3D-сканирование раскрывает истоки двуногого передвижения в эволюции человека

Одним из самых захватывающих периодов в эволюции человеческой линии является появление первых предков, способных к двуногости. Знание типа передвижения, используемого многими ископаемыми видами — прямохождение по земле или лазание с ветки на ветку с помощью силы рук — стало одним из самых классических вопросов в изучении процесса гоминизации.

Теперь статья, опубликованная в American Journal of Primatology, дает новое представление о том, как и когда в ходе эволюции человека появилось двуногое передвижение. Профессор Хосеп М. Потау из отделения анатомии человека и эмбриологии факультета медицины и наук о здоровье и Института археологии Университета Барселоны (IAUB) руководил этим исследованием. Неус Чиурана из Школы университета Жимбернат является первым автором статьи, в которой приняли участие команды Университета Вальядолида.

В исследовании рассматривается, как некоторые виды ископаемых гоминидов передвигались, с помощью инновационной методики, которая анализирует и сравнивает места прикрепления мышц, характерные для локомоторного поведения у приматов-гоминидов (шимпанзе, бонобо, горилл, орангутанов и людей).

Выводы подтверждают, что особи австралопитеков и парантропов сочетали прямохождение с древесным передвижением, аналогичным передвижению современных бонобо (Pan paniscus) — вида, наиболее филогенетически родственного человеку, который сочетает наземное и древесное передвижение, а также эпизодические эпизоды прямохождения.

Результаты исследования также свидетельствуют о наличии древесного передвижения у Australopithecus sediba — пока еще малоизвестного вида — и у Paranthropus boisei — ископаемого гоминина, способ передвижения которого вызвал определенные научные споры.

Команда использовала новую методологию, которая включает в себя 3D-сканирование локтевой кости современных людей, современных человекообразных приматов и ископаемых гомининов. Эта техника позволяет с большей точностью идентифицировать и сравнивать места прикрепления плечевой и трехглавой мышц плеча в проксимальном эпифизе локтевой кости, анатомической области, которая имеет решающее значение для древесной локомоции (брахиации).

Жозеп М. Потау, член исследовательской группы AEPPRI (Anatomia Evolutiva i Patològica dels Humans i altres Primats) при Университете Буэнос-Айреса, отмечает: «Локтевой сустав — это сустав, образованный тремя костями: плечевой, локтевой и лучевой, а его механизмы сгибания-разгибания и пронации-супинации играют ключевую роль в различных типах древесных локомоций, широко используемых приматами. Это связано с функциональной важностью мышц, действующих на сустав, особенно плечевой, которая участвует в сгибании локтя , и трехглавой мышцы плеча, которая участвует в разгибании локтя».

«У приматов, которые чаще используют древесный способ передвижения, например, у орангутанов или бонобо, больше развиты мышцы-сгибатели локтя, например, плечевая мышца. Напротив, у более наземных приматов, например, у шимпанзе и горилл, больше развиты мышцы-разгибатели локтя, например, трехглавая мышца плеча», — говорит исследователь.

«Эти две мышцы имеют четко определенные зоны прикрепления в локтевой кости, площадь поверхности которых можно измерить», — продолжает профессор, признавая, что «у более древесных приматов будет большая относительная площадь поверхности зоны прикрепления плечевой мышцы, в то время как у более наземных особей будет большая относительная площадь поверхности зоны прикрепления трехглавой мышцы плеча».

Результаты, полученные при изучении костей, подтверждают данные о пропорциях мышц, полученные при анатомических вскрытиях современных людей и приматов. Таким образом, удалось подтвердить, что существующие различия в пропорциях областей прикрепления у людей и человекообразных приматов — из-за разных типов передвижения — также могут быть связаны со степенью развития мышц, прикрепленных к этим областям.

В случае гоминидов родов Australopithecus и Paranthropus, наделенных анатомическими адаптациями, связанными с привычным двуногим передвижением и брахиацией, Потау утверждает: «Мы обнаружили, что соотношение между зонами прикрепления плечевой и трехглавой мышц плеча, которое было проанализировано у четырех видов этих двух родов, аналогично тому, что наблюдается у бонобо, африканских человекообразных приматов — бонобо, шимпанзе и горилл, — которые чаще всего используют древесное передвижение».

Однако большинство видов рода Homo, к которому принадлежит и человек, «не имеют анатомических приспособлений к древесному передвижению. Это отражено в исследовании, в котором мы наблюдали, что представители трех ископаемых видов рода Homo — H. ergaster, H. neanderthalensis и архаичный H. sapiens — имеют пропорцию зон прикрепления плечевой и трехглавой мышц плеча, аналогичную той, которая наблюдается у современных людей».

Статья открывает новый сценарий в изучении эволюционной линии человека для получения информации о типе локомоции, типичном для данного ископаемого вида, который сохраняет эти зоны прикрепления мышц. «Этот подход может быть распространен и на другие анатомические области с четко определенными зонами прикрепления мышц, если характеристики мышц будут тщательно изучены заранее у современных видов», — заключает профессор Потау.