W ten sposób ludzie nauczyli się chodzić

W przeciwieństwie do większości zwierząt, ludzie, a także małpy, nasi najbliżsi krewni, wykazują niezwykłą różnorodność sposobów poruszania się, od chodzenia w pozycji wyprostowanej, przez wspinanie się na drzewa, aż po chodzenie wszystkimi czterema kończynami.

Naukowcy od dawna interesują się tym, jak i dlaczego, w przeciwieństwie do innych czworonogów, u ludzi wyewoluowała dwunożna postawa i sposób poruszania się, tj. jak i dlaczego wstaliśmy i zaczęliśmy chodzić. Do tej pory żadne wcześniejsze badania ani analizy wielu skamieniałości nie pozwoliły nam na zbudowanie jasnego i ostatecznego opisu tego, w jaki sposób nasi przodkowie byli w stanie wykonać ten ważny krok, który ma fundamentalne znaczenie dla ewolucji naszego gatunku.

Ale teraz nowe prace skupiają się na niedawnym odkryciu czaszki Kochający Pitek, gatunek małpy człekokształtnej żyjący sześć milionów lat temu, dostarczył ważnych wskazówek na temat pochodzenia dwunożnego poruszania się. Dokonała tego dzięki szczegółowej analizie obszaru kostnego w uchu wewnętrznym. Jest to metoda z pewnością nowa i mało zbadana.

Odpowiedź kryje się w czaszce

„Kanały półkoliste znajdujące się w czaszce znajdują się pomiędzy naszym mózgiem a uchem zewnętrznym” – wyjaśnia Yinan Zhang z Instytutu Paleontologii i Paleoantropologii Kręgowców Chińskiej Akademii Nauk i główny autor niedawnego artykułu w czaszce „Innowacja”– Są niezbędne dla naszego poczucia równowagi i pozycji podczas ruchu oraz stanowią istotny element naszego ruchu, z którego większość ludzi może nie zdawać sobie sprawy.

„Wielkość i kształt kanałów półkolistych – kontynuuje badacz – są związane ze sposobem, w jaki ssaki, w tym małpy i ludzie, poruszają się w swoim środowisku. „Dzięki nowoczesnym technikom obrazowania byliśmy w stanie zwizualizować wewnętrzną strukturę skamieniałych czaszek i zbadać szczegóły anatomiczne kanałów półkolistych, aby odkryć, w jaki sposób poruszały się wymarłe ssaki”.

Trzy etapy rozwoju

Badanie, zauważa Terry Harrison, antropolog z New York University i współautor badania, sugeruje, że dwunożność ewoluowała w trzech odrębnych etapach. „Po pierwsze, pierwsze małpy człekokształtne poruszały się po drzewach w stylu, który pod względem aspektów był bardzo podobny do sposobu, w jaki poruszają się dzisiejsze gibony w Azji. Po drugie, ostatni wspólny przodek małp człekokształtnych i ludzi miał już podobny repertuar lokomotoryczny do przodka”. Kochający PitekUżywanie kombinacji wspinaczki i wspinania się, zawieszenia kończyn przednich, nadrzewnej dwunożności i chodzenia po ziemi na czworakach. Wreszcie, z obszernego repertuaru lokomotorycznego naszych przodków, wyewoluowała ludzka zdolność chodzenia na dwóch nogach.

Do tej pory większość badań w tym zakresie skupiała się na porównaniu kości kończyn, ramion, miednicy i kręgosłupa oraz ich powiązaniu z różnymi typami zachowań lokomotorycznych obserwowanymi u współczesnych małp człekokształtnych i ludzi. Jednak różnorodność zachowań lokomotorycznych żywych małp człekokształtnych i niekompletność zapisu kopalnego utrudniają opracowanie jasnego obrazu początków dwunożności u ludzi. Dlatego Zhang, Harrison i reszta zespołu postanowili podejść do problemu z zupełnie innej strony.

Rekonstrukcja czaszki

Czaszki kochający Beticus, Rzeczywiście, odkrycia te, których dokonano w prowincji Yunnan w Chinach na początku lat 80. XX wieku, dały badaczom zupełnie nowy sposób odpowiedzi na pytania dotyczące ewolucji ruchu, na które nie ma odpowiedzi. Jednakże ekstremalny ucisk i zniekształcenie czaszek zasłoniły obszar kostny ucha i skłoniły poprzednich badaczy do przypuszczenia, że delikatne kanały półkoliste nie zostały zachowane.

Aby lepiej zbadać obszar czaszki, Zanf i jego współpracownicy „oświetlili” go za pomocą technik skanowania 3D i byli w stanie wirtualnie zrekonstruować czaszki, w tym kostne kanały słuchowe. Następnie porównali swoje modele z zebranymi zdjęciami małp i innych ludzi, zarówno żywych, jak i skamieniałych, z Azji, Europy i Afryki.

„Nasze analizy – wyjaśnia Shijun Ni, która zarządzała projektem – pokazują, że pierwsze małpy człekokształtne miały wspólny repertuar motoryczny na długo przed tym, zanim ludzie zaczęli chodzić na dwóch nogach. „Wydaje się, że ucho wewnętrzne zapewnia unikalny zapis ewolucyjnej historii ruchu małp człekokształtnych, co stanowi nieocenioną alternatywę w badaniu szkieletu pozaczaszkowego”.

„Większość kopalnych małp człekokształtnych i ich przodków ma sposób lokomotoryczny pośredni między gibonami a małpami afrykańskimi” – dodaje Nee. Później rodowód ludzki oddzielił się od małp człekokształtnych wraz z nabyciem umiejętności chodzenia na dwóch nogach, jak widać na australopitek„Jeden z pierwszych krewnych ludzi w Afryce”.

Badając tempo zmian ewolucyjnych w błędniku kostnym, zespół doszedł również do wniosku, że zmiana klimatu mogła być ważnym bodźcem środowiskowym sprzyjającym różnorodności narządu ruchu u małp człekokształtnych i ludzi.

Harrison podsumowuje: „Niskie temperatury na świecie, związane z narastaniem pokryw lodowych na półkuli północnej około 3,2 miliona lat temu, odpowiadają wzrostowi tempa zmian w błędniku kostnym, co może wskazywać na szybki wzrost tempa ewolucja małp i lokomocja naszego gatunku.”