مطالعه استحکام استخوان سرنخ های جدیدی را در مورد تکامل انسان نشان می دهد

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

دوپا بودن یا راه رفتن روی دو پا یکی از ویژگی های کلیدی است که انسان را از سایر میمون ها متمایز می کند. اما اینکه چه زمانی و چرا اجداد ما از زندگی اغلب در درختان به زندگی تقریبا منحصرا روی زمین گذرانده‌اند موضوع مورد بحث است.

شواهد جدید از فسیل‌هایی که نشان‌دهنده دو گروه از اجداد انسان - استرالوپیتکوس و هومو اولیه است - بخش مهمی را به این پازل اضافه می‌کند. در این مطالعه که به تازگی در ژورنال Science Advances منتشر شده است، یک تیم بین المللی به رهبری دانشکده پزشکی کک از USC داده های فسیلی هفت اجداد انسان را با قدمت 1.5 تا 3.7 میلیون سال تجزیه و تحلیل کردند.

محققان قدرت استخوان‌های بازو و ران را که با نیروهایی که در طول زندگی روی آن‌ها وارد می‌شود تطبیق می‌دهند، اندازه‌گیری کردند تا در مورد نحوه استفاده اجداد انسان از بدن و حرکت در محیط‌هایشان بیاموزند. حیواناتی که زمان بیشتری را صرف حرکت در درختان می‌کنند، استخوان‌های بازوی نسبتا قوی‌تری دارند، در حالی که انسان‌هایی که به صورت عمودی روی زمین راه می‌روند، استخوان‌های ران قوی‌تری دارند.

تیم تحقیقاتی دریافت که استرالوپیتکوس، جد اولیه ای که تقریبا دو تا چهار میلیون سال پیش می زیسته است، رویکردی متمایز داشته است که هم شبیه میمون ها و هم انسان های امروزی است. این افراد بازوهای قوی داشتند که نشان می‌دهد زمان قابل توجهی را در درختان سپری می‌کردند، در حالی که استحکام استخوان‌های پاهایشان الگوی انسان‌مانندتری را نشان می‌داد و نشان می‌داد که آنها مانند انسان روی زمین راه می‌رفتند.

دکتر کریستین جی کارلسون، استاد آموزش پزشکی بالینی در دانشکده پزشکی کک و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: «استرالوپیتکوس قدرت اندام فوقانی میمون مانند را با الگوی انسان مانند در پاها ترکیب کرد، که نشان می‌دهد آنها یک استراتژی حرکتی منحصربه‌فرد دارند که هیچ مقایسه مدرنی ندارد.»

افراد هومو اولیه، از نوادگان استرالوپیتکوس که حدود 1.8 تا 2.3 میلیون سال پیش زندگی می کردند، استخوان های پا نسبتا قوی و استخوان های بازو ضعیف تری داشتند - الگویی که بیشتر شبیه انسان های امروزی است. این یافته‌ها نشان می‌دهد که انتقال از استرالوپیتکوس به هومو شامل یک تغییر عمده در نحوه حرکت و زندگی اجداد انسان است.

کارلسون گفت: "ما پیشنهاد می کنیم که قدرت نسبی اندام یک "ویژگی آستانه" است - تفاوتی که نشان دهنده یک تغییر مهم و اساسی در رفتار بین استرالوپیتکوس و همو است."

برای تخمین استحکام استخوان، محققان اسکن‌های توموگرافی کامپیوتری (CT) را جمع‌آوری کردند که از اشعه ایکس برای ایجاد مجموعه‌ای از تصاویر دقیق از استخوان‌ها و ساختار داخلی آنها استفاده می‌کند. با استفاده از این تصاویر، آنها ضخامت را محاسبه کردند، ساختار شفت های استخوانی را کمی کردند و تخمین زدند که استخوان ها تا چه حد در برابر خم شدن و پیچ خوردگی مقاوم بوده اند. آنها قدرت استخوان های بالای بازو، ران و ساق پا را در هر فرد مقایسه کردند.

استرالوپیتکوس در مقایسه با ران‌های خود بازوهای نسبتا قوی داشت، شبیه به میمون‌های امروزی. اما هنگامی که محققان به طور خاص به پاها نگاه کردند و استحکام استخوان های ران و ساق پا را مقایسه کردند، الگوی انسان مانندی پیدا کردند. این نشان می دهد که استرالوپیتکوس قبلا از اندام تحتانی خود برای راه رفتن عمودی استفاده می کرد در حالی که هنوز از اندام بالایی خود برای حرکت در درختان استفاده می کرد. در مقابل، افراد هومو اولیه ران‌های نسبتا قوی‌تری در مقایسه با بازوهای خود داشتند، الگویی که شبیه انسان‌های امروزی بود.

این یافته ها به یک بحث طولانی مدت در مورد مدت زمانی که استرالوپیتکوس روی زمین سپری می کند در مقابل درختان کمک می کند. کارلسون گفت، در حالی که برخی از محققان استدلال کرده اند که این اجداد اولیه بیشتر وقت خود را بر روی زمین صرف راه رفتن عمودی می کردند، شواهد جدید نشان می دهد که آنها همچنان زمان قابل توجهی را در درختان سپری می کردند.

مطالعات دیگر نشان داده‌اند که چگونه ویژگی‌های استخوانی در طول نسل‌ها با تکامل دوپا تغییر کرده است. این مطالعه با نشان دادن اینکه افراد چگونه از اندام خود در طول زندگی خود استفاده می کردند - و از این ایده که یک تغییر عمده در حرکت تقریبا دو میلیون سال پیش رخ داده است، شواهد متفاوتی را اضافه می کند.

محققان پیشنهاد می‌کنند که این تغییر رفتاری زمانی که در کنار تغییر عمده دیگری در تکامل انسان در نظر گرفته شود، بسیار جذاب است: افزایش چشمگیر اندازه مغز که تقریبا در همان زمان آغاز شد. دانشمندان توضیحات زیادی برای این افزایش ارائه کرده اند، از جمله زبان، استفاده از ابزار و تغییر در نحوه یافتن غذا توسط اجداد انسان. کارلسون و همکارانش معتقدند که حرکت به سمت راه رفتن در فواصل بیشتر روی زمین ممکن است به تغییر قدرت نسبی اندام و افزایش اندازه مغز کمک کرده باشد.

کارلسون گفت: "ما حدس می زنیم که تغییر به سمت راه رفتن بیشتر ممکن است خواسته های جدیدی را برای بدن و مغز ایجاد کند، که می تواند توضیح دهد که چرا این تغییرات تقریبا در همان زمان اتفاق افتاده است."

کریستین کارلسون، قدرت های متناسب اندام نشان دهنده یک تغییر انطباقی در درختکاری در تکامل انسان اولیه است، Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aeh1752. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeh1752

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →