在进化过程中越来越朝向背侧。（图片来源：见参考文献）

所以说，有得就有失的人间真理在自然演化中也同样适用。用祖传的爬树技巧换自创的直立行走，这笔交易也算是明智之举。毕竟这让我们得以走下树梢，创建文明。

出野外就会知道，相比于爬树，猴子们更爱爬的是你的三脚架（摄影：中山大学伍乘风）