從爪到手

秋　水

進化為直立行走的人是分為上肢和下肢的，而動物則分為前肢和后肢。盡管非人類靈長類的前肢也與人類的上肢相似，但如果假設其一切條件與人類相似的話，如有語言、會用手機，還是在手部有一個地方與人形成明顯的差異。

這個差異可以換成一個問題來提出：猴子為何不會單手發短信?或者是，猴子為何只能雙手捧著水果吃?答案是，猴子不能做對掌運動。這就要從人和非人類靈長類的手掌和五指談起。

復雜肌群和神經

伸開你的手，觀察手掌一面，你可以看到手掌是凹凸不平的，這是由三個部分的肌肉組織(筋膜)構成的。在靠近拇指的一側(外側)是魚際筋膜，靠近小指一側(內側)是小魚際筋膜，而中間的部分則是掌腱膜。

人類手掌的這種肌肉分布，主要是魚際肌群，決定了人的拇指能貼向手掌，即對掌運動，同時還可以接觸其他四個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，如一只手握著蘋果啃咬，同時也可以一只手握著手機，用可對掌的拇指發短信。

然而，低等猿猴的爪，如長尾猿只有五個爪，沒有肌肉。而高級猿猴也缺少魚際肌群，再加上拇指短小，即使能做一些與人的手指相似的活動，也不能做對掌運動。這就決定了猿猴只能用雙手捧著蘋果吃，而不能單手握著吃蘋果，更不可能單手握著手機用拇指來發短信。

當然，僅僅只有魚際肌群也不能做復雜的對掌運動，如發短信，還必須有正常的手部神經支配，即正中神經的正常運作。如果前臂受傷，腕部正中神經完全斷裂，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成的一條隧道，正中神經從此通過，然后支配到手指及拇指內側的肌肉)狹窄，就會壓迫到下面的正中神經。

由于正中神經受壓迫無法支配三個魚際肌，即拇對掌肌、拇短展肌及拇短屈肌，造成肌肉的癱瘓，拇指不能對掌，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掌骨處在一個平面排列，掌心凹陷消失，手掌變平，就會形如猿猴手。這時，也就不能單手吃蘋果，更不能發短信。

還有一種情況是，孩子受到體罰，會造成對掌功能的喪失。醫院里常見這樣的現象，一些孩子被老師或家長體罰，用鞭子打手，嚴重時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。如此可能會造孩子手部的麻痹，使拇指、食指和中指感覺麻木，不能屈曲握拳，拇指不能與小指對掌，很像猿猴手。因此，如果你是家長或是教師，千萬要記住這一點。

拇指是手中的老大

當然，人手不僅是對掌功能優于和區別于猿猴，而且由于有了拇指的多種功能，使得人手的功能更為復雜和多樣。由于拇指的獨特性，人類手部的大部分動作都離不開它。大拇指的功能要占全手功能的一半以上。各種精巧復雜的動作，都要大拇指來幫忙。人們端碗舉筷、握筆、拿槍和抓鎯頭等，都少不了要用大拇指。

沒有大拇指，手的掐、握、抓、捻的能力都會大大削弱。而且，進化只給予了拇指二個指節，這使得它與其他手指的搭配最為默契。如果拇指為1節，就不便于與其余4指配合抓握東西；如為3節，拇指則將軟弱無力而難以勝任復雜的動作。正因為大拇指特別重要，漢語以“拇”字來指稱，意為指中之母。這與美洲的印第安人的指稱是一致的，他們稱拇指為“手指之母”。非洲的索馬里人則把拇指看成是手指的“祖父”。

人的拇指與非人類靈長類比較起來還有一個重要的區別，即人的拇指比猿猴的拇指要長，這保證了拇指在勞動中的重要地位，因為拇指的傷殘被認為是勞動能力的嚴重損傷。而人類拇指的長度是中指的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度的重要性。因為拇指太短，如猩猩，即使有如同人一樣發達的魚際肌，也不可能做對掌和對指運動。另外，人類拇指掌指關節呈明顯的鞍形，也能保證它能夠做多種多樣的運動。

當然，拇指再重要也需要其他手指的合作才能完成人類所需的種種動作。人的一只手有8塊腕骨、5根掌骨、14節指骨，有59條肌肉、3大神經干，還有營養手部的特別發達的血管系統。正是這些“零部件”的合理組合，才使人的雙手靈活自如。

人類基因組測序發現，人和大鼠在基因組結構上只有3％的差異，但在手部卻有較大的差異。例如，人手上的神經纖維約比大鼠前爪上的神經纖維多35倍。

人大腦皮質對手的指揮是以其在大腦中所含有的神經元來體現重要性的。手在大腦皮質中的投影所占的面積最大，達到1／4～1／3。因此，手的高度靈活是和大腦緊密相聯的，是人類高度進化的結果。

在手指活動和腦血流量的關系上，人的手指也擁有獨特的優勢。人的手指簡單活動時，腦血流量約比手不動時增加10％。但在手指做復雜、精巧的動作時，腦血流量就會增加35％以上。這提示，腦血流量的相對增加對于指揮手指的靈巧動作有重要的意義，如彈奏鋼琴和拉小提琴。

人手如何進化?

人的手部擁有的種種優勢當然是進化而來，但是它們是何時和如何進化的呢?為何人類的手會分化成5指，而不是像鴨子的腳那樣趾是由蹼連在一起的，或為何不分化成4指或3指，或6指?這是一個需要化石和比較解剖才能回答的重大問題。

現在的一些研究做出了某種回答。剛開始時，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，人類進化中形成的一種基因密碼在胎兒早期就開始指令細胞凋亡，也即細胞程序性死亡，于是手指和腳趾之間相連的細胞凋零和死亡。當胎兒發育到第56天左右，其手指和腳趾才完全分開，因此在出生后到成年，我們才擁有5指和5趾。

細胞凋亡不是一件被動的過程，而是主動過程，它涉及一系列基因的激活、表達以及調控等的作用，是有機體為更好地適應生存環境而主動爭取的一種死亡過程。對于人類來說，細胞發生凋亡是手指和腳趾形成的基礎。對于植物來說，高等植物的木質部細胞就是在植物發育至一定階段時凋亡的細胞，這些細胞構成了輸送液體的管道，使植株得以生長。所以，生物體局部的、個別的死亡有利于整體的或種群的存活。

正是由于發現了細胞凋亡的規律，英國的西德尼·布倫納、美國的H·羅伯特·霍維茨和英國的約翰·E·蘇爾斯頓獲得了2002年的諾貝爾生理學或醫學獎。

當然，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個手指和腳趾，其中12個手指、13個腳趾。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。

從現在人類的進化適應來看，多于5指和少于5指都是畸形，多余手指統稱為“枝指”，而有枝指的人在我國約有150萬。無論是多指還是少指，都可能是在胚胎發育時細胞凋亡出現了問題。

盡管人的手指比非人類靈長類具有更多的優勢，但比較起來，人的上肢似乎沒有猿猴的前肢更有力量。不過，這也是進化的需要。因為，過分大的手對于自由而迅速的運動來說顯得有些累贅，像黑猩猩那樣的長手和大手無疑會增加人上肢的重量，并且有礙于運動。但是，從功能上來看，人類上肢盡管沒有猿猴的前肢那樣有力，但人的上肢臂部卻具有非常發達的旋后肌，使得我們的前臂可以進行自如的前后回旋運動，這種類型的運動也是勞動和工作時經常發生的動作。如果缺少前臂的旋前、旋后運動，人就不會用改錐擰緊螺釘，也不會轉動方向盤駕駛汽車，更不會握住網球拍、乒乓球拍和羽毛球拍擊打出各種美妙絕倫的球。

[責任編輯張田勘]