Revoluční fosilní objev odhaluje tajemství raného lidského pohybu

Vnitřní ucho zkamenělé opice, staré 6 milionů let, vrhá světlo na vývoj lidské lokomoce

Lidé a naši nejbližší žijící příbuzní, lidoopi, vykazují mimořádnou rozmanitost pohybových metod, od chůze po dvou nohách po lezení po stromech a chůzi po čtyřech.

Zatímco vědci byli dlouho fascinováni otázkou, jak se lidské držení těla a lokomoce vyvinuly ze čtyřnohého předka, předchozí studie ani fosilní záznamy neumožnily rekonstrukci jasné a definitivní historie raných evolučních fází, které vedly k bipedalismu člověka.

Nicméně nová studie, která se zaměřuje na nedávno objevené důkazy z 6 milionů let starých fosilních lebek opic, Milující pithecusPoskytuje důležitá vodítka o původu bipedální lokomoce díky nové metodě: analýze kostěné oblasti vnitřního ucha pomocí 3D CT.

„Půlkruhové kanálky, umístěné v lebce mezi naším mozkem a vnějším uchem, jsou nezbytné pro zajištění našeho smyslu pro rovnováhu a pozici, když se pohybujeme, a také poskytují základní prvek našeho pohybu, který si většina lidí pravděpodobně neuvědomuje.“ “ vysvětluje. Yinan Zhang, doktorand na Institutu paleontologie a paleoantropologie obratlovců Čínské akademie věd (IVPP) a hlavní autor článku, který se objevuje v časopise inovace. „Velikost a tvar polokruhových kanálků souvisí s tím, jak se savci, včetně lidoopů a lidí, pohybují ve svém prostředí. Pomocí moderních zobrazovacích technik jsme byli schopni vizualizovat vnitřní strukturu fosilních lebek a studovat anatomické detaily polokruhových kanálků.“ odhalit, jak se vyhynulí savci pohybovali.“

Tři různé pohledy na rekonstruované vnitřní ucho Lovingpiticus. Kredit: Obrázek poskytl Yinan Zhang, Ústav paleontologie a paleoantropologie obratlovců, Čínská akademie věd

Evoluční kroky pro bipedalismus

Dodává Terry Harrison, A. „Naše studie naznačuje třístupňový vývoj lidské bipedální lokomoce.“ Newyorská univerzita Antropolog a jeden ze spoluautorů článku. „Za prvé se první lidoopi pohybovali po stromech způsobem, který byl v aspektech velmi podobný způsobu, jakým se dnes pohybují giboni v Asii. Za druhé, poslední společný předek lidoopů a lidí byl podobný ve svém pohybovém repertoáru.“ Milující pithecusza použití kombinace lezení a lezení, zavěšení předních končetin, stromového bipedalismu a chůze po zemi. Z tohoto rozsáhlého pohybového repertoáru předků se vyvinula lidská bipedální lokomoce.

Většina studií o vývoji lokomoce lidoopů se zaměřila na srovnání kostí končetin, ramen, pánve a páteře a na to, jak souvisí s různými typy lokomotorického chování pozorovaného u žijících lidoopů a lidí. Rozmanitost lokomotorického chování u žijících lidoopů a neúplnost fosilních záznamů však brzdily vytvoření jasného obrazu o původu bipedalismu u lidí.

Technologický pokrok ve zkoumání fosilií

Lebky Milující pithecus— který byl původně objeven v čínské provincii Yunnan na počátku 80. let 20. století — dal vědcům příležitost řešit nezodpovězené otázky o vývoji pohybu novými způsoby. Extrémní stlačení a deformace lebek však zakryly kostnaté ucho a vedlo předchozí výzkumníky k domněnce, že jemné polokruhové kanálky nebyly zachovány.

K lepšímu prozkoumání této oblasti Zhang, Ni a Harrison spolu s dalšími výzkumníky z IVPP a Yunnanského institutu kulturních památek a archeologie (YICRA) použili techniky 3D skenování k osvětlení těchto částí lebek k vytvoření virtuálních rekonstrukcí. Z kostních kanálků vnitřního ucha. Poté porovnali tyto skeny s těmi, které byly získány od žijících lidoopů, jiných fosilií a lidí z Asie, Evropy a Afriky.

„Naše analýzy ukazují, že raní lidoopi sdíleli lokomotorický repertoár, který byl předkem bipedálních lidí,“ vysvětluje profesor IVPP Shijun Ni, který projekt vedl. „Zdá se, že vnitřní ucho poskytuje jedinečný záznam evoluční historie pohybu lidoopů a poskytuje neocenitelnou alternativu pro studium postkraniální kostry.“

„Většina fosilních lidoopů a jejich odvozených předků jsou v lokomotorickém stavu mezi gibony a africkými lidoopy,“ dodává Nee. Později se lidská linie oddělila od lidoopů tím, že získala schopnost chodit po dvou nohách, jak je vidět v… Australopithecus, Raný lidský příbuzný z Afriky.“

Studiem rychlosti evolučních změn v kostěném labyrintu mezinárodní tým naznačil, že změna klimatu mohla být důležitou environmentální hnací silou při podpoře lokomotorické rozmanitosti u lidoopů a lidí.

„Chladnější globální teploty, spojené s nahromaděním ledových příkrovů na severní polokouli asi před 3,2 miliony let, odpovídají mírnému zvýšení rychlosti změn v kostěném labyrintu, což může naznačovat rychlý nárůst tempa lidoopů. jako je pohyb a evoluce lidského lokomoce,“ vysvětluje Harrison.

Odkaz: „Vnitřní ucho Lufengpithecus poskytuje důkaz pro sdílený motorický repertoár, který je základem lidského bipedalismu“ od Yinan Zhang, Xijun Ni, Qiang Li, Thomas Stidham, Dan Lu, Feng Gao, Chi Zhang a Terry Harrison, 14. února 2024, Inovace.
doi: 10.1016/j.xinn.2024.100580