亚当和夏娃的问题

草蜢

! _) K4 @/ E) v# P* N许多网友对亚当和夏娃问题提出疑问。

其实叫男性染色体的老祖宗＂亚当＂和叫母系线粒体的老祖母＂夏娃＂有一定程度的误导性，因为这让人联想到犹太-基督-伊斯兰宗教系统中的人类第一夫妇＂亚当和夏娃＂。

, I6 Y# b6 q, y1 @( D& j) J9 t! m但男性热色体亚当其实只是男性染色体的老祖先。
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1 f' M& F2 h$ }8 @7 u; c% g男性染色体的传承, 一个人往上推的的直系父系祖先
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- s% U, N7 _. E" V# P! t' k按中国传统观念来讲，就是他几十万年以来，他的男性后裔的香火从来没有断过。其实他生存的时代，还是有其他男人的，但这些男人的香火都断了。不是说这些其他男人不是我们的祖先，但他们没有能够保证一代一代直到N代滴生儿子。因为男性染色体只能是父子相传
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6 n6 D4 x# {3 T- v% {所以现在的男子都是男性染色体亚当的直系男性后裔，虽然我们体内很可能带有这位老亚当时代其他男人们的基因。

下图画了这种可能性。颜色代表了男性染色体Y的传承，方块是男人，圆圈是女人，红色是亚当的男性染色体, ：


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% k* v  B6 E( k, g蓝色和绿色的方块是断了香火的男人先祖， 但他们的基因通过他们的女性后裔转下来了，只是男性染色体没有传下来的而已。
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同样母系线粒体只能又母亲传给下一代

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" t) M% ?' c; l9 w1 F1 N- P母系线粒体夏娃的女性后裔们保证了几十万年以来代代都有女儿。
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这位夏娃生活的时代也有其他女人，但这些女人的后裔没有保证代代都有女儿把她们的线粒体流传下来。她们的基因并不是消失了，而是从某代以后，是通过她们的男性后裔流传下来的。

下图画了夏娃是如何可能成为所有人的线粒体祖先的。和夏娃同时代的女人和夏娃的传承，男的是方块，女的是圆圈，颜色代表了母系线粒体的传承，夏娃的线粒体是红色：
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所以呢，男性染色体亚当和母系线粒体夏娃根本不需要是同一时代的人，甚至有可能其中一个是另一位的先祖。

随着时间的变化，男性染色体和母系线粒体本身会发生一些变异，这些变异构成了现在男性染色体和母系线粒体的多样性。通过对这些变异的反向时间推测，基因学家估计出原来这些基因原本的年代。
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+ R8 N1 J% p/ Q% x& j' m$ O( o$ E关于不同的族群会不会产生一样的变异最后进化出一样的男性染色体和母系线粒体，这种可能是微之极微的。即使是相同的环境压力下的自然选择。比如欧洲人和东亚人的浅色肤色都是在出非洲以后完成的，但是不同的基因部位的变异达到的效果。

+ ?. R2 u" D+ B曾经男性染色体亚当被认为是6万年前的人，而母系染色体夏娃生活在14万到20万年之间。两者间差了N万年！

7 M( D; q( w% Q但这些估计，随着数据的不断补充，在被不断的修订。

& K" N' G; z5 d, x为神马会这样，俺下一篇会仔细滴谈到，随着族群之间的征服，男性染色体的变动可以是很大的。母系染色体一般会被保留下来因为征服者的男性会占有被征服族群的女性。
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9 U& r& s, ^' D( v' {1 [9 A以前关于男性染色体在6万年前共同祖宗的推测是建立在当今世界上最常见的男性染色体之间的关系上的。
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7 I5 W" X. S' o8 _4 v& I但最近几年，有不少的稀有的男性染色体被发现了（毕竟在工业社会以前，完全的种族灭绝不是容易事）。2013年，算入这些落网之鱼以后，男性染色体的祖宗被推远到了18万到20万年间，至少跟夏娃的年代接近了。

然而，在今年（2013年）的三月份，有一个美国黑人向一个基因测试的商业网站提供了他的基因。这位黑哥们儿的男性染色体是大家从没见过的，和至今以来所知的男性染色体相差很大。这个男性染色体和大家所熟悉的男性染色体的共同祖先要到23万到50万年间去了！！

Pipilu

那个美国黑哥们是不是夏娃的母系线粒体？

孟词宗

楼主解释很清楚。多谢。
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不过那个进化论的悖论还是没解决：

  @0 n8 a- b5 K, S' r现代进化论无法解释的一个悖论是：人类到底起源于单一祖先还是一群祖先。如果是一群祖先，怎样才能保证这一群祖先同时产生了相同的基因突变？这个一群祖先同时突变的几率实在太小。而如果是单一祖先的话，问题又来了，怎样保证这个基因会遗传下去而不会中断。要知道，从现在的任何猿类习性来看，猿类都是猴王优先交配。但例如直立行走，脑容量扩大之类的基因并不会立刻产生武力值。这样在交配竞争中并不能占到优势。那么最早的人类基因又是如何产生和获得交配权的？这里还没牵涉到显性和隐性基因交叉的问题呢。也没牵涉到基因突变后的“人类”是否还能和未突变的猿类产生后代呢？
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据说前苏联倒是做过这类黑科技实验，拿人的精子、卵子和黑猩猩交配看是否能结合。但前苏联在公开场合一直否认做过这类实验。所以也无所谓结论。

草蜢

Pipilu 发表于 2014-12-6 12:03
那个美国黑哥们是不是夏娃的母系线粒体？

我专门查了一下，没有看到有对他的母系线粒体有特殊提起。 也就是说他的母系线粒体是在目前所知道的母系线粒体以内， 没有啥特别的。

草蜢

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孟词宗 发表于 2014-12-6 12:06
楼主解释很清楚。多谢。
: d: K. S- g$ s. e% e
3 ~$ ]/ d( g$ F+ H不过那个进化论的悖论还是没解决：

  m" `) h% d2 c* R  A4 g. l2 c- F我们先一个一个的来。 现在解决的是直系父系和直系母系的问题。 这两支是十分清晰的。 因为一个男性染色体是父子单传，一个母系线粒体是母女相传。 唯一发生变化是通过变异。

3 b# f& \# ?/ a. k9 y' r
比如男性染色体A一个部位的一个DNA发生了变异， 新的变异我们可以叫做B， 但B型和A型有传承关系，就是说除了B这个部位的一点DNA有变动， A和B其他部位的DNA都是一样的， 唯一的差别就是B这点上的变异。

& M. h: S! C9 h& w; rN代以后， B型某个部位的再发生一个变异， 我们把它命名为C， C和B的唯一不同就是C这一点上的变异，但其他都一样的， C同样继承了B点上的变异。 相对于A来说， C,不但多了B的变异，还有C的变异。

这些变异是积累型的， 所以我们可以理清他们的传承关系。
9 q8 I& x* E. W4 G7 b, U: R
比如男性染色体的传承变异图是这样的:
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孟词宗

草蜢 发表于 2014-12-6 12:31
我们先一个一个的来。 现在解决的是直系父系和直系母系的问题。 这两支是十分清晰的。 因为一个是父子单 ...

! X2 }, F/ ^& d, I: E5 a- a# T这个，我说的不是父系和母系遗传的问题啊。你在主贴里已经解释了为啥“亚当”、“夏娃”基因只能追溯到几十万年前，而人类有几百万年的历史。
; b9 P* c5 K3 F/ y, E% R9 O
我的问题是最早的人类基因是群体突变还是个体突变？群体突变概率实在太小。个体突变又很难获得交配优势。

草蜢

孟词宗 发表于 2014-12-6 12:39
3 t* c% z  F# `; @8 I3 D这个，我说的不是父系和母系遗传的问题啊。你在主贴里已经解释了为啥“亚当”、“夏娃”基因只能追溯到几 ...

" E/ {3 J3 b$ Z5 n群体突变是不可能的!!!!

孟词宗

草蜢 发表于 2014-12-6 12:39
群体突变是不可能的!!!!

那么个体突变是如何取得交配优势的呢？例如脖子较长的长颈鹿能吃到更多的食物。所以能留下更多的后代。但直立行走，脑容量变大之类的变异并不是立竿见影的。那么变异个体是如何取得交配优势的呢？

草蜢

孟词宗 发表于 2014-12-6 12:39
这个，我说的不是父系和母系遗传的问题啊。你在主贴里已经解释了为啥“亚当”、“夏娃”基因只能追溯到几 ...

' c8 @$ `# W0 R. t" V3 l( Q这是进化论的最基础知识啊， 同学！
3 n, w& R5 \! v# w4 O
首先， 变异是随机的。
; Q7 d( o; `  X
: l& |1 P, l$ r8 u但不是所有的变异都会被流传下来。

) p/ z5 }7 T+ T' Q* o因为自然选择。
- ]2 L2 y+ Z4 K0 Q5 ~3 h# l7 }
& ~' D4 O" `% Q! y/ V0 n大多数许多变异其实是有百害而无一益的。这些变异都在漫长的人类进化史中被淘汰了。
2 J9 i' E7 L  c. q/ R6 [0 @9 p5 p; \% X
) Q' G+ Z6 }/ C5 [( C只有有益的变异才会被流传下来。

, P* y! J9 [8 a6 R* |一个基因只要哪怕比其他基因有一点点优势都会像野火一样分布开了。 分布的速度只被繁殖率而限制。
% X7 n" U& o3 O3 L0 w
. r( f0 y$ F; u2 Z9 |4 m这个背后的数学公式， 俺就不讲的。

但比如说藏人的适应高海拔的基因，具有这个基因生活在青藏高原的人就会比其他没有这个基因的人活的更久， 更有可能活到留下后代， 或者更多的后代。 而她他们那些具有这个优势基因的后代也会比其他人活的更久，更健康，有更多机会留下更多的后代。
, F  j. w4 t" N5 O. |. T
1 \# B$ D+ `. Q( ]  r, t1 X过来几万年， 在青藏高原上生活的人就都有这个好东东了。

橡树村

孟词宗 发表于 2014-12-6 12:06
4 k4 h' Y* r) v: \, ~- B楼主解释很清楚。多谢。

$ X2 b, D- u+ J2 j1 m* C, d不过那个进化论的悖论还是没解决：

你这属于知识理解不到位，哪里是悖论呢，别乱用这个词。

草蜢

Pipilu 发表于 2014-12-6 12:03
/ Y" s6 ~; V& X+ D! [. @+ ^那个美国黑哥们是不是夏娃的母系线粒体？

! [" w* i! @6 x  r' A, L今年（2014年） 一月份， 另外一组科学家把这A00的产生时间定在了 20万8千年， 那就和现代人类产生同时了。
0 }# [+ E4 i! t# l! q
+ u  g) D, p4 `0 u; x! Vhttp://www.nature.com/ejhg/journal/v22/n9/abs/ejhg2013303a.html
% y4 E# L: M$ k- k3 I
但现在各位科学家正在为这件时间定位的事情扯皮，打的一塌糊涂。


) L$ T+ P+ q% Y许多人认为这一组人，是先把现代人类产生的时间作为目标，然后尽量把时间估计往上靠的。 再加上这组人先前在另外一个问题上出过错误， 这次被盯上了。
5 m  Q7 ^- ^$ H% v6 v0 X& l$ g
总的来说 因为现在所用的时间估计技术还不是很成熟， 有很大浮动的空间。 因为这个跟人类的繁殖率有关， 如果人类是平均30年一代人，还是平均15年一代人， 都会导致这个估计变化很大！ 还有变异时间表本身的定位问题。

- e1 u' M: y) l' J3 o( G6 n

大卫

草蜢 发表于 2014-12-6 12:31
我们先一个一个的来。 现在解决的是直系父系和直系母系的问题。 这两支是十分清晰的。 因为一个男性染色 ...

这个基因变异图很好解释了染色体突变的顺序问题，但又是如何确定每一次突变的时间以及实现年代追溯的呢？是根据样本人数，还是有化石标本或C14测定做对照参考？

草蜢

7 N& T( ^& P6 F2 f7 r

大卫 发表于 2014-12-6 14:12
这个基因变异图很好解释了染色体突变的顺序问题，但又是如何确定每一次突变的时间以及实现年代追溯的呢？ ...

: Y- x! t0 ~  J: ]0 b
顺序问题是最容易搞清楚的，但时间估计现在还在打架呢。 看俺上面那个帖子。 因为这个时间估计依靠的是对变异速度的估计，变量太大了。

母系线粒体稍微好一点， 因为母系线粒体所含的基因不多，比细胞核里的基因DNA少多了。

+ ?. _/ i' g- P所以最早研究的就是母系线粒体的传承。

对古化石的测试应该是最可靠的了。
* j# F+ x+ V3 c& N* [* l* F. M
; a# r. J% t' j$ m/ m0 d但目前我知道经过测试的最早人类遗骨DNA，也只有4万5千多年的西伯利亚那个。

# _8 o4 i6 c. s' b$ y" y其他的就靠估计了。
+ O4 ~# G0 B! ?  ]. S
+ K& o5 \+ `, V0 X2 C其实最近用这个4万5千多年的人类遗骨DNA和现代人基因组对比，就发现以前估计的变异率是不对的。
3 y1 m9 p  O, i  |
! u  Q3 Q9 c2 m以后希望能够，挖出更多能够测试到的古老DNA, 就可以核实现在的估计了。

农民家的狗

科学地说明人类遗传的科学

孟词宗

草蜢 发表于 2014-12-6 12:52
8 k0 x. X" W- _& j( Z( ^- h" {/ d这是进化论的最基础知识啊， 同学！
: F  l, F3 i2 J2 I4 n; `
  |" ]! C$ _+ j* h& l9 _" c首先， 变异是随机的。

我说的就是这个进化论的基础知识啊。

我前面举过这个长颈鹿的例子了。这是经典进化论中的例子，所谓“物竞天择，适者生存”。但是，这个例子和你的藏人的高原基因例子都是有几个假设前提：
" ?8 |/ U  ^1 L4 U
1.变异必须是有利于生存的。而且这类变异必须是立竿见影的。
& E. J/ p, W0 e- n
2.变异后的个体有优先交配权。
8 T% ~8 B% k% g6 F5 X
. ?1 |8 V" V* r7 t. `( Z3.变异后的个体的种群必须足够大以保证个体变异的传递。

+ I: b$ F* q: |, \: Q) c( M在长颈鹿的例子里，脖子长的长颈鹿被假设能够吃到更多的更高的树叶，所以可以在别的鹿都吃不到树叶的时候生存下来，所以保证自己的遗传。
2 ?2 k, c1 z# r$ A  ~8 [. _
; g+ a! O5 Y  r# c$ j9 D8 {好，这个没问题，看上去很自洽。你刚才说了群体变异是不可能的，只有个体变异才可能。那么问题就来了。当一群长颈鹿里，只有一个变异的长颈鹿能够生存，别的长颈鹿都因为吃不到树叶而死掉了。这个剩余的鹿它去找谁交配呢？

% v5 B$ D# `( G; }  G) I* s合理的推断，应当是这个变异在很多代以前已经发生。当时变异的长颈鹿又和足够多的无变异长颈鹿发生了交配并产生了后代。于是当自然选择来临的时候，长颈鹿群已经做好了足够的准备。
6 _1 e4 Y: g+ O+ `( H
这个推断对长颈鹿可能是合适的。因为我们不知道长颈鹿是对偶交配还是别的啥。但用到人类上又产生问题。前面说过，现存所有猿类的交配都是猴王交配。很多基因变异从长远来看是有利种群的，但在短期来看并不产生足够的武力值让该变异体当上猴王。这就好比某长颈鹿的脖子突然变异比别的鹿长，但在当时食物丰富的情况下，这个变异并没有立竿见影的效果。因此不会产生优先交配权。所以当不上猴王就没有交配权。没有交配权就留不下后代。
$ t/ r  @; o" _3 J" S9 ~
- K3 r0 ^& E: }7 l那么我们只好推断说所有的基因突变，要么产自猴王，要么产自母猴。

但产自母猴的话，母猴不能像公猴那样广种薄收。因此只能靠自己下一代，甚至下几代的公猴夺取猴王位置时去广种薄收。

0 X, a. q! {6 ~但这样的几率不是太小点吗？
* K& X# e: M+ @  C& [% g% [  `
另外，人是唯一直立行走的灵长类。我印象中似乎没有其他哺乳动物是两腿直立行走的（我见识不多，只以动物园里常见动物论）。但直立行走真的是自然选择的结果？传统的物竞天择理论对此的解释是当猿人从树林进入草原的时候，四肢行走不如直立行走能带来更远的视野，因此会容易被天敌攻击。但为什么只有人类产生了这种变异呢？貌似其他草原上生存的四脚动物，包括狒狒都生存下来了。而且没有直立行走，那些动物也活得很好。因此这个自然选择理论在统计学上站不住脚。
) F, k, L6 g6 {3 h# W! m" b" b
以上就是我想得到科普的东西，也就是进化论的细节问题。 Devil lives in the details.

橡树村

孟词宗 发表于 2014-12-6 20:40
  d( b0 t" n9 a! g9 o我说的就是这个进化论的基础知识啊。

' S; ]% v! O( P2 F' F8 Y. x我前面举过这个长颈鹿的例子了。这是经典进化论中的例子， ...

! ]$ N# ^$ W' G8 p7 O7 |
6 Y- h! s6 U4 e' {) K% @/ j; [+ R" f变异只能在出现了，被保留，并在族群内取得了一定数量之后才有机会在条件合适的时候显出优势。任何一个环节出了问题也不会形成对原有特征的优势。这个发生的概率是很低的，所以演化需要的时间很长，也充满了偶然性。
* B: ]$ }" n. C
" ~! `6 p( D, x! |/ {9 s0 ?7 d不过对于一些相对简单的生物，由于每一代的时间很短，人是可以观察到演化的进程的。
5 N# r  q  P) A9 l& D
% N" O1 {+ }6 ^: y+ s) f与人类最接近的黑猩猩和倭猩猩的社会结构，性行为都很复杂，不能拿猴子的社会套用的。

0 z/ i* x8 n' r0 Z/ i; q+ y) ^3 \! w

草蜢

9 U, v  ]' _' |: x8 h' ?

孟词宗 发表于 2014-12-6 20:40
8 {9 A$ @" q& L6 `; w我说的就是这个进化论的基础知识啊。

我前面举过这个长颈鹿的例子了。这是经典进化论中的例子， ...

6 ]9 Y# I; q6 B. }& W没问题，大部分人都没有真正理解到进化论的基本理论
% t7 P/ E7 F8 W6 R" O4 I2 Q
村长已经做了解释了。
' i6 n% R# g0 C+ k5 `
我想科普的是猿类的性行为。


从自然科学角度出发:

猿类中，按体积比例，黑猩猩和矮黑猩猩睾丸最大，大猩猩的睾丸最小，人类居中。
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. w( i) c% D+ M" Y黑猩猩是群交的。一个新入群的母黑猩猩会和这个部落中的所有公黑猩猩交配。因为像狮子群一样黑猩猩的习惯是将新入群的母黑猩猩的小孩杀死，但如果所有公黑猩猩都和新母黑猩猩发生性关系，公黑猩猩们不能确定新母黑猩猩将来生下的小孩是不是他们的，所以不会加以伤害。黑猩猩的睾丸最大，也是因为在群交的环境下，每个公黑猩猩为了增加自己能够留下后代的唯一保证就能够一次性的将最多的精子输入母黑猩猩体内。也就是说睾丸大，容量大的公黑猩猩留下后代的机遇会比其他公黑猩猩大一点点，代代相传以后，现代的公黑猩猩都是原来大睾丸公黑猩猩们的后代，所以也具备了他们祖先的特征。
$ N3 @8 v4 j. d4 C$ L5 w5 f* Z# C
. A! S4 s5 K- r1 a, V$ a矮黑猩猩是一百万年前同黑猩猩分道扬镳的，和黑猩猩有很大的不同， 矮猩猩对解决社会冲突的主要手段不是暴力，而是性交。所以一天大部分时间，矮猩猩都在性交，而且不分男女老少，出了母亲和直系成年儿子以外，其他都自由性交，包括，男女，男男，女女。各种性交方式， 包括口交，（男男和女女之间）相互摩擦性器官等等。而且矮猩猩是唯一和人类一样也会面对面性交。矮黑猩猩男女之间的性交一般是母猩猩掌握的，常常出现母猩猩追着雄猩猩性交的场面。
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7 {' ~8 `- R) n, N1 K' d# x
大猩猩没有这样的竞争压力，公大猩猩可以肯定母大猩猩的小孩都是他的因为一个大猩猩部落中就他一个成年公大猩猩和他的妻妾们。大猩猩的一夫多妻制决定了大猩猩睾丸不用大，够用就行。大猩猩的睾丸最小。

人类的睾丸比例在猿类居中，这个推论吗，俺就留给大家了。
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, e" D% D( ^' \- |6 `" V: ]

孟词宗

草蜢 发表于 2014-12-6 23:44
没问题，大部分人都没有真正理解到进化论的基本理论

村长已经做了解释了。

+ b8 n% }1 t$ Q2 G( ?, H' H1 d, X- v多谢解释。但还有疑问在人为啥直立行走。求科普。
& R+ G$ P( B  o- m* H+ m/ H$ R" ~
前面说过，人是唯一直立行走的灵长类。如果按照上述基因突变理论，直立行走是早于自然选择出现的。那么直立行走当时并不能显示出更大的生存优势（因为自然选择的契机还没有到来。）那么直立行走又如何能最后成为种群的主要特征呢？

更大的问题是，为啥这个直立行走变异只出现在人类身上，而不出现在其他哺乳动物身上？毕竟，马戏团里的狗、马、狗熊甚至大象经过训练都能短暂直立行走。如果说直立行走让人能得到更多的食物之类，同样的效果也会出现在直立行走的其他动物身上。

孟词宗

草蜢 发表于 2014-12-6 12:39
0 b0 }0 n+ l) W! p群体突变是不可能的!!!!

这里还有个问题，导致基因突变的原因是什么？貌似基因突变有很多种诱因。很多诱因是外界因素。那么当一群人受到同样的外界因素影响，会不会产生同样的突变呢？

橡树村

孟词宗 发表于 2014-12-7 01:18
多谢解释。但还有疑问在人为啥直立行走。求科普。
9 }* S1 X% b5 A& P8 x: o! C
前面说过，人是唯一直立行走的灵长类。如果按照上述基 ...

: c8 g0 |( Q! `9 e  A% {0 q灵长类几乎所有动物都有直立行走的能力，有的受伤的时候可以完全保持直立行走，有的直立行走的时候可以携带食物。

人类直立行走的演化理论目前还比较多，缺乏统一说法，不过有一点是肯定的，就是演化出现代人类的过程中，在直立行走能力出现之后，有很长的时间直立行走这个能力都并不很重要，其重要性并不比现在的黑猩猩差多少。三百多万年前的南方古猿，仍然是直立行走与爬树相混合的，有树的时候爬树，没树的时候直立，行走的直立程度也和现代人是不同的。幸运的是南方古猿的一支演化出了完全直立行走的后代物种，最终产生了智人，而黑猩猩没有这样的后代。

具有直立行走能力的动物也还有几个的，比如所有的鸟类都是直立行走的，好吧，这个你可以说不算，毕竟鸟的前肢成了翅膀了。恐龙就有很多是直立行走的了，甚至有理论认为所有的恐龙都是由可以直立行走的祖先演化出来的。哺乳动物里面，巨型穿山甲，灭绝的giant ground sloths（树懒的一种），很多啮齿类的动物，还有袋鼠一类的动物，都可以直立行走。这些特征的出现是偶然的，你不能问某种其他动物为什么没出现这个特征的，这就和问人为什么不会飞一样。