Úvod do bipedálnej lokomócie

David Paul Morris/Getty Images

Bipedálna lokomócia sa vzťahuje na chôdzu na dvoch nohách vo vzpriamenej polohe a jediné zviera, ktoré to robí, je moderný človek. Naši predkovia primáty žili na stromoch a málokedy šliapali na zem; náš predok hominíny vysťahovali sa z týchto stromov a žili predovšetkým v savanách. Chôdza vzpriamene sa považuje za evolučný krok vpred, ak chcete, a za jeden z charakteristických znakov bytia človeka.

Vedci často tvrdili, že chôdza vzpriamená je obrovskou výhodou. Vzpriamená chôdza zlepšuje komunikáciu, umožňuje vizuálny prístup na väčšie vzdialenosti a mení správanie pri hádzaní. Pri vzpriamenej chôdzi sa homininove ruky oslobodia, aby mohli robiť najrôznejšie veci, od držania detí cez výrobu kamenných nástrojov až po hádzanie zbraní. Americký neurológ Robert Provine tvrdil, že nepretržitý hlasitý smiech, črta, ktorá výrazne uľahčuje sociálne interakcie, je možný len u dvojnožcov, pretože dýchací systém to môže robiť vo vzpriamenej polohe.

Dôkaz pre bipedálnu lokomóciu

Existujú štyri hlavné spôsoby, ktorými vedci zistili, či konkrétny staroveký hominín primárne žije na stromoch alebo chodí vzpriamene: starodávna kostra chodidla, iné konfigurácie kostí nad chodidlom, stopy týchto hominínov a diétne dôkazy zo stabilných izotopov.

Najlepšia z nich je, samozrejme, stavba chodidiel: žiaľ, staré kosti predkov je ťažké nájsť za každých okolností a kosti chodidiel sú skutočne veľmi zriedkavé. Štruktúry chodidiel spojené s bipedálna lokomócia zahŕňajú chodidlovú tuhosť – plochú nohu – čo znamená, že podošva zostáva plochá od kroku ku kroku. Po druhé, hominini, ktorí chodia po zemi, majú vo všeobecnosti kratšie prsty na nohách ako hominini, ktorí žijú na stromoch. Veľa z toho sa naučilo z objavu takmer úplného Ardipithecus ramidus , náš predok ktorí zrejme niekedy pred 4,4 miliónmi rokov chodili vzpriamene.

Kostrové konštrukcie nad chodidlami sú o niečo bežnejšie a vedci skúmali konfigurácie chrbtice, sklon a štruktúru panvy a spôsob, akým stehenná kosť zapadá do panvy, aby vytvorili predpoklady o schopnosti hominína chodiť vzpriamene.

Stopy a strava

Stopy sú tiež zriedkavé, ale keď sa nájdu v poradí, obsahujú dôkazy, ktoré odrážajú chôdzu, dĺžku kroku a prenos hmotnosti počas chôdze. Stránky so stopou zahŕňajú Laetoli v Tanzánii (pravdepodobne pred 3,5 až 3,8 miliónmi rokov Australopithecus afarensis ; Naliehavé (pred 1,5 miliónmi rokov) a GaJi10 v Keni, obe sú pravdepodobné Stojaci muž ; Diabolské stopy v Taliansku, H. heidelbergensis asi pred 345 000 rokmi; a lagúna Langebaan v Južnej Afrike, raných moderných ľudí , pred 117 000 rokmi.

Nakoniec bol urobený prípad, že strava odvodzuje životné prostredie: ak konkrétny hominín jedol veľa tráv namiesto ovocia zo stromov, je pravdepodobné, že hominín žil predovšetkým v trávnatých savanách. To sa dá určiť cezanalýza stabilných izotopov.

Najstarší bipedalizmus

Doteraz najskorším známym bipedálnym pohybom bol Ardipithecus ramidus , ktorý niekedy – ale nie vždy – pred 4,4 miliónmi rokov chodil po dvoch nohách. V súčasnosti sa predpokladá, že bipedalizmus na plný úväzok bol dosiahnutý Australopithecus , ktorého typ fosílie je slávna Lucy, približne pred 3,5 miliónmi rokov.

Biológovia tvrdili, že kosti chodidiel a členkov sa zmenili, keď naši predkovia primátov „zostúpili zo stromov“, a že po tomto evolučnom kroku sme stratili schopnosť pravidelne liezť na stromy bez pomoci nástrojov alebo podporných systémov. Štúdia ľudského evolučného biológa Viveka Venkataramana a kolegov z roku 2012 však poukazuje na to, že existujú niektorí moderní ľudia, ktorí pravidelne a celkom úspešne lezú na vysoké stromy v honbe za medom, ovocím a zverou.

Lezenie na stromy a bipedálna lokomócia

Venkataraman a jeho kolegovia skúmali správanie a anatomické štruktúry nôh dvoch súčasných skupín v Ugande: lovcov-zberačov Twa a poľnohospodárov Bakiga, ktorí v Ugande koexistovali už niekoľko storočí. Vedci nafilmovali, ako Twa lezie na stromy, a pomocou filmových fotografií zachytili a zmerali, ako veľmi sa ich nohy ohýbali pri lezení na strom. Zistili, že hoci je kostná štruktúra chodidiel identická v oboch skupinách, existuje rozdiel v pružnosti a dĺžke vlákien mäkkých tkanív na chodidlách ľudí, ktorí dokážu ľahko liezť na stromy v porovnaní s tými, ktorí to nedokážu.

Flexibilita, ktorá umožňuje ľuďom liezť na stromy, zahŕňa iba mäkké tkanivo, nie samotné kosti. Venkataraman a kolegovia upozorňujú, že konštrukcia chodidla a členku Australopithecus , napríklad nevylučuje lezenie po stromoch, aj keď umožňuje vzpriamenú bipedálnu lokomóciu.

Zdroje

Been, Ella a kol. 'Morfológia a funkcia driekovej chrbtice neandertálca Kebara 2.' Americký žurnál fyzickej antropológie 142,4 (2010): 549-57. Tlačiť.

Crompton, Robin H. a kol. 'Vonkajšia funkcia chodidla podobná človeku a úplne vzpriamená chôdza, potvrdená v stopách Laetoli Hominin starých 3,66 milióna rokov pomocou topografických štatistík, experimentálnej tvorby stopy a počítačovej simulácie.' Journal of The Royal Society Interface 9,69 (2012): 707-19. Tlačiť.

DeSilva, Jeremy M. a Zachary J. Throckmorton. 'Lucyine ploché nohy: Vzťah medzi členkom a vyklenutím zadku v raných hominínoch.' PLoS ONE 5.12 (2011): e14432. Tlačiť.

Haeusler, Martin, Regula Schiess a Thomas Boeni. 'Nový materiál stavcov a rebier poukazuje na moderný plán kostry Homo Erectus Nariokotome.' Journal of Human Evolution 61,5 (2011): 575-82. Tlačiť.

Harcourt-Smith, William E. H. 'Origin of Bipedal Locomotion.' Príručka paleoantropológie. Eds. Henke, Winfried a Ian Tattersall. Berlín, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2015. 1919-59. Tlačiť.

Huseynov, Alik a kol. 'Vývojové dôkazy pre pôrodnícku adaptáciu ľudskej ženskej panvy.' Proceedings of the National Academy of Sciences 113.19 (2016): 5227-32. Tlačiť.

Lipfert, Susanne W. a kol. 'Modelovo-experimentálne porovnanie dynamiky systému pre ľudskú chôdzu a beh.' Journal of Theoretical Biology 292. Príloha C (2012): 11-17. Tlačiť.

Mitteroecker, Philipp a Barbara Fischer. 'Zmena tvaru panvy u dospelých je evolučným vedľajším účinkom.' Zborník Národnej akadémie vied 113,26 (2016): E3596-E96. Tlačiť.

Provine, Robert R. 'Smiech ako prístup k vokálnej evolúcii: teória bipeda.' Psychonomic Bulletin & Review 24.1 (2017): 238-44. Tlačiť.

Raichlen, David A. a kol. 'Stopy Laetoli zachovávajú najskoršie priame dôkazy o bipedálnej biomechanike podobnej človeku.' PLoS ONE 5.3 (2010): e9769. Tlačiť.

Venkataraman, Vivek V., Thomas S. Kraft a Nathaniel J. Dominy. 'Lezenie po stromoch a evolúcia človeka.' Zborník Národnej akadémie vied (2012). Tlačiť.

Ward, Carol V., William H. Kimbel a Donald C. Johanson. 'Kompletné štvrté metatarzálne andarchy na úpätí Australopithecus Afarensis.' Science 331 (2011): 750-53. Tlačiť.

Winder, Isabelle C. a kol. 'Komplexná topografia a ľudská evolúcia: Chýbajúci článok.' Antika 87 (2013): 333-49. Tlačiť.