Реконструкция мышц показала, что «Люси» возрастом 3,2 миллиона лет могла стоять так же прямо, как люди
Исследователь из Кембриджского университета впервые в цифровом виде реконструировал отсутствующие мягкие ткани раннего предка человека — или гоминина — и обнаружил способность стоять так же прямо, как мы сегодня.
Доктор Эшли Уайзман создала 3D-модель мышц ног и таза гоминина Australopithecus afarensis, используя сканы «Люси»: известного ископаемого образца, обнаруженного в Эфиопии в середине 1970-х годов.
Australopithecus afarensis (австралопитек афарский) был ранним видом человека, обитавшим в Восточной Африке более трех миллионов лет назад. Небольшого роста, с обезьяноподобным лицом и маленьким мозгом, но способный ходить на двух ногах, он приспособился к обитанию как на деревьях, так и в саванне, что помогало этому виду выживать на протяжении почти миллиона лет.
Названная в честь классической песни «Битлз» «Люси в небе с бриллиантами», Люси является одним из наиболее полных образцов любого вида австралопитеков из когда-либо обнаруженных — с восстановленным 40% ее скелета.
Эшли Уайзман смогла использовать недавно опубликованные данные из открытых источников об окаменелости Люси, чтобы создать цифровую модель структуры мышц нижней части тела гоминина возрастом 3,2 миллиона лет.
В ходе исследования было воссоздано по 36 мышц на каждой ноге, большинство из которых у Люси были намного крупнее и занимали больше места в ногах по сравнению с современными людьми.
Например, основные мышцы икр и бедер Люси были более чем в два раза больше, чем у современных людей, поскольку у нас гораздо более высокое соотношение жира и мышц. Мышцы составляли 74% от общей массы бедра Люси, по сравнению с 50% у людей.
Палеоантропологи согласны с тем, что Люси была двуногой, но расходятся во мнениях относительно того, как она ходила. Некоторые утверждают, что она передвигалась вразвалку, подобно шимпанзе — нашему общему предку — когда они ходят на двух ногах. Другие считают, что ее движение было ближе к нашему прямохождению на двух ногах.
Исследования, проведенные за последние 20 лет, показали, что начинает формироваться консенсус в отношении полностью вертикальной ходьбы, и новая работа придает ему дополнительный вес. Мышцы-разгибатели колена Люси и рычаг, который они создают, подтверждают способность выпрямлять коленные суставы настолько, насколько это может сегодня сделать здоровый человек.
«Способность Люси ходить прямо можно узнать, только реконструировав путь и пространство, которое мышца занимает внутри тела», — говорит Эшли Уайзман.
«Афарский австралопитек бродил по открытым лесным лугам, а также по более густым лесам в Восточной Африке около 3-4 миллионов лет назад. Эти реконструкции мышц Люси предполагают, что она могла эффективно использовать обе среды обитания».
Люси была взрослой самкой, ростом чуть более одного метра (105 см) и, вероятно, весом около 28 кг. Мозг Люси был примерно треть от нашего (~400 см³, что немного больше, чем у шимпанзе). Оценки, сделанные по зубам, говорят о том, что Люси погибла в возрасте 25—30 лет.
Чтобы воссоздать мускулы этого гоминина, Эшли Уайзман начала с нескольких людей. Используя МРТ и компьютерную томографию мышечных и костных структур современных женщины и мужчины, она смогла нанести на карту «мышечные пути» и построить цифровую скелетно-мышечную модель.
Затем она использовал существующие виртуальные модели скелета Люси, чтобы «по-новому сформулировать» суставы, то есть занова собрать скелет. Эта работа определила ось, по которой каждый сустав мог двигаться и вращаться, повторяя то, как они двигались в течение жизни.
Наконец, мышцы были наслоены сверху, основываясь на путях из современных карт мышц человека, а также на том небольшом «мышечном рубце», который был различим (следы соединения мышц, обнаруживаемые на окаменелых костях).
Исследование было опубликовано в журнале Royal Society Open Science.