Кости возрастом 3 миллиона лет открывают неожиданную главу в эволюции человека
Сравнив прочность окаменелых костей конечностей, группа исследователей под руководством специалистов Медицинской школы Кека при Университете Южной Калифорнии (USC) получила новые данные о способах передвижения древних предков человека.
Для австралопитеков — ранних предков человека, живших примерно 2–4 миллиона лет назад, — прямохождение не означало полного отказа от жизни на деревьях. Новый анализ окаменелых костей конечностей указывает на то, что эти предки значительную часть времени проводили на деревьях, но при этом использовали ноги так же, как и мы.
Полученные результаты помогают пролить свет на вопрос о прямохождении (бипедализме) — ключевой особенности, отличающей людей от других человекообразных обезьян. Когда именно наши предки перешли от смешанного способа передвижения (по деревьям и по земле) к жизни практически исключительно на земле?
Международная группа исследователей под руководством сотрудников Медицинской школы Кека (USC) изучила этот переход, проанализировав окаменелости семи особей, относящихся к австралопитекам и их потомкам — представителям раннего рода *Homo*. Возраст находок варьировался от 1,5 до 3,7 миллиона лет. Исследование, опубликованное в журнале *Science Advances*, свидетельствует о существенных изменениях в способах передвижения, произошедших в период перехода от одной группы к другой.
Кости хранят следы повседневной активности
Кости могут многое рассказать об образе жизни особи, поскольку они адаптируются к действующим на них механическим нагрузкам. У животных, часто передвигающихся по деревьям, как правило, более прочные кости верхних конечностей, тогда как у людей, передвигающихся по земле на двух ногах, более развиты бедренные кости. Сравнение этих показателей позволяет судить о том, как именно особь использовала свои конечности; такой подход дополняет исследования анатомических особенностей скелета, сформировавшихся в ходе эволюции на протяжении многих поколений.
Для анализа этих данных исследователи использовали компьютерную томографию (КТ). Этот метод позволяет получать детальные изображения костей и их внутренней структуры с помощью рентгеновского излучения. Ученые измеряли толщину и структуру диафизов (тел) костей, оценивали их устойчивость к изгибу и скручиванию, а также сравнивали характеристики плечевых, бедренных и большеберцовых костей у каждой особи.
У представителей раннего рода *Homo*, живших примерно 1,8–2,3 миллиона лет назад, была выявлена картина, характерная для современных людей. Их бедренные кости были относительно прочнее костей верхних конечностей, что указывает на то, что они в большей степени полагались на передвижение по земле. Полученные результаты подтверждают гипотезу о том, что примерно 2 миллиона лет назад произошел существенный сдвиг в поведенческих особенностях.
«Мы полагаем, что относительная прочность конечностей является своего рода "пороговым признаком" — различием, указывающим на важный и фундаментальный сдвиг в поведении при переходе от австралопитеков к представителям рода *Homo*», — отметил доктор Кристиан Дж. Карлсон, ведущий автор исследования и профессор клинического медицинского образования в Медицинской школе Кека (Keck School of Medicine).
Австралопитеки сочетали ходьбу с передвижением по деревьям
Анализ костей австралопитеков выявил иное сочетание характеристик. Их верхние конечности были мощными по сравнению с бедрами — подобно тому, как это наблюдается у современных человекообразных обезьян. В то же время соотношение прочности бедра и голени у них соответствовало «человеческому» типу. В совокупности эти данные указывают на то, что верхние конечности сохраняли важное значение для передвижения по деревьям, тогда как нижние обеспечивали прямохождение.
«Австралопитеки сочетали характерную для обезьян мощь верхних конечностей с присущим людям строением ног; это говорит об уникальной стратегии передвижения, не имеющей аналогов в современном мире», — пояснил Карлсон.
Такое сочетание признаков имеет прямое отношение к давним научным спорам о том, сколько времени австралопитеки проводили в той или иной среде обитания. Некоторые исследователи утверждали, что эти предки человека преимущественно передвигались по земле на двух ногах. Однако, по словам Карлсона, новые данные свидетельствуют о том, что передвижение по деревьям по-прежнему занимало значительное место в их жизни.
Способствовала ли ходьба на большие расстояния росту мозга?
Изменение характера использования конечностей примерно совпадает по времени с началом резкого увеличения объема мозга. Ученые выдвигали различные гипотезы, объясняющие этот рост развитием речи, использованием орудий труда и изменениями в способах добычи пищи. Карлсон и его коллеги предполагают, что именно необходимость преодолевать большие расстояния по земле могла стать связующим звеном между изменениями в прочности конечностей и ростом мозга.
«Мы предполагаем, что переход к более активной ходьбе мог предъявить новые требования к организму и мозгу; это может объяснить, почему данные изменения произошли практически одновременно», — заключил Карлсон.
