Революционно откритие на вкаменелости разкрива тайните на ранното човешко движение

Вътрешното ухо на фосилизирана маймуна, датиращо от преди 6 милиона години, хвърля светлина върху еволюцията на човешкото движение

Хората и нашите най-близки живи роднини, маймуните, показват изключително разнообразие от методи за придвижване, от ходене на два крака до катерене по дървета и ходене на четири крака.

Въпреки че учените отдавна са очаровани от въпроса как двукраката стойка и придвижването са се развили при хората от четириногия предшественик, нито предишни изследвания, нито фосилни записи са позволили реконструирането на ясна и окончателна история на ранните еволюционни етапи, довели до двукракия прародител в хора.

Въпреки това, ново проучване, което се фокусира върху наскоро открити доказателства от черепи на фосили на маймуни на 6 милиона години, LovingpithecusПредоставя важни улики за произхода на двукраката локомоция благодарение на нов метод: анализ на областта на костното вътрешно ухо с помощта на 3D CT.

„Полукръглите канали, разположени в черепа между нашия мозък и външното ухо, са от съществено значение за осигуряването на нашето усещане за баланс и позиция, когато се движим, и също така осигуряват съществен елемент от нашето движение, който повечето хора вероятно не осъзнават, “, обяснява той. Yinan Zhang, докторант в Института по гръбначна палеонтология и палеоантропология на Китайската академия на науките (IVPP) и водещ автор на статията, която се появява в списанието иновация. „Размерът и формата на полукръглите канали са свързани с това как бозайниците, включително маймуните и хората, се движат в околната среда. Използвайки съвременни техники за изобразяване, успяхме да визуализираме вътрешната структура на изкопаемите черепи и да проучим анатомичните детайли на полукръглите канали за да разкрие как са се движили изчезнали бозайници.“

Три различни изгледа на реконструираното вътрешно ухо на Lovingpiticus. Кредит: Изображението е предоставено от Yinan Zhang, Институт по палеонтология и палеоантропология на гръбначните животни, Китайска академия на науките

Еволюционни стъпки за двуногия

Добавя Тери Харисън, A. „Нашето изследване предполага тристепенна еволюция на човешката двукрака локомоция.“ Нюйоркски университет Антрополог и един от съавторите на статията. „Първо, първите маймуни са се движили по дърветата в стил, който е много подобен в аспекти на начина, по който гибоните в Азия се движат днес. Второ, последният общ предшественик на маймуните и хората е бил подобен в своя локомоторен репертоар Lovingpithecus, използвайки комбинация от катерене и катерене, окачване на предни крайници, дървесен двукрак и ходене по земята. От този огромен локомоторен репертоар на предците еволюира човешкото двукрако движение.

Повечето проучвания върху еволюцията на движението на маймуните са фокусирани върху сравненията на костите на крайниците, раменете, таза и гръбначния стълб и как те се свързват с различните типове двигателно поведение, наблюдавани при живите маймуни и хората. Въпреки това, разнообразието от локомоторно поведение при живите маймуни и непълнотата на вкаменелостите са възпрепятствали развитието на ясна картина за произхода на двуногостта при хората.

Технологичен напредък в изследването на вкаменелости

Черепи Lovingpithecus– който първоначално беше открит в китайската провинция Юнан в началото на 80-те години на миналия век – даде на учените възможност да се справят с въпроси без отговор относно еволюцията на движението по нови начини. Въпреки това, екстремното притискане и изкривяване на черепите закрива костната област на ухото и кара предишните изследователи да вярват, че деликатните полукръгли канали не са запазени.

За да изследват по-добре тази област, Джан, Ни и Харисън, заедно с други изследователи от IVPP и Института за културни реликви и археология на Юнан (YICRA), използваха техники за 3D сканиране, за да осветят тези части от черепите, за да създадат виртуални реконструкции. От костните канали на вътрешното ухо. След това те сравняват тези сканирания с тези, събрани от живи маймуни, други вкаменелости и хора от Азия, Европа и Африка.

„Нашите анализи показват, че ранните маймуни са споделяли двигателен репертоар, който е бил предшественикът на двукраките хора“, обяснява професорът от IVPP Шиджун Ни, който ръководи проекта. „Изглежда, че вътрешното ухо предоставя уникален запис на еволюционната история на движението на маймуните, предоставяйки безценна алтернатива за изучаване на посткраниалния скелет.“

„Повечето изкопаеми маймуни и техните предполагаеми предци са междинни по локомоторно състояние между гибоните и африканските маймуни“, добавя Ний. По-късно човешката линия се отделя от човекоподобните маймуни, като придобива способността да ходи на два крака, както се вижда в… австралопитека, Ранен човешки роднина от Африка.“

Чрез изучаване на скоростта на еволюционната промяна в костния лабиринт, международният екип предполага, че изменението на климата може да е било важен екологичен двигател за насърчаване на двигателното разнообразие при маймуните и хората.

„Ниските глобални температури, свързани с натрупването на ледени покривки в Северното полукълбо преди около 3,2 милиона години, съответстват на леко увеличение на скоростта на промяна в костния лабиринт и това може да означава бързо увеличаване на скоростта на локомоторната еволюция на маймуната и човека“, обяснява Харисън.

Справка: „Вътрешното ухо на Lufengpithecus предоставя доказателство за споделен двигателен репертоар, лежащ в основата на човешкия двуногизъм“ от Yinan Zhang, Xijun Ni, Qiang Li, Thomas Stidham, Dan Lu, Feng Gao, Chi Zhang и Terry Harrison, 14 февруари 2024 г., Иновация.
doi: 10.1016/j.xinn.2024.100580