Een revolutionaire fossiele ontdekking onthult de geheimen van de vroege menselijke beweging

Het binnenoor van een gefossiliseerde aap, dat zes miljoen jaar oud is, werpt licht op de evolutie van de menselijke voortbeweging

Mensen en onze nauwste levende verwanten, de apen, vertonen een buitengewone verscheidenheid aan voortbewegingsmethoden, van lopen op twee benen tot in bomen klimmen en op handen en voeten lopen.

Hoewel wetenschappers al lang gefascineerd zijn door de vraag hoe de menselijke houding en voortbeweging zijn geëvolueerd uit een viervoetige voorouder, hebben noch eerdere studies, noch fossiele gegevens de reconstructie mogelijk gemaakt van een duidelijke en definitieve geschiedenis van de vroege evolutionaire stadia die leidden tot het menselijke tweevoetigheid.

Uit een nieuwe studie, die zich richt op recent ontdekt bewijsmateriaal van 6 miljoen jaar oude fossiele apenschedels, blijkt echter dat LiefdevollepithecusBiedt belangrijke aanwijzingen over de oorsprong van de tweevoetige voortbeweging dankzij een nieuwe methode: analyse van het benige binnenoorgebied met behulp van 3D CT.

“De halfcirkelvormige kanalen, gelegen in de schedel tussen onze hersenen en het buitenoor, zijn essentieel voor het verschaffen van ons gevoel van evenwicht en positie wanneer we bewegen, en ze bieden ook een essentieel element van onze beweging dat de meeste mensen zich waarschijnlijk niet realiseren. ” hij legt uit. Yinan Zhang, een doctoraalstudent aan het Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology van de Chinese Academie van Wetenschappen (IVPP) en hoofdauteur van het artikel, dat in het tijdschrift verschijnt innovatie. “De grootte en vorm van de halfcirkelvormige kanalen houden verband met hoe zoogdieren, inclusief apen en mensen, door hun omgeving bewegen. Met behulp van moderne beeldvormingstechnieken konden we de interne structuur van fossiele schedels visualiseren en de anatomische details van de halfcirkelvormige kanalen bestuderen. om te onthullen hoe uitgestorven zoogdieren zich bewogen.”

Drie verschillende weergaven van het gereconstrueerde binnenoor van Lovingpiticus. Krediet: afbeelding verstrekt door Yinan Zhang, Instituut voor paleontologie en paleoantropologie van gewervelde dieren, Chinese Academie van Wetenschappen

Evolutionaire stappen voor tweevoetigheid

Voegt Terry Harrison, A. “Onze studie suggereert een evolutie in drie stappen van de menselijke tweevoetige voortbeweging.” New York Universiteit Een antropoloog en een van de co-auteurs van het artikel. “Ten eerste bewogen de eerste apen zich door de bomen in een stijl die qua aspecten sterk leek op de manier waarop gibbons in Azië zich vandaag de dag voortbewegen. Ten tweede was de laatste gemeenschappelijke voorouder van apen en mensen vergelijkbaar wat betreft zijn bewegingsrepertoire. Liefdevollepithecus, met behulp van een combinatie van klimmen en klimmen, ophanging van de voorpoten, tweevoetigheid in de boom en lopen op de grond. Uit dit enorme bewegingsrepertoire van voorouders is de menselijke tweevoetige voortbeweging ontstaan.

De meeste onderzoeken naar de evolutie van de voortbeweging van apen hebben zich geconcentreerd op vergelijkingen van de botten van de ledematen, schouders, bekken en wervelkolom en hoe deze zich verhouden tot de verschillende soorten voortbewegingsgedrag die worden waargenomen bij levende apen en mensen. De diversiteit van het bewegingsgedrag bij levende apen en de onvolledigheid van het fossielenbestand hebben echter de ontwikkeling van een duidelijk beeld van de oorsprong van tweevoetigheid bij mensen belemmerd.

Technologische vooruitgang in fossielonderzoek

Schedels Liefdevollepithecus– dat oorspronkelijk werd ontdekt in de Chinese provincie Yunnan begin jaren tachtig – gaf wetenschappers de kans om onbeantwoorde vragen over de evolutie van beweging op nieuwe manieren te beantwoorden. De extreme compressie en vervorming van de schedels verduisterde echter het benige oorgebied en bracht eerdere onderzoekers ertoe te geloven dat de delicate halfcirkelvormige kanalen niet bewaard waren gebleven.

Om dit gebied beter te verkennen, gebruikten Zhang, Ni en Harrison, samen met andere onderzoekers van IVPP en het Yunnan Institute of Cultural Relics and Archaeology (YICRA), 3D-scantechnieken om deze delen van de schedels te belichten om virtuele reconstructies te creëren. Uit de benige kanalen van het binnenoor. Vervolgens vergeleken ze deze scans met die van levende apen, andere fossielen en mensen uit Azië, Europa en Afrika.

“Onze analyses laten zien dat vroege apen een bewegingsrepertoire deelden dat de voorouder was van tweevoetige mensen”, legt IVPP-professor Shijun Ni uit, die het project leidde. “Het binnenoor lijkt een uniek verslag te zijn van de evolutionaire geschiedenis van de beweging van apen, en vormt een waardevol alternatief voor het bestuderen van het postcraniale skelet.”

“De meeste fossiele apen en hun vermoedelijke voorouders bevinden zich qua bewegingsstatus tussen gibbons en Afrikaanse apen”, voegt Nee toe. Later week de menselijke afstamming af van de mensapen door het vermogen te verwerven om op twee benen te lopen, zoals te zien is in… Australopithecus, Een vroeg menselijk familielid uit Afrika.”

Door de snelheid van de evolutionaire veranderingen in het benige labyrint te bestuderen, suggereerde het internationale team dat klimaatverandering mogelijk een belangrijke milieumotor is geweest bij het bevorderen van de locomotorische diversiteit bij apen en mensen.

“Koude temperaturen op aarde, geassocieerd met de vorming van ijskappen op het noordelijk halfrond ongeveer 3,2 miljoen jaar geleden, komen overeen met een lichte toename van de snelheid van verandering in het benige labyrint, en dit kan duiden op een snelle toename van het tempo van de klimaatverandering. de evolutie van het bewegingsapparaat van aap en mens”, legt Harrison uit.

Referentie: “Het binnenoor van Lufengpithecus levert bewijs voor een gedeeld motorrepertoire dat ten grondslag ligt aan het menselijke tweevoetigheid” door Yinan Zhang, Xijun Ni, Qiang Li, Thomas Stidham, Dan Lu, Feng Gao, Chi Zhang en Terry Harrison, 14 februari 2024, Innovatie.
doi: 10.1016/j.xinn.2024.100580