Wprowadzenie do lokomocji dwunożnej

David Paul Morris/Getty Images

Lokomocja dwunożna odnosi się do chodzenia na dwóch nogach w pozycji wyprostowanej, a jedynym zwierzęciem, które to robi cały czas, jest współczesny człowiek. Nasi przodkowie naczelnych żyli na drzewach i rzadko stawiali stopę na ziemi; nasz przodek homininy wyprowadził się z tych drzew i żył głównie na sawannach. Uważa się, że chodzenie cały czas w pozycji wyprostowanej było ewolucyjnym krokiem naprzód, jeśli wolisz, i jedną z cech bycia człowiekiem.

Uczeni często twierdzili, że chodzenie wyprostowane jest ogromną zaletą. Chodzenie w pozycji wyprostowanej poprawia komunikację, umożliwia wizualny dostęp do dalszych odległości i zmienia zachowania związane z rzucaniem. Chodząc w pozycji wyprostowanej, ręce hominina mogą robić różne rzeczy, od trzymania dzieci, przez robienie kamiennych narzędzi, po rzucanie bronią. Amerykański neurobiolog Robert Provine twierdzi, że długotrwały, dźwięczny śmiech, cecha, która znacznie ułatwia interakcje społeczne, jest możliwy tylko u osób dwunożnych, ponieważ system oddechowy może to robić w pozycji wyprostowanej.

Dowody na dwunożną lokomocję

Istnieją cztery główne sposoby, za pomocą których uczeni ustalili, czy dany starożytny hominin żyje głównie na drzewach, czy chodzi wyprostowany: starożytna konstrukcja szkieletowa stopy, inne konfiguracje kości powyżej stopy, ślady stóp tych homininów i dowody dietetyczne ze stabilnych izotopów.

Najlepszą z nich jest oczywiście budowa stopy: niestety, starożytne kości przodków są trudne do znalezienia w każdych okolicznościach, a kości stopy są rzeczywiście bardzo rzadkie. Struktury stóp związane z lokomocja dwunożna obejmują sztywność podeszwową – płaską stopę – co oznacza, że ​​podeszwa pozostaje płaska od kroku do kroku. Po drugie, homininy, które chodzą po ziemi, mają zazwyczaj krótsze palce niż homininy żyjące na drzewach. Wiele z tego dowiedzieliśmy się z odkrycia prawie kompletnego Ardipithecus ramidus , nasz przodek który podobno czasami chodził wyprostowany, jakieś 4,4 miliona lat temu.

Konstrukcje szkieletowe nad stopami są nieco bardziej powszechne, a naukowcy przyjrzeli się konfiguracjom kręgosłupa, nachyleniu i strukturze miednicy oraz temu, jak kość udowa pasuje do miednicy, aby wysnuć założenia na temat zdolności hominina do chodzenia w pozycji wyprostowanej.

Ślady i dieta

Odciski stóp są również rzadkie, ale gdy zostaną znalezione w sekwencji, zawierają dowody, które odzwierciedlają chód, długość kroku i przenoszenie ciężaru podczas chodzenia. Witryny śladu obejmują Letoli w Tanzanii (prawdopodobnie 3,5-3,8 mln lat temu) Australopithecus afarensis ; Pilne (1,5 miliona lat temu) i GaJi10 w Kenii, oba prawdopodobne Stojący mężczyzna ; Diabelskie Ślady we Włoszech, H. heidelbergensis około 345 000 lat temu; i Langebaan Lagoon w RPA, wcześni współcześni ludzie , 117 000 lat temu.

Wreszcie przedstawiono przypadek, w którym dieta implikuje środowisko: jeśli konkretny hominin zjadał dużo traw, a nie owoców z drzew, prawdopodobnie hominid żył głównie na trawiastych sawannach. Można to ustalić poprzezanaliza stabilnych izotopów.

Najwcześniejsze dwunożność

Jak dotąd najwcześniejszym znanym lokomotorem dwunożnym był: Ardipithecus ramidus , który czasami – ale nie zawsze – chodził na dwóch nogach 4,4 miliona lat temu. Obecnie uważa się, że dwunożność w pełnym wymiarze godzin została osiągnięta przez australopitek , którego typem skamieniałości jest słynna Lucy, około 3,5 miliona lat temu.

Biolodzy argumentują, że kości stopy i kostek zmieniły się, gdy nasi przodkowie naczelnych „zeszli z drzew” i że po tym ewolucyjnym etapie straciliśmy możliwość regularnego wspinania się na drzewa bez pomocy narzędzi lub systemów wsparcia. Jednak badania z 2012 roku przeprowadzone przez ludzkiego biologa ewolucyjnego Viveka Venkataramana i jego współpracowników wskazują, że niektórzy współcześni ludzie regularnie iz powodzeniem wspinają się na wysokie drzewa w poszukiwaniu miodu, owoców i dziczyzny.

Wspinaczka po drzewach i dwunożna lokomocja

Venkataraman i jego koledzy badali zachowania i anatomiczne struktury nóg dwóch współczesnych grup w Ugandzie: łowców-zbieraczy Twa i rolników Bakiga, którzy współistnieli w Ugandzie od kilku stuleci. Uczeni sfilmowali wspinające się po drzewach Twa i wykorzystali fotosy, aby uchwycić i zmierzyć, jak bardzo ich stopy zgięły się podczas wspinania się po drzewach. Odkryli, że chociaż struktura kostna stóp jest identyczna w obu grupach, istnieje różnica w elastyczności i długości włókien tkanki miękkiej w stopach osób, które mogą z łatwością wspinać się na drzewa, w porównaniu z tymi, którzy nie mogą.

Elastyczność, która pozwala ludziom wspinać się na drzewa, obejmuje tylko tkankę miękką, a nie same kości. Venkataraman i współpracownicy ostrzegają, że budowa stopy i kostki australopitek , na przykład, nie wyklucza wspinania się po drzewach, mimo że umożliwia poruszanie się na dwóch nogach w pozycji pionowej.

Źródła

Byłeś, Ella i in. „Morfologia i funkcja kręgosłupa lędźwiowego Neandertalczyka Kebara 2”. American Journal of Physical Anthropology 142,4 (2010): 549-57. Wydrukować.

Crompton, Robin H., i in. „Zewnętrzna funkcja stopy podobna do ludzkiej i w pełni wyprostowany chód, potwierdzony w śladach Laetoli Hominin sprzed 3,66 miliona lat przez statystyki topograficzne, eksperymentalne tworzenie odcisków i symulacje komputerowe”. Journal of The Royal Society Interface 9,69 (2012): 707-19. Wydrukować.

DeSilva, Jeremy M. i Zachary J. Throckmorton. „Płaskie stopy Lucy: związek między kostką a wygięciem w tył stopy we wczesnych homininach”. PLoS ONE 5.12 (2011): e14432. Wydrukować.

Haeusler, Martin, Regula Schiess i Thomas Boeni. „Nowy materiał kręgosłupa i żeber w nowoczesnym Bauplanie Nariokotome Homo Erectus Skeleton”. Dziennik Ewolucji Człowieka 61,5 (2011): 575-82. Wydrukować.

Harcourt-Smith, William E.H. „Pochodzenie dwunożnej lokomocji”. Podręcznik paleoantropologii. Wyd. Henke, Winfried i Ian Tattersall. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2015. 1919-59. Wydrukować.

Huseynov, Alik i in. „Dowód rozwojowy na adaptację położniczą ludzkiej miednicy żeńskiej”. Materiały Narodowej Akademii Nauk 113.19 (2016): 5227-32. Wydrukować.

Lipfert, Susanne W., et al. „Porównanie modelowo-eksperymentalne dynamiki systemu w chodzeniu i bieganiu człowieka”. Czasopismo Biologii Teoretycznej 292.Suplement C (2012): 11-17. Wydrukować.

Mitteroecker, Philipp i Barbara Fischer. „Zmiana kształtu miednicy u dorosłych jest ewolucyjnym skutkiem ubocznym”. Materiały Narodowej Akademii Nauk 113,26 (2016): E3596-E96. Wydrukować.

Provine, Robert R. „Śmiech jako podejście do ewolucji wokalnej: teoria dwunożna”. Biuletyn i przegląd psychonomiczny 24.1 (2017): 238-44. Wydrukować.

Raichlen, David A., et al. „Ślady Laetoli zachowują najwcześniejsze bezpośrednie dowody biomechaniki podobnej do ludzkiej dwunożnej”. PLoS ONE 5.3 (2010): e9769. Wydrukować.

Venkataraman, Vivek V., Thomas S. Kraft i Nathaniel J. Dominy. „Wspinaczka po drzewach i ewolucja człowieka”. Materiały Narodowej Akademii Nauk (2012). Wydrukować.

Ward, Carol V., William H. Kimbel i Donald C. Johanson. „Ukończono IV Andarches śródstopia u stóp Australopithecus Afarensis”. Nauka 331 (2011): 750-53. Wydrukować.

Winder, Isabelle C., et al. „Złożona topografia i ewolucja człowieka: brakujące ogniwo”. Antyk 87 (2013): 333-49. Wydrukować.