Стародавня знахідка скам’янілостей розкриває секрети руху ранньої людини

Внутрішнє вухо скам’янілої мавпи, віком 6 мільйонів років, проливає світло на розвиток людської локомоції. Люди та наші найближчі живі родичі, людиноподібні мавпи, демонструють надзвичайну різноманітність способів пересування, починаючи від двоногої ходьби на двох ногах до лазіння по деревах і чотириногої ходьби на четвереньках.

Хоча вчених давно цікавить питання про те, як двоногая позиція та рух людини розвинулися від чотириногого предка, ані минулі дослідження, ані скам’янілі залишки не дозволили реконструювати чітку та остаточну історію ранніх еволюційних етапів, які призвели до біпедалізму людини.

Однак нове дослідження, яке зосереджується на нещодавно виявлених доказах із черепів викопної мавпи Lufengpithecus віком 6 мільйонів років, пропонує важливі підказки про походження двоногого пересування завдяки новому методу: аналізу його кісткової області внутрішнього вуха за допомогою тривимірне КТ.

«Напівкруглі канали, розташовані в черепі між нашим мозком і зовнішнім вухом, мають вирішальне значення для забезпечення нашого відчуття рівноваги та положення, коли ми рухаємося, і вони забезпечують фундаментальний компонент нашої локомоції, про який більшість людей, ймовірно, не підозрюють», — пояснює Йінань Чжан, докторант Інституту палеонтології хребетних і палеоантропології Китайської академії наук (IVPP) і провідний автор статті, яка опублікована в журналі Innovation. 

«Розмір і форма напівкруглих каналів корелюють з тим, як ссавці, включаючи людиноподібних мавп і людей, пересуваються навколо свого середовища. Використовуючи сучасні технології візуалізації, ми змогли візуалізувати внутрішню структуру викопних черепів і вивчити анатомічні деталі напівкруглих каналів, щоб виявити, як рухалися вимерлі ссавці».

Еволюційні кроки до біпедалізму

«Наше дослідження вказує на триетапну еволюцію біпедалізму людини», — додає Террі Харрісон, антрополог Нью-Йоркського університету та один зі співавторів статті. «По-перше, найдавніші людиноподібні мавпи пересувалися по деревах у спосіб, який був найбільш схожий на те, як це роблять гібони в Азії сьогодні. По-друге, останній спільний предок людиноподібних мавп і людини був подібний до Lufengpithecus у своєму локомоторному репертуарі , використовуючи комбінацію лазіння та лазіння, підвішування передніх кінцівок, деревний двоногий та наземний чотириногий. Саме з цього широкого локомоторного репертуару предків розвинувся біпедалізм людини».

Більшість досліджень еволюції пересування людиноподібних мавп зосереджено на порівнянні кісток кінцівок, плечей, тазу та хребта, а також на тому, як вони пов’язані з різними типами рухової поведінки, що спостерігається у живих мавп і людей. Однак різноманітність локомоторної поведінки у живих людиноподібних мавп і неповнота літопису скам’янілостей завадили розробці чіткої картини походження біпедалізму людини.

Технологічні досягнення в дослідженні копалин

Черепа люфенгпітека, спочатку виявлені в китайській провінції Юньнань на початку 1980-х років, дали вченим можливість по-новому відповісти на питання, що залишилися без відповіді, щодо еволюції пересування. Однак сильне стиснення та викривлення черепів приховали кісткову область вуха, що змусило попередніх дослідників вважати, що витончені напівкруглі канали не збереглися.

Щоб краще дослідити цей регіон, Чжан, Ні та Гаррісон разом з іншими дослідниками з IVPP та Юньнаньського інституту культурних реліквій та археології (YICRA) використали технології тривимірного сканування, щоб висвітлити ці частини черепа, щоб створити віртуальну реконструкцію. кісткових каналів внутрішнього вуха. Потім вони порівняли ці скани з сканами інших живих і викопних мавп і людей з Азії, Європи та Африки.

«Наші аналізи показують, що ранні людиноподібні мавпи мали локомоторний репертуар, який був предком біпедалізму людини», — пояснює професор IVPP Сіджун Ні, який керував проектом. «Схоже, що внутрішнє вухо є унікальним записом еволюційної історії пересування мавп, що є безцінною альтернативою вивченню посткраніального скелета».

«Більшість викопних людиноподібних мавп та їхні передбачувані предки є проміжними в руховому режимі між гібонами та африканськими мавпами», — додає Ні. «Пізніше рід людини відокремився від людиноподібних мавп із придбанням двоногого, як це видно в австралопітека, раннього родича людини з Африки».

Вивчаючи швидкість еволюційних змін у кістковому лабіринті, міжнародна група припустила, що зміна клімату могла бути важливим екологічним каталізатором у сприянні диверсифікації рухової системи людиноподібних мавп і людини.

«Більш низькі глобальні температури, пов’язані з утворенням льодовикових щитів у північній півкулі приблизно 3,2 мільйона років тому, відповідають підйому швидкості змін у кістковому лабіринті, і це може сигналізувати про швидке збільшення темпів мавп. і еволюція опорно-рухового апарату людини», — пояснює Харрісон.