Революционное открытие окаменелостей раскрывает тайны раннего передвижения человека

Недавние исследования структур внутреннего уха ископаемой обезьяны Lufengpithecus предоставили новые доказательства эволюционных шагов к прямохождению человека, раскрывая важную роль внутреннего уха и изменения климата в этом эволюционном путешествии. Реконструкция локомоторного поведения и палеоэкология Lufengpithecus. Фото: Иллюстрация Сяокун Го; Изображение предоставлено Шиджун Ни, Институт палеонтологии и палеоантропологии позвоночных Китайской академии наук.

Внутреннее ухо окаменевшей обезьяны возрастом 6 миллионов лет проливает свет на эволюцию передвижения человека

Люди и наши ближайшие родственники, обезьяны, демонстрируют необычайное разнообразие способов передвижения: от ходьбы на двух ногах до лазания по деревьям и ходьбы на четвереньках.

Хотя учёных уже давно интересует вопрос о том, как человеческая поза и передвижение развились от четвероногого предка, ни предыдущие исследования, ни летописи окаменелостей не позволили восстановить четкую и точную историю ранних стадий эволюции, которые привели к прямохождению человека.

Однако новое исследование, в котором основное внимание уделяется недавно обнаруженным доказательствам из черепов ископаемых обезьян возрастом 6 миллионов лет, Любящий питекПредоставляет важные сведения о происхождении двуногого передвижения благодаря новому методу: анализу костной области внутреннего уха с помощью 3D КТ.

«Полукружные каналы, расположенные в черепе между нашим мозгом и наружным ухом, необходимы для обеспечения нашего чувства равновесия и положения при движении, а также обеспечивают важный элемент нашего движения, о котором большинство людей, вероятно, не осознают». — объясняет он. Инан Чжан, аспирант Института палеонтологии и палеоантропологии позвоночных Китайской академии наук (ИВПП) и ведущий автор статьи, опубликованной в журнале инновации. «Размер и форма полукружных каналов связаны с тем, как млекопитающие, включая обезьян и людей, передвигаются в окружающей среде. Используя современные методы визуализации, мы смогли визуализировать внутреннюю структуру ископаемых черепов и изучить анатомические детали полукружных каналов. чтобы показать, как передвигались вымершие млекопитающие».

Три разных вида реконструированного внутреннего уха Ловингпитикуса. Фото предоставлено Инань Чжан, Институт палеонтологии и палеоантропологии позвоночных, Китайская академия наук.

Эволюционные шаги прямохождения

Добавляет Терри Харрисон, А. «Наше исследование предполагает трехэтапную эволюцию двуногого передвижения человека». Нью-Йоркский университет Антрополог и один из соавторов статьи. «Во-первых, первые обезьяны передвигались по деревьям способом, который во многом был очень похож на то, как сегодня передвигаются гиббоны в Азии. Во-вторых, последний общий предок обезьян и людей был схож в своем двигательном репертуаре. Любящий питек, используя комбинацию лазания и лазания, подвешивание передних конечностей, древесное прямохождение и ходьбу по земле. Из этого обширного локомоторного репертуара предков развилось двуногое передвижение человека.

Большинство исследований эволюции передвижения обезьян были сосредоточены на сравнении костей конечностей, плеч, таза и позвоночника и на том, как они соотносятся с различными типами локомоторного поведения, наблюдаемыми у современных обезьян и людей. Однако разнообразие локомоторного поведения современных обезьян и неполнота летописи окаменелостей препятствовали разработке четкой картины происхождения прямохождения у людей.

Технологические достижения в исследовании окаменелостей

Черепа Любящий питек— который был первоначально обнаружен в китайской провинции Юньнань в начале 1980-х годов — дал ученым возможность по-новому подойти к оставшимся без ответа вопросам об эволюции движения. Однако сильное сжатие и деформация черепов скрыли костную область уха и заставили предыдущих исследователей полагать, что тонкие полукружные каналы не сохранились.

Чтобы лучше изучить эту область, Чжан, Ни и Харрисон вместе с другими исследователями из IVPP и Юньнаньского института культурных реликвий и археологии (YICRA) использовали методы 3D-сканирования для освещения этих частей черепов для создания виртуальных реконструкций. Из костных каналов внутреннего уха. Затем они сравнили эти снимки со снимками, собранными у живых обезьян, других окаменелостей и людей из Азии, Европы и Африки.

«Наш анализ показывает, что ранние обезьяны разделяли двигательный репертуар, который был предком двуногих людей», — объясняет профессор IVPP Шиджун Ни, который руководил проектом. «Внутреннее ухо, по-видимому, представляет собой уникальную запись эволюционной истории движения обезьян, предоставляя неоценимую альтернативу для изучения посткраниального скелета».

«Большинство ископаемых обезьян и их предполагаемых предков занимают промежуточное положение по двигательному статусу между гиббонами и африканскими обезьянами», — добавляет Ни. Позже человеческая линия отошла от человекообразных обезьян, приобретя способность ходить на двух ногах, как это видно на… австралопитек, Ранний родственник человека из Африки».

Изучая скорость эволюционных изменений в костном лабиринте, международная группа предположила, что изменение климата могло быть важным экологическим фактором, способствующим развитию двигательного разнообразия у обезьян и людей.

«Более низкие глобальные температуры, связанные с образованием ледяных щитов в Северном полушарии около 3,2 миллиона лет назад, соответствуют небольшому увеличению скорости изменений в костном лабиринте, и это может указывать на быстрое увеличение темпов развития обезьян. как движение и локомоторная эволюция человека», — объясняет он Харрисон.

Ссылка: «Внутреннее ухо Lufengpithecus свидетельствует об общем двигательном репертуаре, лежащем в основе прямохождения человека», Инань Чжан, Сицзюнь Ни, Цян Ли, Томас Стидхэм, Дэн Лу, Фэн Гао, Чи Чжан и Терри Харрисон, 14 февраля 2024 г., Инновации.
дои: 10.1016/j.xinn.2024.100580