Ученые из Медицинской школы Кека при Университете Южной Калифорнии изучили прочность окаменевших костей конечностей, чтобы выяснить, как передвигались древние предки человека. Исследование опубликовано в журнале Science Advances. Специалисты проанализировали останки семи особей, относящихся к австралопитекам и ранним представителям рода Homo.
Возраст найденных фрагментов составляет от 1,5 до 3,7 миллиона лет. Австралопитеки, жившие примерно 2–4 миллиона лет назад, сочетали передвижение по деревьям с ходьбой на двух ногах. При этом их способ использования нижних конечностей напоминал человеческий. Ранние Homo, обитавшие около 1,8–2,3 миллиона лет назад, демонстрировали иной образец — их бедренные кости были заметно прочнее плечевых, что указывает на преимущественную опору на наземную ходьбу.
Для анализа применялась компьютерная томография, позволяющая получать детальные изображения внутренней структуры костей. Ученые измеряли толщину и строение костных диафизов, оценивали их устойчивость к изгибу и скручиванию, а затем сопоставляли прочность плечевой, бедренной и большеберцовой костей у каждой особи. Такой подход дает представление о повседневных нагрузках, которым подвергались конечности при жизни.
«Мы предполагаем, что относительная прочность конечностей — это пороговый признак, отражающий важный и принципиальный сдвиг в поведении между австралопитеками и Homo», — приводит слова ведущего автора работы Кристиана Дж. Карлсона, профессора клинического медицинского образования Медицинской школы Кека, SciTechDaily. У ранних Homo соотношение прочности костей напоминало современного человека, что подтверждает существенное изменение поведения примерно 2 миллиона лет назад.
У австралопитеков картина была иной: руки оказались прочными относительно бедер, как у современных человекообразных обезьян, однако внутри ног соотношение бедренной и большеберцовой костей больше походило на человеческое. По мнению исследователей, это говорит об уникальной стратегии передвижения, не имеющей аналогов среди ныне живущих видов. Верхние конечности оставались важны для перемещения по деревьям, а нижние обеспечивали прямохождение.
Смена характера использования конечностей примерно совпадает с началом резкого увеличения объема мозга у предков человека. Карлсон и его коллеги предполагают, что переход к более продолжительной ходьбе по земле мог предъявлять новые требования к организму и мозгу, что помогает объяснить совпадение этих изменений по времени. Работа поддержана рядом научных фондов, включая Национальный научный фонд США и Фонд антропологических исследований Уэннер-Грена.