本周末，全球观众终于能看到从 2020 年拖延至今的夏季奥运会在东京举行。我们能从运动员的跑、跳和各种体能协调的项目中，看到他们走向荣耀的道路，也见证经历无数小时的训练所获得的成果。
科学家认为，人类身体的复杂机器，就是在“进化” 的强大的过程中不断地磨练和塑造。
了解人类进化的微妙运作以及人类如何成为我们如今的样子，是科学领域的重大挑战之一。美国国家科学基金会支持的生物人类学家拼凑出人类能力如何进化的复杂难题，这些发现能够对我们的身体如何运作、以及令人难以置信的奥林匹克水平能力形成，得到惊喜的结论。
小麦…远古人类的早餐？
运动员在准备比赛前必须摄入碳水化合物，身体才能从淀粉中获得热量。虽然谷物和面食等含淀粉主食是相对较新的发明，但人类对富含碳水化合物的食物的偏爱绝对更早。早在100,000 年历史的标本中，就发现了碳水化合物 —— 而且证据就在牙齿上的牙斑化石块中。
人类学家克里斯蒂娜·华利纳 (Christina Warinner) 研究古代牙齿样本，并发现了口腔中的细菌微生物。 华利纳和她的同事检查了现代和古代人类、尼安德特人、黑猩猩和其他物种的牙菌斑化石中的微生物 DNA。他们发现了分解淀粉类食物的特定菌株存在。但他们只在人类和尼安德特人的样本中发现细菌，但是在黑猩猩或其他动物中并没有发现。
在古老的样本中发现这种细菌，表示在农业技术发明之前，淀粉类食物已是人类饮食的重要部分。碳水化合物除了含有高热量葡萄糖之外，也在身体进化过程中发挥了重要作用，提供大脑所需的热量。“我们看到了一种古老的行为证据，而这种行为是人类大脑发育的一部分，” 华利纳说。
尽忠职守的脚，做好脚该做的事
当一名短跑运动员在赛道上奔跑时，他们的脚会以两倍于自身体重的力撞击地面。由于由骨骼和组织制成的弹性拱门的复杂结构，我们的脚可以承受这种反复的冲击。研究员凯文·哈塔拉 (Kevin Hatala) 想知道人类是如何进化出如此有能力的脚的。
哈塔拉的实验室分析了约 150 万年前直立人的化石足迹，来研究人类运动的进化，直立人是已知最早的人类祖先，其身体和步态与我们的相似。 哈塔拉和他的同事们开发了新的X 射线和 3-D 动画方法来分析古代的脚印，并推断出古人的走路方式，与现代人的走路方式相比。
哈塔拉团队发现人类现在的走路方式，使我们不仅可以运行奥运接力，而且还可以同时腾出双手来使用工具、携带婴儿和做其他有用的任务。
Photo Credit: Kevin Hatala/Chatham University
你真的需要额外的卡路里吗？
与久坐不动的活动相比，我们的身体通常在体育活动中消耗更多的能量——比如游泳 100 米自由泳。传统观点认为，高度活跃的人在饮食中需要更多的卡路里。然而，进化人类学家赫尔曼·庞策 尔 ( Herman Pontzer) 却持相反意见。
庞策尔和他的同事研究了坦桑尼亚的哈扎人，地球上最后的狩猎采集社区之一。对于我们这些醒着时大部分时间都花在笔记本电脑上、偶尔从咖啡机来回的人来说，哈扎人的日常生活似乎是超人的：成年人每天步行 4 到 7 英里，同时觅食可食用植物，用手打猎——制作弓箭，收集水和其他必需品。
“哈扎人一天的活动量，比标准美国人一周的活动量还多，”庞策尔说。
尽管有天差地远的日常活动量，哈扎成年人每天燃烧 2,000 到 2,500 卡路里的热量，与住在都市丛林中的大多数人没啥不同。 庞策尔 和其他科学家的研究，显示了人类新陈代谢的复杂性，及其适应我们体内热量消耗方式的能力。
坑渍是给优胜者的
就像一台高性能计算机一样，人类有一个高效的冷却系统——汗液——可以冷却我们的身体，并防止大脑在我们的头骨里被煮熟。事实上，大量出汗是人类在灵长类动物中的独特特征之一。高密度汗腺是人类进化适应的关键，使我们能够在炎热的环境中生存，甚至跑马拉松。但是直到最近，我们的超级冷系统如何从的DNA 中进化，还是科学的未知数。
研究员亚纳·康伯若弗 (Yana Kamberov) 领导了一项多学科研究，显示了导致我们高密度汗腺的遗传机制。人类皮肤中汗腺的产生，远高于其他猿类物种。人类自身的冷却系统，对人类大脑的进化至关重要。
因此，下次当您在健身后大汗淋漓时，可以自豪地告诉别人，我们的体温调节系统是所有灵长类动物中最好的。
参考原文：”The evolution of Olympic performance: From feet to sweat, four surprising discoveries”，Jason Stoughton，美国国家科学基金会社会、行为和经济科学领域的传播专家
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