Rewolucyjne odkrycie skamieniałości odkrywa tajemnice wczesnego ruchu człowieka

Niedawne badania nad strukturami ucha wewnętrznego skamieniałej małpy człekokształtnej Lufengpithecus dostarczają nowych dowodów na ewolucyjne kroki w kierunku dwunożności człowieka, ujawniając ważną rolę ucha wewnętrznego i zmiany klimatu w tej ewolucyjnej podróży. Rekonstrukcja zachowań lokomotorycznych i paleoekologii Lufengpithecus. Źródło: ilustracja: Xiaocong Guo; Zdjęcie dzięki uprzejmości Shijun Ni, Instytut Paleontologii i Paleoantropologii Kręgowców, Chińskiej Akademii Nauk

Ucho wewnętrzne skamieniałej małpy sprzed 6 milionów lat rzuca światło na ewolucję lokomocji człowieka

Ludzie i nasi najbliżsi żyjący krewni, małpy, wykazują niezwykłą różnorodność sposobów poruszania się, od chodzenia na dwóch nogach po wspinanie się na drzewa i chodzenie na czworakach.

Choć naukowców od dawna fascynuje pytanie, w jaki sposób postawa i sposób poruszania się człowieka wyewoluowały od czworonożnego przodka, ani wcześniejsze badania, ani zapisy kopalne nie pozwoliły na zrekonstruowanie jasnej i ostatecznej historii wczesnych etapów ewolucji, które doprowadziły do ​​dwunożności człowieka.

Jednak nowe badanie, które skupia się na niedawno odkrytych dowodach pochodzących z skamieniałych czaszek małp liczących 6 milionów lat, wykazało, że Kochający PitekDostarcza ważnych wskazówek na temat początków lokomocji dwunożnej dzięki nowej metodzie: analizie kostnego obszaru ucha wewnętrznego za pomocą tomografii komputerowej 3D.

„Kanały półkoliste, zlokalizowane w czaszce pomiędzy mózgiem a uchem zewnętrznym, są niezbędne do zapewnienia naszego poczucia równowagi i pozycji podczas ruchu, a także stanowią istotny element naszego ruchu, z którego większość ludzi prawdopodobnie nie zdaje sobie sprawy, ” on tłumaczy. Yinan Zhang, doktorant w Instytucie Paleontologii i Paleoantropologii Kręgowców Chińskiej Akademii Nauk (IVPP) i główny autor artykułu, który ukazuje się w czasopiśmie innowacja. „Rozmiar i kształt kanałów półkolistych są powiązane ze sposobem, w jaki ssaki, w tym małpy człekokształtne i ludzie, poruszają się po swoim środowisku. Korzystając z nowoczesnych technik obrazowania, byliśmy w stanie zwizualizować wewnętrzną strukturę skamieniałych czaszek i zbadać szczegóły anatomiczne kanałów półkolistych aby odkryć, w jaki sposób poruszały się wymarłe ssaki.”

Trzy różne widoki zrekonstruowanego ucha wewnętrznego Lovingpiticusa. Źródło: Zdjęcie udostępnione przez Yinan Zhang, Instytut Paleontologii i Paleoantropologii Kręgowców, Chińska Akademia Nauk

Ewolucyjne kroki w kierunku dwunożności

Dodaje Terry’ego Harrisona, A. „Nasze badanie sugeruje trzystopniową ewolucję ludzkiej dwunożnej lokomocji”. Uniwersytet w Nowym Jorku Antropolog i jeden ze współautorów pracy. „Po pierwsze, pierwsze małpy człekokształtne poruszały się po drzewach w stylu, który pod względem aspektów był bardzo podobny do sposobu, w jaki poruszają się dzisiejsze gibony w Azji. Po drugie, ostatni wspólny przodek małp człekokształtnych i ludzi miał podobny repertuar lokomotoryczny Kochający Pitek, wykorzystując kombinację wspinaczki i wspinaczki, zawieszenie kończyn przednich, nadrzewną dwunożność i chodzenie po ziemi. Z tego rozległego repertuaru lokomotorycznego przodków wyewoluował ludzki dwunożny sposób poruszania się.

Większość badań nad ewolucją lokomocji małp skupiała się na porównaniach kości kończyn, ramion, miednicy i kręgosłupa oraz ich powiązaniu z różnymi typami zachowań lokomotorycznych obserwowanymi u żywych małp i ludzi. Jednak różnorodność zachowań lokomotorycznych żywych małp człekokształtnych i niekompletność zapisu kopalnego utrudniają opracowanie jasnego obrazu początków dwunożności u ludzi.

Postęp technologiczny w badaniu skamieniałości

Czaszki Kochający Pitek— które odkryto pierwotnie w chińskiej prowincji Yunnan na początku lat 80. XX wieku — dało naukowcom możliwość znalezienia nowych sposobów odpowiedzi na pytania dotyczące ewolucji ruchu, na które nie ma odpowiedzi. Jednakże ekstremalne ściskanie i zniekształcenie czaszek przesłaniało obszar ucha kostnego, co doprowadziło poprzednich badaczy do przypuszczenia, że ​​delikatne kanały półkoliste nie zostały zachowane.

Aby lepiej zbadać ten obszar, Zhang, Ni i Harrison wraz z innymi badaczami z IVPP oraz Instytutu Zabytków Kulturowych i Archeologii w Yunnan (YICRA) wykorzystali techniki skanowania 3D do oświetlenia tych części czaszek w celu stworzenia wirtualnych rekonstrukcji. Z kanałów kostnych ucha wewnętrznego. Następnie porównali te skany ze skanami zebranymi od żywych małp, innych skamieniałości i ludzi z Azji, Europy i Afryki.

„Nasze analizy pokazują, że wczesne małpy człekokształtne miały ten sam repertuar lokomotoryczny, który był przodkiem dwunożnego człowieka” – wyjaśnia profesor IVPP Shijun Ni, który kierował projektem. „Wydaje się, że ucho wewnętrzne zapewnia unikalny zapis ewolucyjnej historii ruchu małp człekokształtnych, zapewniając nieocenioną alternatywę w badaniu szkieletu pozaczaszkowego”.

„Większość kopalnych małp człekokształtnych i ich przypuszczalnych przodków ma status lokomotoryczny pośredni między gibonami a małpami afrykańskimi” – dodaje Nee. Później ród ludzki oddzielił się od małp człekokształtnych, nabywając zdolność chodzenia na dwóch nogach, jak widać na… australopitek, Wczesny krewny człowieka z Afryki.”

Badając tempo zmian ewolucyjnych w błędniku kostnym, zespół międzynarodowy zasugerował, że zmiana klimatu mogła być ważnym czynnikiem środowiskowym promującym różnorodność lokomotoryczną u małp i ludzi.

„Niskie globalne temperatury, związane z tworzeniem się pokryw lodowych na półkuli północnej około 3,2 miliona lat temu, odpowiadają nieznacznemu wzrostowi tempa zmian w błędniku kostnym, co może wskazywać na gwałtowny wzrost tempa ewolucja lokomotoryczna małp i człowieka” – wyjaśnia Harrison.

Odniesienie: „Ucho wewnętrzne Lufengpithecusa dostarcza dowodów na wspólny repertuar motoryczny leżący u podstaw dwunożności człowieka” Yinan Zhang, Xijun Ni, Qiang Li, Thomas Stidham, Dan Lu, Feng Gao, Chi Zhang i Terry Harrison, 14 lutego 2024 r., Innowacja.
doi: 10.1016/j.xinn.2024.100580