如果您在咀嚼口香糖或咀嚼坚硬的食物时下巴会突然弹出或咔哒一声感到疼痛，那么您可能会将其归咎于已灭绝的祖先。
这是根据杜克大学领导的一项研究，该研究对一种名为“弗洛雷斯人”的古代人类亲属的咀嚼力学进行了研究，这种人在我们的物种在大约 50,000 年前到达那里之前就居住在印度尼西亚的弗洛雷斯岛。
这个人族的身高不超过三英尺，以 JRR Tolkien 的“指环王”中的人物命名，因此获得了“霍比特人”的绰号。对于这项于 8 月 13 日发表在《界面焦点》杂志上的新研究，研究人员想了解霍比特人的头骨在吃食物时的行为。
然而，数千年的化石化使得它的头骨——迄今为止唯一发现的——受损和畸形。在研究人员对其进行测试之前，他们必须尽可能地将其恢复到其原始形状。意大利博洛尼亚大学的合作者创建了一个 3D 虚拟模型，该模型通过 X 射线 CT 扫描构建，以数字方式填充缺失的部分，以重建大约 100,000 到 60,000 年前在岛上漫游时弗洛勒斯人的头骨可能的样子。
从那以后，他们使用计算机模拟和一种称为有限元分析的技术来给出模拟真实事物的虚拟头骨特征，例如骨骼的刚度和肌肉的拉动动作。然后他们让虚拟头骨和它的后牙——前磨牙和臼齿——一起咀嚼，并分析每咬一口的作用力，基本上是对它进行数字碰撞测试。
研究人员在霍比特人咬人时面部骨骼的数字模型中绘制了应变图，并将结果与大约两到三百万年前生活在非洲的被称为南方古猿的早期人类亲属以及今天的黑猩猩和人类的类似模拟进行比较。
该团队确定，霍比特人的咬合力可能会产生大约 1300 牛顿的力，与现代人类和我们几个已灭绝的表亲的咀嚼力相当。但是，如果它在坚硬的坚果或坚硬的大块肉上咬得太厉害，研究结果表明，弗洛雷斯人比我们早期的人类亲属面临更大的风险，即拉伤面部骨骼，或使下颌和上颌的关节脱臼遇见。
“我们真的不知道弗洛雷斯人吃什么，”第一作者、杜克大学进化人类学博士生丽贝卡库克说。牙齿上的磨损图案，再加上从发现霍比特人的同一个洞穴中出土的侏儒象骨头和其他动物遗骸，表明它至少吃了一些肉。
但结果表明，极其坚硬或坚硬的食物可能会让霍比特人颞下颌关节头痛，而这对于南方古猿来说是没有问题的。
“在现代人类中观察到类似的模式，”库克说。
数百万年的人类进化给了我们更小的牙齿和更轻的头骨，因为烹饪我们的食物并用石器切割和捣碎它，可能还吃肉，使得过度建造头骨变得不必要。
但在霍比特人被发现多年后，它的面部特征仍然是一个谜。它的头骨有一些奇怪的混合特征，其中一些——比如它厚重的下颚——与我们早期的、更像猿类的祖先相似，而另一些——比如它精致的小脸——类似于今天的人类。
库克说：“这可能会让人混淆这个物种在人类进化关系谱系中的位置。”
这项新研究表明，在弗洛雷斯人和现代人类的共同祖先分道扬镳之前，这种向更小脸、更弱咬合和下巴的转变很早就进化了。
杜克大学研究员、该研究的资深作者贾斯汀·莱多加 (Justin Ledogar) 表示，下一步是对包括直立人在内的早期人属成员进行类似的分析。作为已知的第一个使用火和烹饪食物的古人类，该物种的牙齿、颌骨和面部也比早期的古人类更小，有人认为它是弗洛雷斯人的祖先。
研究人员表示，这项工作可以帮助回答有关弗洛雷斯人来自何处、如何生活以及如何融入人类进化树等悬而未决的问题。
“这项研究只是一个更大的难题的一小部分，”库克说。
这项研究由美国体质人类学协会和杜克大学资助，并得到了欧盟地平线 2020 研究与创新计划 (724046 SUCCESS) 和美国国家科学基金会 (NSF-BCS-0725126) 的资助。
