Wie eine 3,2 Millionen Jahre alte menschliche Verwandte namens Lucy ging

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Als 1974 in Äthiopien die Überreste früher menschlicher Vorfahren gefunden wurden, lieferte die Entdeckung beispiellose Einblicke in Arten, die Millionen von Jahren lebten, bevor der Mensch auf der Erde lebte.

Das seltene Fossil, das 40 % des Skeletts eines weiblichen Australopithecus afarensis darstellt, war Ihr Name ist „Lucy“ aus dem Beatles-Song „Lucy im Himmel mit diamanten.“

Jetzt nutzen Forscher das Skelett, um herauszufinden, wie sich dieser alte Verwandte des Menschen vor 3,2 Millionen Jahren bewegte. Die Ergebnisse der Studie wurden am Dienstag in der Fachzeitschrift veröffentlicht Royal Society for Open Science.

Lucy war kleiner als der durchschnittliche Mensch, etwa 1 Meter groß, hatte ein affenähnliches Gesicht und ein Gehirn, das etwa ein Drittel so groß war wie das eines Menschen.

Die Analyse von Lucys Fossil in den letzten 20 Jahren hat gezeigt, dass sie und andere ihrer Spezies aufrecht gingen. Aber die leitende Studienautorin Dr. Ashley La Wiseman, wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Universität Cambridge im Vereinigten Königreich, wollte noch einen Schritt weiter gehen und einen Teil von Lucy nachbilden, der nicht eingraviert war: ihre Muskeln.

„Der spezifische Aspekt dessen, was uns menschlich macht, ist die Fähigkeit, auf zwei Beinen zu gehen, aber zu verstehen, wie und warum sich dies entwickelt hat, wird seit langem diskutiert“, sagte Weizmann, ein Leverhulme Trust Fellow in jungen Jahren und Fellow des Isaac Newton Trust . am MacDonald Institute for Archaeological Research.

„Dank der jüngsten Fortschritte in der Computermodellierung ist es nun möglich, diese Fragen zu untersuchen. Natürlich bleiben wir im Fossilienbestand bei nackten Knochen. Aber Muskeln bewegen den Körper – sie ermöglichen das Gehen, Laufen, Springen und sogar Tanzen.“ Wenn wir also verstehen wollen, wie es unsere Vorfahren bewegte, müssen wir zunächst ihre Weichteile wieder aufbauen.“

Die Untersuchung von Fossilien des Australopithecus afarensis könnte Einblicke in die Entwicklung des Bipedalismus, also des aufrechten Gehens, und in die Zeit seines Auftretens bei frühen menschlichen Vorfahren liefern. Die Weismann-Rekonstruktion von Lucys Muskeln kann auch verwendet werden, um zu bestimmen, wie Lucy sich auf andere Weise bewegt.

Weismann und ihre Kollegen entwickelten und verwendeten zunächst eine Methode namens „Polygonale Muskelmodellierung“. Rekonstruktion verlorener Weichteile Von den ausgestorbenen Reptilien namens Archosaurier, die vor 247 Millionen Jahren lebten.

Dann wandte Wiseman die gleiche Methode zum ersten Mal auf Lucy an, um die Form und Größe ihrer Muskeln zu verstehen und zu verstehen, wie sie sie zur Fortbewegung nutzte, und beurteilte, ob das dem gebeugten Schwanken eines aufrechten Schimpansen oder der Haltung eines Menschen ähnelte.

Wiseman nutzte Scans von Lucys Fossilien und Daten von Menschen, um ein 3D-Modell der Bein- und Beckenmuskulatur von Australopithecus afarensis zu erstellen. Nachdem der Forscher Daten aus MRT- und CT-Scans von Muskel-Skelett-Strukturen moderner Menschen gesammelt hatte, erstellte er digital ein Skelettmuskelmodell.

Als nächstes nutzte ich Scans von Lucys Fossil, um zu bestimmen, wie sich ihre Gelenke im Leben bewegten. Wiseman schichtete die 36 Muskeln in jedem Bein anhand einer „Muskelkarte“ aus aktuellen menschlichen Daten zusammen mit „Muskelnarben“ oder deutlichen Spuren von Muskelverbindungen, die in Fossilien nachgewiesen werden können.

Lucys Skelett unterscheidet sich von dem des Menschen dadurch, dass sie kürzere Beine und ein plattenartiges Becken hat (von oben nach unten gesehen).

Weismanns Modell zeigte, dass der Oberschenkel moderner Menschen etwa 50 % Muskelmasse enthielt und der Rest aus Fett und Knochen bestand, Lucys Oberschenkel jedoch etwa 75 % Muskeln enthielt. Im Allgemeinen waren Lucys Beinmuskeln viel größer und nahmen mehr Platz ein als die des modernen Menschen.

Lucy lebte vor 3,2 Millionen Jahren in der afrikanischen Savanne. Sie musste über unebenes Gelände laufen und eine Mischung aus Wald- und offenem Grasland erkunden“, sagte Wiseman.

„Mehr Muskelmasse bedeutet normalerweise mehr Muskelkraft, und es ist nicht sehr überraschend, dass Rekonstruktionen von Lucys Muskeln zeigen, dass sie mehr Muskelmasse als ein Mensch hatte, was ihr ermöglicht, sich frei zwischen diesen verschiedenen Umgebungen zu bewegen.“

aufrecht stehen

Paläoanthropologen stellten Lucys Position in Frage, weil sich ihre Skelettstruktur von der des modernen Menschen unterschied.

Menschen haben einen stabilen Stand mit perfekt gestreckten Beinen, aber wenn Schimpansen aufrecht stehen, können sie ihre Beine nicht strecken. Aufgrund der gebeugten Hüfte und Knie gehen sie in geduckter Haltung, weshalb Schimpansen größtenteils auf allen Vieren laufen.

Das 3D-Modell zeigte den Einfluss von Lucy Kniestreckmuskeln Das bedeutet, dass sie wie moderne Menschen aufrecht stehen können.

„Ich war sehr überrascht, als ich herausfand, dass die Kniestreckmuskeln (die Muskeln, die ein gestrecktes Knie erzeugen und aufrechterhalten, wenn man aufrecht steht) mit denen eines Menschen vergleichbar sind“, sagte Wiseman. „Das bedeutet, dass Lucy so effizient wie möglich stehen und gehen kann.“

Australopithen wie Lucy lebten in einer Umgebung, die sowohl offenes Grasland als auch dichte Wälder umfasste, und ihre Körper waren so angepasst, dass sie sowohl auf dem Boden als auch in den Bäumen gedeihen konnten.

„Lucy ging und bewegte sich wahrscheinlich auf eine Weise, die wir heute bei keinem Lebewesen sehen“, sagte Wiseman.

„Wenn Lucy genau wie wir zweibeinig wäre und ausschließlich auf zwei Füßen ging, sollte sie sich auf möglichst ähnliche Weise bewegen können“, sagte Wiseman.