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来自研究机构

第一次古人类肌肉重建显示,320万年前的“露西”可以像我们一样直立

日期:
2023年6月14日
来源:
剑桥大学
简介:
对传说中的化石软组织的数字建模表明,阿法南方古猿有强壮的腿部和骨盆肌肉,适合树栖,但膝盖肌肉可以完全直立行走。
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完整的故事

剑桥大学的一名研究人员首次用数字技术重建了早期人类祖先(或古人类)缺失的软组织,揭示了他们像我们今天一样直立站立的能力。

阿什利·怀斯曼博士制作了古人类腿部和骨盆肌肉的3d模型阿法南方古猿通过对“露西”的扫描,这是20世纪70年代中期在埃塞俄比亚发现的著名化石标本。

阿法南方古猿是300多万年前生活在东非的早期人类。它比我们矮,有着类人猿的脸和更小的大脑,但能用两条腿走路,适应了树木和大草原的生活——帮助这个物种生存了近一百万年。

“露西”以披头士乐队的经典歌曲《露西在天空中戴着钻石》命名,是迄今为止出土的最完整的钻石之一南方古猿——她的骨骼已经恢复了40%。

怀斯曼利用最近公布的露西化石的开源数据,创建了一个320万年前的古人类下半身肌肉结构的数字模型。这项研究发表在杂志上英国皇家学会开放科学

研究人员在露西的每条腿上重建了36块肌肉,其中大部分肌肉比现代人要大得多,占据了更大的腿部空间。

例如,露西小腿和大腿的主要肌肉是现代人的两倍多,因为我们的脂肪与肌肉比例要高得多。露西大腿的肌肉占总重量的74%,而人类只有50%。

古人类学家一致认为露西是两足动物,但在这一点上意见不一如何她走了。一些人认为,她以一种蜷缩的摇摇摆摆的方式移动,类似于黑猩猩——我们的共同祖先——用两条腿走路。其他人则认为她的运动更接近于我们直立的两足行走。

在过去20年的研究中,人们开始对完全直立行走达成共识,怀斯曼的研究进一步证实了这一点。露西的膝关节伸肌,以及它们所带来的杠杆作用,证实了她能够像今天的健康人一样伸直膝关节。

来自剑桥大学麦克唐纳考古研究所的怀斯曼说:“露西直立行走的能力只能通过重建肌肉在体内占据的路径和空间来了解。”

“我们现在是唯一一种膝盖伸直可以直立的动物。露西的肌肉表明,她和我们一样精通两足行走,但也可能在树上生活。露西的行走和移动方式可能是我们今天在任何现存物种身上都看不到的,”怀斯曼说。

阿法南方古猿大约在300万到400万年前,它们会在东非开阔的树木繁茂的草原和更茂密的森林中漫步。这些对露西肌肉的重建表明,她能够有效地利用这两个栖息地。”

露西是一个年轻的成年人,身高一米多一点,体重大概在28公斤左右。露西的大脑大概只有我们的三分之一大。

为了重建古人类的肌肉,怀斯曼从一些活着的人类开始。通过对现代女性和男性的肌肉和骨骼结构进行核磁共振和CT扫描,她能够绘制出“肌肉路径”,并建立一个数字肌肉骨骼模型。

然后,怀斯曼使用露西骨骼的现有虚拟模型来“重新连接”关节,也就是说,将骨骼重新组合在一起。这项工作定义了每个关节能够移动和旋转的轴,复制了它们在生活中的运动方式。

最后,根据现代人类肌肉图谱的路径,以及可识别的小“肌肉疤痕”(在化石骨骼上可检测到的肌肉连接痕迹),将肌肉分层在顶部。怀斯曼说:“如果没有开放获取科学,这项研究是不可能的。”

这些重建现在可以帮助科学家了解这个人类祖先是如何行走的。“例如,肌肉重建已经被用来测量霸王龙的奔跑速度,”怀斯曼说。“通过将类似的技术应用于人类祖先,我们希望揭示推动我们进化的身体运动范围——包括我们已经失去的那些能力。”

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故事来源:

材料所提供的剑桥大学。这个故事的原始文本在a知识共用许可证注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. 阿什利·l·a·怀斯曼。南方古猿阿法种骨盆和肢体的三维体积肌肉重建,以及肢体杠杆的估计英国皇家学会开放科学, 2023;10 (6) doi:10.1098 / rsos.230356

引用此页

剑桥大学。“第一次人类肌肉重建显示,320万年前的‘露西’可以像我们一样直立。”《科学日报》。《科学日报》,2023年6月14日。< www.koonmotors.com/releases/2023/06/230614220724.htm >。
剑桥大学。(2023年6月14日)。第一次古人类肌肉重建显示,320万年前的“露西”可以像我们一样直立。《科学日报》。2023年6月18日检索自www.koonmotors.com/releases/2023/06/230614220724.htm
剑桥大学。“第一次人类肌肉重建显示,320万年前的‘露西’可以像我们一样直立。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2023/06/230614220724.htm(2023年6月18日访问)。

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