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3D化石掃描研究了人類進(jìn)化中兩足運動的起源

化石


3D化石掃描研究了人類進(jìn)化中兩足運動的起源


泛穴居人尺骨近端骨骺的三維模型 。1=肱肌在尺骨結(jié)節(jié)上的插入位置；2=肱三頭肌在鷹嘴上的插入位置 。來源：《美國靈長類動物雜志》（2024） 。DOI:10.1002/ajp.23690
據(jù)巴塞羅那大學(xué)：人類譜系進(jìn)化中最引人入勝的時期之一是能夠兩足行走的第一批祖先的出現(xiàn) 。了解許多化石物種使用的運動方式——在地上直立行走或用手臂的力量從一個樹枝爬到另一個樹枝——一直是研究人類化過程中最經(jīng)典的問題之一 。
現(xiàn)在，發(fā)表在《美國靈長類動物學(xué)雜志》上的一篇論文為人類進(jìn)化過程中兩足運動是如何以及何時出現(xiàn)的提供了新的見解 。
來自巴塞羅那大學(xué)醫(yī)學(xué)與健康科學(xué)學(xué)院人體解剖學(xué)和胚胎學(xué)系以及考古研究所的Josep M.Potau教授領(lǐng)導(dǎo)了這項研究 。來自金伯納特大學(xué)學(xué)院的Neus Ciurana是這篇文章的第一作者，巴利亞多利德大學(xué)的團(tuán)隊也參與了這篇文章 。
該研究調(diào)查了一些古人類化石物種是如何通過一種創(chuàng)新技術(shù)移動的，該技術(shù)分析和比較了人科靈長類動物（黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩、猩猩和人類）運動行為的肌肉插入位點特征 。
這些結(jié)論證實 ， 南方古猿和偏猴的標(biāo)本將兩足運動與類似于當(dāng)前倭黑猩猩（泛盤神猴）的樹上運動相結(jié)合，倭黑猩猩是與人類系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系最密切的物種，結(jié)合了地面和樹上運動，偶爾也會出現(xiàn)兩足行走事件 。
這項研究的結(jié)果還表明 ， 南方古猿sediba（一種仍然鮮為人知的物種）和Paranthropus boisei（一種古人類化石，就其移動方式引起了一定的科學(xué)爭議）中存在樹上運動 。
利用3D技術(shù)研究分支靈長類動物的關(guān)鍵領(lǐng)域
該團(tuán)隊使用了一種新方法，該方法涉及對當(dāng)今人類、現(xiàn)代靈長類動物和古人類化石的尺骨進(jìn)行3D掃描 。這項技術(shù)可以更精確地識別和比較尺骨近端骨骺中肱肌和肱三頭肌的插入位置 ， 尺骨近端骺是決定樹上運動（肱伸）的解剖區(qū)域 。
UB AEPPRI研究小組（Anatomia Evolutiva i Patològica dels Humans i altres Primats）成員Josep M.Potau指出：“肘部是由肱骨、尺骨和橈骨三塊骨形成的關(guān)節(jié) ， 其屈伸和旋前旋后機(jī)制在靈長類動物廣泛使用的不同類型的樹上運動中起著關(guān)鍵作用 。這是由于作用于關(guān)節(jié)的肌肉的功能重要性，特別是參與肘部屈曲的肱肌和參與肘部伸展的肱三頭肌 。”
研究人員說：“更頻繁使用樹上運動的靈長類動物，如猩猩或倭黑猩猩，會發(fā)育更多的肘屈?。?如肱肌 。相比之下，更多的陸生靈長類動物如黑猩猩和大猩猩，有更發(fā)達(dá)的肘伸肌，如三頭肌 。” 。
“這兩塊肌肉在尺骨有明確的插入?yún)^(qū) ， 其表面積可以測量，”教授繼續(xù)說道 ， 他承認(rèn)“因此，更多的樹棲靈長類動物的肱肌插入?yún)^(qū)的相對表面積更大，而更多的陸生標(biāo)本的肱三頭肌插入?yún)^(qū)的相對表面積也更大 。”
人屬化石物種
通過骨骼研究獲得的結(jié)果支持了從當(dāng)今人類和靈長類動物的解剖解剖中獲得的肌肉比例 。因此 ， 有可能證實，由于不同類型的運動 ， 人類和類人猿靈長類動物插入?yún)^(qū)域比例的現(xiàn)有差異也可能與插入這些區(qū)域的肌肉的發(fā)育程度有關(guān) 。
Potau說，就南方古猿屬和旁猿屬的人而言，他們具有與習(xí)慣性雙足運動和分支相關(guān)的解剖適應(yīng)性，“我們發(fā)現(xiàn)，在這兩個屬的四個物種中分析的肱肌和肱三頭肌插入?yún)^(qū)之間的比例與倭黑猩猩中觀察到的比例相似 ， 倭黑猩猩是非洲類人猿靈長類動物——倭黑猩猩、黑猩猩和大猩猩——最常使用樹上運動 。”
然而，人類所屬的大多數(shù)人屬物種“在解剖學(xué)上對樹上運動沒有適應(yīng)性 。這反映在這項研究中，我們在研究中觀察到 ， 人屬的三種化石物種的代表——H.ergaster、H.neanderthalensis和古代H.sapiens——的肱肌和肱三頭肌插入?yún)^(qū)的比例與當(dāng)今人類相似 。”
該論文為人類進(jìn)化譜系的研究開辟了一個新的場景，以獲取保留這些肌肉插入?yún)^(qū)的給定化石物種的典型運動類型的信息 。“如果事先對當(dāng)今物種的肌肉特征進(jìn)行詳盡的研究 ， 這種方法也可以擴(kuò)展到具有明確肌肉插入?yún)^(qū)的其他解剖區(qū)域，”Potau教授總結(jié)道 。