從爪到手

秋　水

進(jìn)化為直立行走的人是分為上肢和下肢的，而動(dòng)物則分為前肢和后肢。盡管非人類(lèi)靈長(zhǎng)類(lèi)的前肢也與人類(lèi)的上肢相似，但如果假設(shè)其一切條件與人類(lèi)相似的話(huà)，如有語(yǔ)言、會(huì)用手機(jī)，還是在手部有一個(gè)地方與人形成明顯的差異。

這個(gè)差異可以換成一個(gè)問(wèn)題來(lái)提出：猴子為何不會(huì)單手發(fā)短信?或者是，猴子為何只能雙手捧著水果吃?答案是，猴子不能做對(duì)掌運(yùn)動(dòng)。這就要從人和非人類(lèi)靈長(zhǎng)類(lèi)的手掌和五指談起。

復(fù)雜肌群和神經(jīng)

伸開(kāi)你的手，觀(guān)察手掌一面，你可以看到手掌是凹凸不平的，這是由三個(gè)部分的肌肉組織(筋膜)構(gòu)成的。在靠近拇指的一側(cè)(外側(cè))是魚(yú)際筋膜，靠近小指一側(cè)(內(nèi)側(cè))是小魚(yú)際筋膜，而中間的部分則是掌腱膜。

人類(lèi)手掌的這種肌肉分布，主要是魚(yú)際肌群，決定了人的拇指能貼向手掌，即對(duì)掌運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還可以接觸其他四個(gè)手指的從指尖到指根的掌面。這就決定了人可以單手握著物品，如一只手握著蘋(píng)果啃咬，同時(shí)也可以一只手握著手機(jī)，用可對(duì)掌的拇指發(fā)短信。

然而，低等猿猴的爪，如長(zhǎng)尾猿只有五個(gè)爪，沒(méi)有肌肉。而高級(jí)猿猴也缺少魚(yú)際肌群，再加上拇指短小，即使能做一些與人的手指相似的活動(dòng)，也不能做對(duì)掌運(yùn)動(dòng)。這就決定了猿猴只能用雙手捧著蘋(píng)果吃，而不能單手握著吃蘋(píng)果，更不可能單手握著手機(jī)用拇指來(lái)發(fā)短信。

當(dāng)然，僅僅只有魚(yú)際肌群也不能做復(fù)雜的對(duì)掌運(yùn)動(dòng)，如發(fā)短信，還必須有正常的手部神經(jīng)支配，即正中神經(jīng)的正常運(yùn)作。如果前臂受傷，腕部正中神經(jīng)完全斷裂，或橫腕韌帶變得肥厚引起手腕隧道(手腕隧道是由腕骨及橫腕韌帶所構(gòu)成的一條隧道，正中神經(jīng)從此通過(guò)，然后支配到手指及拇指內(nèi)側(cè)的肌肉)狹窄，就會(huì)壓迫到下面的正中神經(jīng)。

由于正中神經(jīng)受壓迫無(wú)法支配三個(gè)魚(yú)際肌，即拇對(duì)掌肌、拇短展肌及拇短屈肌，造成肌肉的癱瘓，拇指不能對(duì)掌，不能與手掌平面形成90°角，不能用拇指指腹接觸其他指尖。而且。第一掌骨與其他四個(gè)掌骨處在一個(gè)平面排列，掌心凹陷消失，手掌變平，就會(huì)形如猿猴手。這時(shí)，也就不能單手吃蘋(píng)果，更不能發(fā)短信。

還有一種情況是，孩子受到體罰，會(huì)造成對(duì)掌功能的喪失。醫(yī)院里常見(jiàn)這樣的現(xiàn)象，一些孩子被老師或家長(zhǎng)體罰，用鞭子打手，嚴(yán)重時(shí)可把孩子的手打成組織腫脹，腕部血腫，從而壓迫或損傷腕管里的正中神經(jīng)。如此可能會(huì)造孩子手部的麻痹，使拇指、食指和中指感覺(jué)麻木，不能屈曲握拳，拇指不能與小指對(duì)掌，很像猿猴手。因此，如果你是家長(zhǎng)或是教師，千萬(wàn)要記住這一點(diǎn)。

拇指是手中的老大

當(dāng)然，人手不僅是對(duì)掌功能優(yōu)于和區(qū)別于猿猴，而且由于有了拇指的多種功能，使得人手的功能更為復(fù)雜和多樣。由于拇指的獨(dú)特性，人類(lèi)手部的大部分動(dòng)作都離不開(kāi)它。大拇指的功能要占全手功能的一半以上。各種精巧復(fù)雜的動(dòng)作，都要大拇指來(lái)幫忙。人們端碗舉筷、握筆、拿槍和抓鎯頭等，都少不了要用大拇指。

沒(méi)有大拇指，手的掐、握、抓、捻的能力都會(huì)大大削弱。而且，進(jìn)化只給予了拇指二個(gè)指節(jié)，這使得它與其他手指的搭配最為默契。如果拇指為1節(jié)，就不便于與其余4指配合抓握東西；如為3節(jié)，拇指則將軟弱無(wú)力而難以勝任復(fù)雜的動(dòng)作。正因?yàn)榇竽粗柑貏e重要，漢語(yǔ)以“拇”字來(lái)指稱(chēng)，意為指中之母。這與美洲的印第安人的指稱(chēng)是一致的，他們稱(chēng)拇指為“手指之母”。非洲的索馬里人則把拇指看成是手指的“祖父”。

人的拇指與非人類(lèi)靈長(zhǎng)類(lèi)比較起來(lái)還有一個(gè)重要的區(qū)別，即人的拇指比猿猴的拇指要長(zhǎng)，這保證了拇指在勞動(dòng)中的重要地位，因?yàn)槟粗傅膫麣埍徽J(rèn)為是勞動(dòng)能力的嚴(yán)重?fù)p傷。而人類(lèi)拇指的長(zhǎng)度是中指的60％～64％，但這一比例在猩猩中僅為39％，在黑猩猩中為40％，在大猩猩中為43％。由此可以看出拇指長(zhǎng)度的重要性。因?yàn)槟粗柑?，如猩猩，即使有如同人一樣發(fā)達(dá)的魚(yú)際肌，也不可能做對(duì)掌和對(duì)指運(yùn)動(dòng)。另外，人類(lèi)拇指掌指關(guān)節(jié)呈明顯的鞍形，也能保證它能夠做多種多樣的運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)然，拇指再重要也需要其他手指的合作才能完成人類(lèi)所需的種種動(dòng)作。人的一只手有8塊腕骨、5根掌骨、14節(jié)指骨，有59條肌肉、3大神經(jīng)干，還有營(yíng)養(yǎng)手部的特別發(fā)達(dá)的血管系統(tǒng)。正是這些“零部件”的合理組合，才使人的雙手靈活自如。

人類(lèi)基因組測(cè)序發(fā)現(xiàn)，人和大鼠在基因組結(jié)構(gòu)上只有3％的差異，但在手部卻有較大的差異。例如，人手上的神經(jīng)纖維約比大鼠前爪上的神經(jīng)纖維多35倍。

人大腦皮質(zhì)對(duì)手的指揮是以其在大腦中所含有的神經(jīng)元來(lái)體現(xiàn)重要性的。手在大腦皮質(zhì)中的投影所占的面積最大，達(dá)到1／4～1／3。因此，手的高度靈活是和大腦緊密相聯(lián)的，是人類(lèi)高度進(jìn)化的結(jié)果。

在手指活動(dòng)和腦血流量的關(guān)系上，人的手指也擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。人的手指簡(jiǎn)單活動(dòng)時(shí)，腦血流量約比手不動(dòng)時(shí)增加10％。但在手指做復(fù)雜、精巧的動(dòng)作時(shí)，腦血流量就會(huì)增加35％以上。這提示，腦血流量的相對(duì)增加對(duì)于指揮手指的靈巧動(dòng)作有重要的意義，如彈奏鋼琴和拉小提琴。

人手如何進(jìn)化?

人的手部擁有的種種優(yōu)勢(shì)當(dāng)然是進(jìn)化而來(lái)，但是它們是何時(shí)和如何進(jìn)化的呢?為何人類(lèi)的手會(huì)分化成5指，而不是像鴨子的腳那樣趾是由蹼連在一起的，或?yàn)楹尾环只?指或3指，或6指?這是一個(gè)需要化石和比較解剖才能回答的重大問(wèn)題。

現(xiàn)在的一些研究做出了某種回答。剛開(kāi)始時(shí)，胎兒的手指和腳趾之間也像鴨子的腳一樣有組織相連，就像蹼一樣。但是，人類(lèi)進(jìn)化中形成的一種基因密碼在胎兒早期就開(kāi)始指令細(xì)胞凋亡，也即細(xì)胞程序性死亡，于是手指和腳趾之間相連的細(xì)胞凋零和死亡。當(dāng)胎兒發(fā)育到第56天左右，其手指和腳趾才完全分開(kāi)，因此在出生后到成年，我們才擁有5指和5趾。

細(xì)胞凋亡不是一件被動(dòng)的過(guò)程，而是主動(dòng)過(guò)程，它涉及一系列基因的激活、表達(dá)以及調(diào)控等的作用，是有機(jī)體為更好地適應(yīng)生存環(huán)境而主動(dòng)爭(zhēng)取的一種死亡過(guò)程。對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)，細(xì)胞發(fā)生凋亡是手指和腳趾形成的基礎(chǔ)。對(duì)于植物來(lái)說(shuō)，高等植物的木質(zhì)部細(xì)胞就是在植物發(fā)育至一定階段時(shí)凋亡的細(xì)胞，這些細(xì)胞構(gòu)成了輸送液體的管道，使植株得以生長(zhǎng)。所以，生物體局部的、個(gè)別的死亡有利于整體的或種群的存活。

正是由于發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞凋亡的規(guī)律，英國(guó)的西德尼·布倫納、美國(guó)的H·羅伯特·霍維茨和英國(guó)的約翰·E·蘇爾斯頓獲得了2002年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

當(dāng)然，并非所有的人都是分化成了5指，也有人生成了6指或更多，也有人生成4指或更少。例如，2005年出生的印度男孩梅納瑞爾就有25個(gè)手指和腳趾，其中12個(gè)手指、13個(gè)腳趾。另一位生于1995年1月的印度男孩哈尼同樣是有手指和腳趾25個(gè)。

從現(xiàn)在人類(lèi)的進(jìn)化適應(yīng)來(lái)看，多于5指和少于5指都是畸形，多余手指統(tǒng)稱(chēng)為“枝指”，而有枝指的人在我國(guó)約有150萬(wàn)。無(wú)論是多指還是少指，都可能是在胚胎發(fā)育時(shí)細(xì)胞凋亡出現(xiàn)了問(wèn)題。

盡管人的手指比非人類(lèi)靈長(zhǎng)類(lèi)具有更多的優(yōu)勢(shì)，但比較起來(lái)，人的上肢似乎沒(méi)有猿猴的前肢更有力量。不過(guò)，這也是進(jìn)化的需要。因?yàn)?，過(guò)分大的手對(duì)于自由而迅速的運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)顯得有些累贅，像黑猩猩那樣的長(zhǎng)手和大手無(wú)疑會(huì)增加人上肢的重量，并且有礙于運(yùn)動(dòng)。但是，從功能上來(lái)看，人類(lèi)上肢盡管沒(méi)有猿猴的前肢那樣有力，但人的上肢臂部卻具有非常發(fā)達(dá)的旋后肌，使得我們的前臂可以進(jìn)行自如的前后回旋運(yùn)動(dòng)，這種類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)也是勞動(dòng)和工作時(shí)經(jīng)常發(fā)生的動(dòng)作。如果缺少前臂的旋前、旋后運(yùn)動(dòng)，人就不會(huì)用改錐擰緊螺釘，也不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)駕駛汽車(chē)，更不會(huì)握住網(wǎng)球拍、乒乓球拍和羽毛球拍擊打出各種美妙絕倫的球。

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