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Os cientistas descreveram um macaco de 11,62 milhões de anos que se movia como nenhuma outra criatura na Terra usando suas pernas humanas e braços de orangotango.
Uma equipe de cientistas de Eberhard Karls University de Tübingen, na Alemanha, apresentaram um novo artigo sobre uma espécie de macaco fossilizado encontrado na Baviera, datado de 11,6 milhões de anos atrás. Equipado com pernas de aspecto humano e braços de macaco, diz-se que “escalou” galhos para fugir de predadores felinos que escalam árvores. E é um de nós!
A poliginia é genética?
As descobertas dos cientistas foram publicadas na edição de 7 de novembro do jornal Natureza e talvez a descoberta mais interessante e importante sejam as criaturas “estranha locomoção”, na verdade, o mais estranho motor e agitador já visto até agora, o que informou aos pesquisadores que esse ancestral humano primitivo pode ter evoluído para andar sobre duas pernas.
O de 11,62 milhões de anos Danuvius foi descoberto em uma camada de argila no município de Pforzen, no distrito de Ostallgäu, na Suábia, e entre 2015 e 2018 paleontologistas fizeram 37 achados individuais de ossos de braços e pernas, vértebras, dedos e dedos dos pés totalmente preservados, que mostraram semelhanças com a forma como nos movemos hoje .
A principal autora do novo estudo, Madelaine Böhme, paleontóloga da Universidade Eberhard Karls de Tübingen, na Alemanha, descreveu Danuvius pesando entre 37 e 68 libras. (17 e 31 quilogramas) e os pesquisadores descobriram que os machos eram maiores do que as fêmeas, sugerindo poliginia, onde os machos acasalavam com várias fêmeas, de acordo com o jornal.
Os 21 ossos do esqueleto parcial mais completo de um Danúvio macho. (Christoph Jäckle / Natureza)
Repensando nossas origens antigas
Desde a década de 1970, muitos fósseis diferentes de antigas espécies de macacos foram descobertos na Europa e na África e, com base nas evidências disponíveis, todas as pesquisas anteriores "presumiram" que os humanos evoluíram de uma criatura de quatro patas, usando as palmas das mãos ou solas dos pés no chão enquanto caminharam ou suspenderam seus corpos em árvores, de forma semelhante aos chimpanzés modernos, na época do meio ao final do Mioceno, cerca de 13 milhões a 5,3 milhões de anos atrás.
A partir dessa "suposição", acreditava-se que as linhagens de macacos e humanos começaram a divergir nesta época, mas essa conclusão foi baseada em fósseis sem ossos de membros intactos, o que restringiu muito o que os pesquisadores podiam deduzir em relação aos hábitos locomotivos, habilidades de movimento e restrições de nossos ancestrais. Isso, de acordo com um junho de 2016 Ciência Viva artigo, foi uma “suposição” sobre a qual todo um paradigma de pesquisa foi construído.
Essencialmente, as novas descobertas pintam ainda mais o quadro de como os ancestrais dos grandes macacos modernos evoluíram para usar seus braços para o movimento, o que, de acordo com um relatório sobre Ciência Viva é uma “característica chave” que distingue os humanos dos grandes macacos modernos, incluindo chimpanzés, bonobos, gorilas e orangotangos - nossos parentes vivos mais próximos. E é a nossa postura bípede; postura ereta e capacidade de manter o equilíbrio e andar sobre nossos pés que liberou nossas mãos para a produção de ferramentas, uma característica que poderia ser considerada como tendo nos “causado” ou criado, como somos hoje.
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Scampering fez de nós o que somos
Ao contrário de nós, humanos, chimpanzés, bonobos e gorilas andam sobre os nós dos dedos e os orangotangos com os punhos fechados, e todos são capazes de se balançar sem esforço entre as árvores usando os braços em um método de locomoção conhecido formalmente como braquiação. Mas agora, Böhme e seus colegas sugerem que o “novo tipo de locomoção”, que eles apelidaram de “escalada de membros estendidos”, pode ser a forma ancestral de movimento tanto para os grandes macacos modernos quanto para os humanos.
Madelaine Böhme disse Ciência Viva que a nova espécie foi nomeada Danuvius guggenmosi. A parte “Danúvio” do nome foi tirada do deus celta-romano do rio Danúvio e a palavra “guggenmosi” remete ao paleontólogo Sigulf Guggenmos, que descobriu o local onde o fóssil foi encontrado.
Quando Danuvius vivia, a área era uma paisagem plana e quente com rios e florestas das margens dos Alpes, e pertencia a uma espécie chamada dryopithecines que são ancestrais dos macacos africanos modernos.
O esmalte dos dentes grossos da criatura sugere Danuvius Comeram itens duros e os cientistas também notaram seus braços "ligeiramente alongados" em comparação com outros espécimes fósseis, sugerindo que pendia de árvores como é visto em grandes macacos modernos e usava seus braços e pernas igualmente, disseram os pesquisadores.
Tentando responder “por que” Danuvius não favoreceu seus braços ou pernas, os cientistas dizem talvez, Danuvius usava seus dedões longos, fortes e opostos para “escalar rapidamente os galhos das árvores para escapar de gatos maiores”.
O relatório completo está publicado na Nature DOI: 10.1038 / s41586-019-1731-0
Quando nossos ancestrais humanos andaram altos pela primeira vez
Esta imagem mostra a posição do quarto metatarso Australopithecus afarensis (AL 333-160) recuperado de Hadar, Etiópia, em um esqueleto de pé. Crédito: Carol Ward / University of Missouri Um osso fóssil do pé de um ancestral humano primitivo, com 3,2 milhões de anos, pode mudar profundamente nossa compreensão da evolução humana. Descoberto em Hadar, na Etiópia, traz evidências convincentes de que este hominídeo, uma espécie chamada Australopithecus afarensis, pode ter sido o primeiro ancestral humano a andar ereto. Em um artigo publicado recentemente em Ciência, uma equipe de antropólogos dos Estados Unidos e da Etiópia descreveu o fóssil recentemente encontrado como um quarto metatarso, ou osso médio do pé. É o único já encontrado para Australopithecus afarensis, e revelou que esses antigos hominídeos tinham pés rígidos e arqueados, semelhantes aos humanos, que os permitiam andar como nós.
Australopithecus afarensis fósseis foram descobertos pela primeira vez na Etiópia, em 1974. Um dos representantes mais conhecidos dessa espécie, também encontrada em Hadar, foi Lucy. Esse era o apelido dado a várias centenas de pedaços de ossos que constituíam cerca de quarenta por cento de um indivíduo considerado mulher. Houve uma grande controvérsia sobre se Lucy e seus parentes eram estritamente bípedes ou se também haviam escalado árvores, ou um pouco dos dois. Mas a descoberta desse osso médio do pé provavelmente colocou essas questões de lado.
Pesquisadores da University of Missouri e da Arizona State University encontraram um osso que indica que os ancestrais humanos tinham arcos nos pés, uma grande mudança evolutiva para Lucy e sua espécie. Crédito: Elizabeth Harmon
Um dos membros da equipe, a professora Carol Ward, disse em um recente comunicado à imprensa da Universidade de Missouri-Columbia:
Agora que sabemos que Lucy e seus parentes tinham arcos nos pés, isso afeta muito do que sabemos sobre eles, desde onde viveram até o que comeram e como evitaram predadores. O desenvolvimento dos pés arqueados foi uma mudança fundamental em direção à condição humana, porque significou abrir mão da capacidade de usar o dedão para agarrar galhos, sinalizando que nossos ancestrais haviam finalmente abandonado a vida nas árvores em favor da vida no solo.
Os arcos nos pés são um componente-chave da caminhada humana porque absorvem o choque e também fornecem uma plataforma rígida para que possamos impulsionar nossos pés e avançar. Pessoas hoje com & # 8216 pés planos & # 8217 que não possuem arcos têm uma série de problemas nas articulações em seus esqueletos. Entender que o arco apareceu muito cedo em nossa evolução mostra que a estrutura única de nossos pés é fundamental para a locomoção humana. Se pudermos entender o que fomos projetados para fazer e a seleção natural que moldou o esqueleto humano, poderemos ter uma ideia de como nossos esqueletos funcionam hoje. Os arcos em nossos pés eram tão importantes para nossos ancestrais quanto para nós.
A evidência fóssil de um ancestral humano que precedeu a espécie de Lucy & # 8217s foi Ardipithecus ramidus. Este hominídeo, que viveu cerca de 4 milhões de anos atrás, tinha pernas de agarramento poderosas que incluíam um primeiro dedo do pé móvel divergente, uma característica vista em primatas que vivem em árvores que indicava que eles se moviam sobre os quatro pés, ocasionalmente andando eretos. Evidências fósseis anteriores de Lucy e sua espécie, no entanto, sugeriam que eles eram bípedes, mas alguns cientistas pensaram que também poderiam ser habitantes de árvores. Agora, com a descoberta deste osso médio do pé, o único conhecido por Australopithecus afarensis, essa nova evidência sugere fortemente que Lucy e seus parentes ficavam de pé e andavam eretos, talvez a primeira espécie ancestral humana a ter essa característica humana anatômica crítica.
Podemos apenas imaginar como deve ter sido a vida para Lucy e sua espécie. Eles eram de estatura pequena, talvez cobertos de pelos, os machos tinham pouco menos de 1,50 m e pesavam menos de 100 libras, enquanto as fêmeas eram mais baixas, com cerca de um metro e meio de altura e 60 libras. Seus cérebros eram menores que o nosso e tinham mandíbulas poderosas que lhes permitiam comer folhas, sementes, raízes, frutas, nozes e insetos. Com a descoberta desse osso fóssil do pé, sabemos agora que eles tinham pés arqueados, muito parecidos com os nossos. Eles foram provavelmente os primeiros, no caminho evolutivo para o ser humano, que caminharam eretos por florestas antigas e terras abertas da Etiópia, em busca de alimento.
Os cientistas descobriram o fóssil de 3,2 milhões de anos neste local em Hadar, na Etiópia. Crédito da foto: Kimberly Congdon
O ancestral humano 'Lucy' era escalador de árvores, novas evidências sugerem
Desde a descoberta do fóssil batizado de Lucy, há 42 anos, neste mês, os paleontólogos têm debatido se a ancestral humana de 3 milhões de anos passava todo o tempo andando no chão ou, em vez disso, combinava caminhada com frequente escalada em árvores. Agora, a análise de tomografias feitas por cientistas da Universidade Johns Hopkins e da Universidade do Texas em Austin sugere que a fêmea hominínea passou tempo suficiente nas árvores para que as evidências desse comportamento sejam preservadas na estrutura interna de seus ossos. Uma descrição do estudo de pesquisa aparece em 30 de novembro na revista PLOS ONE.
A análise do esqueleto parcialmente fossilizado, dizem os investigadores, mostra que os membros superiores de Lucy eram fortemente construídos, semelhantes aos chimpanzés campeões de escalada em árvores, apoiando a ideia de que ela passava um tempo escalando e usava os braços para se levantar. Além disso, dizem eles, o fato de seu pé estar melhor adaptado para locomoção bípede (andar ereto) do que agarrar pode significar que a escalada deu ênfase adicional à capacidade de Lucy de puxar para cima com os braços e resultou em ossos dos membros superiores mais fortes.
Exatamente quanto tempo Lucy passou nas árvores é difícil de determinar, diz a equipe de pesquisa, mas outro estudo recente sugere que Lucy morreu por causa da queda de uma árvore alta. Este novo estudo acrescenta evidências de que ela pode ter feito ninhos em árvores à noite para evitar predadores, dizem os autores. Um sono de oito horas significaria que ela passava um terço de seu tempo nas árvores, e se ela também ocasionalmente forrageasse lá, a porcentagem total de tempo gasto acima do solo seria ainda maior.
Lucy, alojada no Museu Nacional da Etiópia, é um espécime de 3,18 milhões de anos de Australopithecus afarensis- ou macaco do sul de Afar - e está entre os mais antigos e completos esqueletos fósseis já encontrados de qualquer ancestral humano adulto de andar ereto. Ela foi descoberta na região Afar da Etiópia em 1974 pelo antropólogo Donald Johanson da Arizona State University e pelo estudante Tom Gray. O novo estudo analisou imagens de tomografia computadorizada de seus ossos em busca de pistas de como ela usou seu corpo durante sua vida. Estudos anteriores sugerem que ela pesava menos de 65 libras e tinha menos de 1,20 m de altura.
"Fomos capazes de realizar este estudo graças à integridade relativa do esqueleto de Lucy", disse Christopher Ruff, Ph.D., professor de anatomia funcional e evolução na Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins. "Nossa análise exigiu ossos dos membros superiores e inferiores bem preservados do mesmo indivíduo, algo muito raro no registro fóssil."
A equipe de pesquisa primeiro deu uma olhada na estrutura óssea de Lucy durante sua visita ao museu dos EUA em 2008, quando o fóssil foi desviado brevemente para o Centro de Tomografia Computadorizada de Raios-X de Alta Resolução na Universidade do Texas na Escola de Geociências de Austin Jackson. Por 11 dias, John Kappelman, Ph.D., professor de antropologia e ciências geológicas e professor de ciências geológicas Richard Ketcham, Ph.D., ambos da Universidade do Texas em Austin, examinou cuidadosamente todos os seus ossos para criar um arquivo digital de mais de 35.000 cortes de TC. As tomografias de alta resolução foram necessárias porque Lucy é tão fortemente mineralizada que a tomografia convencional não é poderosa o suficiente para obter imagens da estrutura interna de seus ossos.
"Todos nós amamos Lucy", diz Ketcham, "mas tivemos que enfrentar o fato de que ela é uma rocha. O tempo para a tomografia computadorizada médica padrão era 3,18 milhões de anos atrás. Este projeto exigia um scanner mais adequado ao seu estado atual."
O novo estudo usa fatias de TC dessas varreduras de 2008 para quantificar a estrutura interna dos úmeros direito e esquerdo de Lucy (ossos do braço) e do fêmur esquerdo (osso da coxa).
"Nosso estudo é baseado na teoria da engenharia mecânica sobre como os objetos podem facilitar ou resistir à flexão", diz Ruff, "mas nossos resultados são intuitivos porque dependem dos tipos de coisas que experimentamos sobre os objetos - incluindo partes do corpo - na vida cotidiana. Se, por exemplo, um tubo ou canudo tem uma parede fina, ele se dobra facilmente, enquanto uma parede grossa evita que se dobre. Os ossos são construídos de forma semelhante. "
“É um fato bem estabelecido que o esqueleto responde a cargas durante a vida, adicionando osso para resistir a altas forças e subtraindo osso quando as forças são reduzidas”, explica Kappelman. "Os jogadores de tênis são um bom exemplo: estudos mostraram que o osso cortical na haste do braço da raquete é mais fortemente construído do que no braço não raquete."
Uma questão importante no debate sobre a escalada de árvores de Lucy tem sido como interpretar as características do esqueleto que podem ser simplesmente "sobras" de um ancestral mais primitivo que tinha braços relativamente longos, por exemplo. A vantagem do novo estudo, diz Ruff, é que ele se concentrou em características que refletem o comportamento real durante a vida.
As varreduras de Lucy foram comparadas com as tomografias de uma grande amostra de humanos modernos, que passam a maior parte do tempo andando sobre duas pernas no chão, e com os chimpanzés, uma espécie que passa mais tempo nas árvores e, quando está no solo, geralmente caminha sobre os quatro membros.
"Nossos resultados mostram que os membros superiores dos chimpanzés são relativamente mais fortes porque usam os braços para escalar, com o inverso visto em humanos, que passam mais tempo andando e têm membros inferiores mais fortes", diz Ruff. "Os resultados para Lucy são convincentes e intuitivos."
Outras comparações realizadas no estudo sugerem que mesmo quando Lucy caminhava ereta, ela pode ter feito isso com menos eficiência do que os humanos modernos, limitando sua capacidade de caminhar longas distâncias no solo, diz Ruff. Além disso, todos os ossos de seus membros foram considerados muito fortes em relação ao tamanho de seu corpo, indicando que ela tinha músculos excepcionalmente fortes, mais parecidos com os dos chimpanzés modernos do que com os humanos modernos. Uma redução na força muscular mais tarde na evolução humana pode estar ligada a uma tecnologia melhor que reduziu a necessidade de esforço físico e o aumento da demanda metabólica de um cérebro maior, dizem os pesquisadores.
"Pode parecer único de nossa perspectiva que os primeiros hominídeos como Lucy combinassem andar no chão sobre duas pernas com uma quantidade significativa de escalada em árvores", diz Kappelman, "mas Lucy não sabia que era" única "- ela seguiu em frente solo e escalou em árvores, nidificando e forrageando lá, até que sua vida foi provavelmente interrompida por uma queda - provavelmente de uma árvore. "
A ancestral humana ‘Lucy’ era uma alpinista, sugerem novas evidências
AUSTIN, Texas e mdash As evidências preservadas na estrutura do esqueleto interno do fóssil mundialmente famoso Lucy sugerem que a espécie humana antiga frequentemente subia em árvores, de acordo com uma nova análise feita por cientistas da Universidade Johns Hopkins e da Universidade do Texas em Austin.
Desde a descoberta de Lucy & rsquos na Etiópia, há 42 anos, neste mês, pelo antropólogo Donald Johanson da Universidade do Estado do Arizona e pelo estudante Tom Gray, os paleontólogos têm debatido se o espécime de 3,18 milhões de anos de Australopithecus afarensis & mdash ou macaco do sul de Afar & mdash passou a vida caminhando no chão ou combinando caminhadas com frequente escalada em árvores.
Uma nova análise do esqueleto parcialmente fossilizado, a ser publicada em 30 de novembro na revista PLOS ONE, mostra que os membros superiores de Lucy & rsquos eram fortemente construídos, semelhantes aos chimpanzés que escalam árvores, apoiando a ideia de que ela costumava usar os braços para se levantar , provavelmente em galhos de árvores. Os pesquisadores também sugerem que, como seu pé estava melhor adaptado para locomoção bípede & mdash ou caminhada ereta & mdash em vez de agarrar, Lucy teve que confiar na força da parte superior do corpo ao escalar, o que resultou em ossos dos membros superiores mais fortemente construídos.
& ldquoPode parecer único de nossa perspectiva que os primeiros hominídeos como Lucy combinassem andar no chão sobre duas pernas com uma quantidade significativa de escalar árvores, mas Lucy não sabia que era única & rdquo disse o paleoantropologista John Kappelman da UT Austin, cujo estudo mais recente propôs Lucy provavelmente morreu depois de cair de uma árvore alta, onde ela pode ter feito ninhos para evitar predadores. Uma subida noturna equivaleria a um terço de sua vida passada em árvores & mdash ou mais se ela ocasionalmente forrageasse lá, disse Kappelman.
"Pudemos realizar este estudo graças à integridade relativa do esqueleto de Lucy & rsquos", disse o autor principal do estudo, Christopher Ruff, professor de anatomia funcional e evolução na Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins. & ldquoNossa análise exigiu ossos dos membros superiores e inferiores bem preservados do mesmo indivíduo, algo muito raro no registro fóssil. & rdquo
A equipe de pesquisa examinou pela primeira vez Lucy, que está entre os esqueletos mais antigos e completos de qualquer ancestral humano adulto de andar ereto, durante sua visita ao museu dos EUA em 2008, quando o fóssil foi desviado brevemente para a tomografia computadorizada de raios-X de alta resolução Facilidade (UTCT) na Escola de Geociências UT Jackson. Por 10 dias, Kappelman e o professor de ciências geológicas da UT Austin, Richard Ketcham, escanearam cuidadosamente todos os seus ossos para criar um arquivo digital de mais de 35.000 cortes de tomografia computadorizada.
& ldquoNós todos amamos Lucy, mas tivemos que enfrentar o fato de que ela é uma rocha & rdquo disse Ketcham, acrescentando que a TC convencional não é poderosa o suficiente para obter imagens da estrutura interna do esqueleto fortemente mineralizado de Lucy & rsquos. & ldquoA época da tomografia computadorizada médica padrão era 3,18 milhões de anos atrás. Este projeto exigia um scanner mais adequado ao seu estado atual. & Rdquo
Desde então, os pesquisadores têm contado com as varreduras para procurar pistas sobre como Lucy viveu, morreu e usou seu corpo - estimado em cerca de 3 pés e 6 polegadas e 60 libras & mdash durante sua vida. O estudo mais recente enfocou a estrutura interna dos úmeros direito e esquerdo de Lucy & rsquos (ossos do braço) e do fêmur esquerdo (osso da coxa).
Uma questão importante no debate sobre a escalada em árvores de Lucy & rsquos tem sido como interpretar as características do esqueleto que podem ser simplesmente & ldquoleftover & rdquo de um ancestral mais primitivo que tinha braços relativamente longos, por exemplo. A vantagem do novo estudo, disse Ruff, é que ele se concentrou em características que refletem o comportamento real durante a vida. Algumas evidências sugerem que ela era destra, disseram os pesquisadores.
"Nosso estudo é baseado na teoria da engenharia mecânica sobre como os objetos podem facilitar ou resistir à flexão", disse Ruff. & ldquoNossos resultados são intuitivos porque dependem dos tipos de coisas que experimentamos sobre os objetos & mdash incluindo partes do corpo & mdash na vida cotidiana. Se, por exemplo, um tubo ou canudo tiver uma parede fina, ele se dobra facilmente, enquanto uma parede grossa evita que se dobre. Os ossos são construídos de forma semelhante. & Rdquo
As varreduras de Lucy & rsquos foram comparadas com as tomografias de uma grande amostra de humanos modernos, que passam a maior parte do tempo andando sobre duas pernas no chão, e com os chimpanzés, uma espécie que passa mais tempo nas árvores e, quando está no solo, geralmente caminha sobre os quatro membros.
“É um fato bem estabelecido que o esqueleto responde a cargas durante a vida, adicionando osso para resistir a altas forças e subtraindo osso quando as forças são reduzidas”, disse Kappelman. & ldquoOs jogadores de tênis são um bom exemplo: estudos mostraram que o osso cortical na haste do braço da raquete é mais fortemente construído do que no braço que não é da raquete. & rdquo
Outras comparações no estudo sugerem que mesmo quando Lucy caminhava ereta, ela pode ter feito isso com menos eficiência do que os humanos modernos, limitando sua capacidade de caminhar longas distâncias no solo, disse Ruff. Além disso, todos os ossos de seus membros foram considerados muito fortes em relação ao tamanho de seu corpo, indicando que ela tinha músculos excepcionalmente fortes, mais parecidos com os dos chimpanzés modernos do que com os humanos modernos. Uma redução na força muscular mais tarde na evolução humana pode estar ligada a uma tecnologia melhor que reduziu a necessidade de esforço físico e o aumento da demanda metabólica de um cérebro maior, disseram os pesquisadores.
Outros materiais escolares e os arquivos 3D estão disponíveis em eLucy.org. As permissões para digitalizar, estudar e fotografar Lucy foram concedidas pela Autoridade para a Pesquisa e Conservação do Patrimônio Cultural e pelo Museu Nacional da Etiópia do Ministério do Turismo e Cultura. A UTCT foi apoiada por três bolsas da Fundação Nacional de Ciências dos EUA.
A UT Austin tem estúdios de satélite HD e Skype disponíveis para entrevistas na mídia.
Para mais informações entre em contato: Rachel Griess, College of Liberal Arts, 512-471-2689
Forrageadoras terrestres
Portanto, em vez de evoluir para andar sobre dois pés depois de rastejar no chão de quatro, a teoria sugere que nossos ancestrais já tinham os meios rudimentares de andar sobre dois pés antes mesmo de deixarem as árvores.
Quando os ancestrais dos chimpanzés e gorilas deixaram as árvores, no entanto, eles precisaram manter a habilidade de escalar os troncos das árvores. Essa necessidade de força para escalar árvores e anatomia guiou sua evolução em detrimento de um movimento terrestre mais eficiente e, portanto, levou ao caminhar com os nós dos dedos, diz Crompton.
Os orangotangos são os mais distantes de nossos parentes entre os grandes macacos, seguidos pelos gorilas e depois pelos bonobos e chimpanzés. Os ancestrais das duas últimas espécies se separaram da linha humana há cerca de 6 milhões de anos, o ancestral orangotango se separou do ancestral humano há cerca de 10 milhões de anos.
Thorpe e seus colegas sugerem que em algum momento do Mioceno - 24 a 5 milhões de anos atrás - o aumento das lacunas no dossel da floresta que surgiu como resultado das flutuações climáticas teve um efeito profundo em nossos ancestrais macacos.
Alguns deles - os ancestrais dos chimpanzés e gorilas - se especializaram em escalar alto no dossel e cruzar as lacunas entre as árvores caminhando com os nós dos dedos. Outros - os ancestrais dos humanos - mantiveram sua capacidade de andar sobre duas pernas e se especializaram em coletar alimentos de árvores menores e do solo.
Lucy, ancestral humana de 3,2 milhões de anos, era escaladora de árvores, novas evidências sugerem
Desde a descoberta do fóssil, há 42 anos, neste mês, os paleontólogos têm debatido se a ancestral humana de 3,2 milhões de anos, apelidada de Lucy, passava todo o tempo andando no chão ou, em vez disso, combinava caminhada com frequente escalada em árvores.
Legenda da imagem: Os fósseis que constituem o esqueleto de Lucy
Crédito da imagem: John Kappelman / Universidade do Texas em Austin
Agora, a análise de tomografias computadorizadas especiais por cientistas da Universidade Johns Hopkins e da Universidade do Texas em Austin sugere que a fêmea hominínea passou tempo suficiente nas árvores para que as evidências desse comportamento sejam preservadas na estrutura interna de seus ossos. Uma descrição do estudo de pesquisa aparece hoje na revista PLOS ONE.
A análise do esqueleto parcialmente fossilizado, dizem os investigadores, mostra que os membros superiores de Lucy eram fortemente construídos, semelhantes aos chimpanzés campeões de escalada em árvores, apoiando a ideia de que ela passava um tempo escalando e usava os braços para se levantar. Além disso, dizem eles, o fato de seu pé estar melhor adaptado para locomoção bípede (andar ereto) do que agarrar pode significar que a escalada deu ênfase adicional à capacidade de Lucy de puxar para cima com os braços e resultou em ossos dos membros superiores mais fortes.
Exatamente quanto tempo Lucy passou nas árvores é difícil de determinar, diz a equipe de pesquisa, mas outro estudo recente sugere que Lucy morreu por causa da queda de uma árvore alta. Este novo estudo acrescenta evidências de que ela pode ter feito ninhos em árvores à noite para evitar predadores, dizem os autores. Um sono de oito horas significaria que ela passava um terço de seu tempo nas árvores, e se ela também ocasionalmente forrageasse lá, a porcentagem total de tempo gasto acima do solo seria ainda maior.
Lucy, alojada no Museu Nacional da Etiópia, é um espécime de 3,2 milhões de anos de Australopithecus afarensis& # 8212ou macaco do sul de Afar & # 8212 e está entre os mais antigos e completos esqueletos fósseis já encontrados de qualquer ancestral humano adulto de andar ereto. Ela foi descoberta na região Afar da Etiópia em 1974 pelo antropólogo Donald Johanson da Arizona State University e pelo estudante Tom Gray.
O novo estudo analisou imagens de tomografia computadorizada de seus ossos em busca de pistas de como ela usou seu corpo durante sua vida. Estudos anteriores sugerem que ela pesava menos de 65 libras e tinha menos de 1,20 m de altura.
"Fomos capazes de realizar este estudo graças à integridade relativa do esqueleto de Lucy", disse Christopher Ruff, professor de anatomia funcional e evolução na Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins. "Nossa análise exigiu ossos dos membros superiores e inferiores bem preservados do mesmo indivíduo, algo muito raro no registro fóssil."
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Estudo sugere que Lucy, de 3,2 milhões de anos, passa muito tempo em árvores
A equipe de pesquisa primeiro deu uma olhada na estrutura óssea de Lucy durante sua visita ao museu dos EUA em 2008, quando o fóssil foi desviado brevemente para o Centro de Tomografia Computadorizada de Raios-X de Alta Resolução na Universidade do Texas na Escola de Geociências de Austin Jackson. Por 11 dias, John Kappelman e Richard Ketcham, ambos professores da Universidade do Texas em Austin, escanearam cuidadosamente todos os seus ossos para criar um arquivo digital de mais de 35.000 cortes de tomografia computadorizada. As tomografias de alta resolução foram necessárias porque Lucy é tão fortemente mineralizada que a tomografia convencional não é poderosa o suficiente para obter imagens da estrutura interna de seus ossos.
"Todos nós amamos Lucy", diz Ketcham, "mas tivemos que enfrentar o fato de que ela é uma rocha. O tempo para a tomografia computadorizada médica padrão era 3,18 milhões de anos atrás. Este projeto exigia um scanner mais adequado ao seu estado atual."
O novo estudo usa fatias de TC dessas varreduras de 2008 para quantificar a estrutura interna do úmero direito e esquerdo de Lucy (ou ossos do braço) e do fêmur esquerdo (ou osso da coxa).
"Nosso estudo é baseado na teoria da engenharia mecânica sobre como os objetos podem facilitar ou resistir à flexão", diz Ruff. "Mas nossos resultados são intuitivos porque dependem dos tipos de coisas que experimentamos sobre os objetos & # 8212incluindo partes do corpo & # 8212 na vida cotidiana. Se, por exemplo, um tubo ou canudo tem uma parede fina, ele se dobra facilmente, enquanto um tubo grosso a parede evita que dobra. Os ossos são construídos de forma semelhante. "
Kappelman acrescenta: "É um fato bem estabelecido que o esqueleto responde a cargas durante a vida, adicionando osso para resistir a altas forças e subtraindo osso quando as forças são reduzidas. Jogadores de tênis são um bom exemplo: estudos mostraram que o osso cortical no a haste do braço da raquete é mais fortemente construída do que a do braço que não é da raquete. "
Uma questão importante no debate sobre a escalada em árvores de Lucy tem sido como interpretar as características do esqueleto que podem ser simplesmente "sobras" de um ancestral mais primitivo que tinha braços relativamente longos, por exemplo. A vantagem do novo estudo, diz Ruff, é que ele se concentrou em características que refletem o comportamento real durante a vida.
As varreduras de Lucy foram comparadas com as tomografias de uma grande amostra de humanos modernos, que passam a maior parte do tempo andando sobre duas pernas no chão, e com os chimpanzés, uma espécie que passa mais tempo nas árvores e, quando está no solo, geralmente caminha sobre os quatro membros.
"Nossos resultados mostram que os membros superiores dos chimpanzés são relativamente mais fortes porque usam os braços para escalar, com o inverso visto em humanos, que passam mais tempo caminhando e têm membros inferiores mais fortes", diz Ruff. "Os resultados para Lucy são convincentes e intuitivos."
Outras comparações realizadas no estudo sugerem que mesmo quando Lucy caminhava ereta, ela pode ter feito isso com menos eficiência do que os humanos modernos, limitando sua capacidade de caminhar longas distâncias no solo, diz Ruff. Além disso, todos os ossos de seus membros foram considerados muito fortes em relação ao tamanho de seu corpo, indicando que ela tinha músculos excepcionalmente fortes, mais parecidos com os dos chimpanzés modernos do que com os humanos modernos. Uma redução na força muscular mais tarde na evolução humana pode estar ligada a uma tecnologia melhor que reduziu a necessidade de esforço físico e o aumento da demanda metabólica de um cérebro maior, dizem os pesquisadores.
"Pode parecer único, de nossa perspectiva, que os primeiros hominídeos como Lucy combinassem andar no chão sobre duas pernas com uma quantidade significativa de escalada em árvores", diz Kappelman. "Mas Lucy não sabia que era 'única' & # 8212; ela se moveu no chão e subiu nas árvores, fazendo ninhos e forrageando lá, até que sua vida foi provavelmente interrompida por uma queda & # 8212provavelmente de uma árvore."
Lucy, nossa famosa ancestral, foi construída para viver em árvores
Lucy, nossa ancestral humana cada vez mais popular, pode ter preferido um estilo de vida que habita em árvores, com base em exames ósseos publicados na quarta-feira na PLOS ONE. A pesquisa acrescenta clareza ao comportamento humano primitivo e sugere que nossos ancestrais podem ter passado milhões de anos “brincando” dos galhos.
Desde que o paleoantropólogo americano Donald Johanson descobriu os restos mortais de Lucy em 1974, eles viajaram pelo mundo para serem cuidadosamente examinados. Os cientistas determinaram que ela certamente andava ereta como um ser humano e tinha proporções entre um ser humano e um chimpanzé. No entanto, a polêmica e as questões ainda cercam como ela se comportou.
Lucy tinha braços longos como um chimpanzé, mas ela se movia e vivia como um? Ou ela simplesmente herdou aquelas características remanescentes de um ancestral que vivia em uma árvore?
Ao analisar radiografias de alta resolução do osso do braço de Lucy, o anatomista evolucionário Christopher Ruff demonstrou que os primeiros hominíneos desenvolveram força no braço por meio do uso consistente & # 8212, provavelmente escalando árvores.
“Ela ainda estava subindo em árvores regularmente”, disse Ruff sobre o novo estudo de sua equipe. “Você não desenvolve este tipo de ossos dos membros superiores fortes se subir em uma árvore uma vez por semana.”
A equipe de Ruff também examinou o fêmur de Lucy e concluiu que seu andar seria menos eficiente do que os humanos.
Lucy’s inherited her long arms, so these features don’t expose much about her day-to-day behavior. However, the strength of your limb bones is a more “plastic” trait that changes based on how you use them as you grow. That’s why Lucy’s strong arms indicate that she was, in fact, supporting her weight in trees.
Scientists have speculated for a long time that Lucy and her family must have spent at least some time in trees, especially as recent analysis has demonstrated that she died falling out of one. That study found injuries at or around the time of Lucy’s death are consistent with wounds suffered by people who have fallen from a great height and then have put their arms in front of them to break the impact. Ruff noted that those results are further evidence of tree-dwelling.
But other experts disagree and believe Lucy lived a more terrestrial life. Evolutionary anatomy professor Carol Ward, who focuses on apes and early hominins, said that Lucy had many more adaptations for living on the ground.
For example, humans and Lucy have flat feet, which are suited for walking on the ground. Plus, tree-dwelling apes have grasping big toes, with feet that look like hands.
“We gave that up, Lucy gave that up, in favor of feet that were better at being on the ground.” Ward said. “So not only do we know that the most important thing was for these animals to be able to move effectively on the ground, we also know that being in the trees wasn’t very important to them.”
However, scientists agree that Lucy and her Australopithecus afarensis family moved in both land and tree environments.
“The question in some ways isn’t whether Lucy was able to climb trees,” Ward said. “My kids climb trees, people climb trees now.”
Likewise, tree-dwelling apes can walk on the ground when needed, but not as well or as upright as a human or Australopithecus.
Left: A composite image of Lucy the Australopithecus (center) and two Malapa hominins (sides.) Photo by Peter Schmid
Human ancestor "Lucy" was a tree climber, evidence suggests
She was discovered 42 years ago, but the 3-million-year-old human ancestor dubbed &ldquoLucy&rdquo is still providing new insights on the human origin story. Now, new research suggests this predecessor to modern humans was an adept tree climber.
The fossils that make up Lucy&rsquos skeleton. John Kappelman/University of Texas at Austin
The evidence of Lucy&rsquos tree-climbing habits was found in high-resolution CT scans of her fossilized bones, according to scientists from the Johns Hopkins University and the University of Texas at Austin. Those CT scans were intricately 3D printed, allowing for direct comparisons to the bones of early hominids, modern humans, and modern chimpanzees. The researchers&rsquo work was published this week in the journal PLOS ONE.
Lucy&rsquos arms were heavily toned, supporting the idea that she routinely used them to pull herself up on branches, the researchers said. Her muscle mass would have been similar to that of tree-climbing chimpanzees. Meanwhile, her feet were better suited to walking upright than gripping branches.
&ldquoThe upper limbs of chimpanzees are relatively more heavily built because they use their arms for climbing, with the reverse seen in humans, who spend more time walking and have more heavily built lower limbs,&rdquo Christopher Ruff, Ph.D., a professor of functional anatomy and evolution at the Johns Hopkins University School of Medicine, said in a press statement.
&ldquoThe results for Lucy are convincing and intuitive.&rdquo
A three-dimensional model of the early human ancestor, Australopithecus afarensis, known as Lucy, on display at the Houston Museum of Natural Science. Pat Sullivan, AP
Clues found in Lucy&rsquos skeleton are key to understanding the lifestyle she led, according to study co-author John Kappelman.
&ldquoIt is a well-established fact that the skeleton responds to loads during life, adding bone to resist high forces and subtracting bone when forces are reduced,&rdquo Kappelman said.
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Tree climbing may have helped Lucy forage for food and escape from nearby predators.
Scholars have debated whether Lucy spent all her time walking on the ground or combined walking with tree climbing.
Previous research has suggested that perhaps Lucy died from falling from a tree.
Lucy&rsquos skeleton is one of the oldest, most complete fossils ever found of an adult human ancestor who walked upright. Previous studies suggest she stood less than 4 feet tall and weighed less than 65 pounds.
Lucy&rsquos bones were found in Ethiopia in 1974. About 40 percent of the complete skeleton was recovered and pieced together.
Human Ancestor ‘Lucy’ Was a Tree Climber, New Evidence Suggests
A new analysis using CT scans of the world-famous, ancient human fossil, Lucy, suggests she was a tree climber.
AUSTIN, Texas — Evidence preserved in the internal skeletal structure of the world-famous fossil, Lucy, suggests the ancient human species frequently climbed trees, according to a new analysis by scientists from The Johns Hopkins University and The University of Texas at Austin.
Since Lucy’s discovery in Ethiopia 42 years ago this month by Arizona State University anthropologist Donald Johanson and graduate student Tom Gray, paleontologists have debated whether the 3.18 million-year-old specimen of Australopithecus afarensis — or southern ape of Afar — spent her life walking on the ground or combined walking with frequent tree climbing.
A new analysis of the partially fossilized skeleton, to be published Nov. 30 in the journal PLOS ONE, shows that Lucy’s upper limbs were heavily built, similar to tree-climbing chimpanzees, supporting the idea that she often used her arms to pull herself up, most likely onto tree branches. Researchers also suggest that because her foot was better adapted for bipedal locomotion — or upright walking — rather than grasping, Lucy had to rely on upper-body strength when climbing, which resulted in more heavily built upper-limb bones.
“It may seem unique from our perspective that early hominins like Lucy combined walking on the ground on two legs with a significant amount of tree climbing, but Lucy didn’t know she was unique,” said UT Austin paleoanthropologist John Kappelman, whose most recent study proposed Lucy probably died after falling from a tall tree, where she may have been nesting to avoid predators. A nightly ascent would equate to one-third of her life spent in trees — or more if she occasionally foraged there, Kappelman said.
“We were able to undertake this study thanks to the relative completeness of Lucy’s skeleton,” said the study’s lead author, Christopher Ruff, a professor of functional anatomy and evolution at the Johns Hopkins University School of Medicine. “Our analysis required well-preserved upper and lower limb bones from the same individual, something very rare in the fossil record.”
The research team first examined Lucy, who is among the oldest, most complete skeletons of any adult, erect-walking human ancestor, during her U.S. museum tour in 2008, when the fossil was detoured briefly to the High-Resolution X-ray Computed Tomography Facility (UTCT) in the UT Jackson School of Geosciences. For 10 days, Kappelman and UT Austin geological sciences professor Richard Ketcham carefully scanned all of her bones to create a digital archive of more than 35,000 CT slices.
“We all love Lucy, but we had to face the fact that she is a rock,” said Ketcham, adding that conventional CT is not powerful enough to image the internal structure of Lucy’s heavily mineralized skeleton. “The time for standard medical CT scanning was 3.18 million years ago. This project required a scanner more suited to her current state.”
Since then, researchers have relied on the scans to look for clues about how Lucy lived, died and used her body — estimated to be about 3 feet 6 inches and 60 pounds — during her lifetime. The most recent study focused on the internal structure of Lucy’s right and left humeri (upper arm bones) and left femur (thigh bone).
A major issue in the debate about Lucy’s tree climbing has been how to interpret skeletal features that might be simply “leftover” from a more primitive ancestor that had relatively long arms, for example. The advantage of the new study, Ruff said, is that it focused on characteristics that reflect actual behavior during life. Some evidence even suggests she was right-handed, researchers said.
“Our study is grounded in mechanical engineering theory about how objects can facilitate or resist bending,” Ruff said. “Our results are intuitive because they depend on the sorts of things that we experience about objects — including body parts — in everyday life. If, for example, a tube or drinking straw has a thin wall, it bends easily, whereas a thick wall prevents bending. Bones are built similarly.”
Lucy’s scans were compared with CT scans from a large sample of modern humans, who spend the majority of their time walking on two legs on the ground, and with chimpanzees, a species that spends more of its time in the trees and, when on the ground, usually walks on all four limbs.
“It is a well-established fact that the skeleton responds to loads during life, adding bone to resist high forces and subtracting bone when forces are reduced,” Kappelman said. “Tennis players are a nice example: Studies have shown that the cortical bone in the shaft of the racquet arm is more heavily built up than that in the non-racquet arm.”
Other comparisons in the study suggest that even when Lucy walked upright, she may have done so less efficiently than modern humans do, limiting her ability to walk long distances on the ground, Ruff said. In addition, all of her limb bones were found to be very strong relative to her body size, indicating that she had exceptionally strong muscles, more like those of modern chimpanzees than modern humans. A reduction in muscle power later in human evolution may be linked to better technology that reduced the need for physical exertion and the increased metabolic demands of a larger brain, the researchers said.
Other scholastic materials and the 3-D files are available on eLucy.org. Permissions to scan, study and photograph Lucy were granted by the Authority for Research and Conservation of Cultural Heritage and the National Museum of Ethiopia of the Ministry of Tourism and Culture. The UTCT was supported by three grants from the U.S. National Science Foundation.
UT Austin has HD satellite and Skype studios available for media interviews.
Human ancestor 'Lucy' was a tree climber, new evidence suggests
Since the discovery of the fossil dubbed Lucy 42 years ago this month, paleontologists have debated whether the 3 million-year-old human ancestor spent all of her time walking on the ground or instead combined walking with frequent tree climbing. Now, analysis of special CT scans by scientists from The Johns Hopkins University and the University of Texas at Austin suggests the female hominin spent enough time in the trees that evidence of this behavior is preserved in the internal structure of her bones. A description of the research study appears November 30 in the journal PLOS ONE.
Analysis of the partial fossilized skeleton, the investigators say, shows that Lucy's upper limbs were heavily built, similar to champion tree-climbing chimpanzees, supporting the idea that she spent time climbing and used her arms to pull herself up. In addition, they say, the fact that her foot was better adapted for bipedal locomotion (upright walking) than grasping may mean that climbing placed additional emphasis on Lucy's ability to pull up with her arms and resulted in more heavily built upper limb bones.
Exactly how much time Lucy spent in the trees is difficult to determine, the research team says, but another recent study suggests Lucy died from a fall out of a tall tree. This new study adds to evidence that she may have nested in trees at night to avoid predators, the authors say. An eight-hour slumber would mean she spent one-third of her time up in the trees, and if she also occasionally foraged there, the total percentage of time spent above ground would be even greater.
Lucy, housed in the National Museum of Ethiopia, is a 3.18 million-year-old specimen of Australopithecus afarensis -- or southern ape of Afar -- and is among the oldest, most complete fossil skeletons ever found of any adult, erect-walking human ancestor. She was discovered in the Afar region of Ethiopia in 1974 by Arizona State University anthropologist Donald Johanson and graduate student Tom Gray. The new study analyzed CT scan images of her bones for clues to how she used her body during her lifetime. Previous studies suggest she weighed less than 65 pounds and was under 4 feet tall.
"We were able to undertake this study thanks to the relative completeness of Lucy's skeleton," says Christopher Ruff, Ph.D., a professor of functional anatomy and evolution at the Johns Hopkins University School of Medicine. "Our analysis required well-preserved upper and lower limb bones from the same individual, something very rare in the fossil record."
The research team first had a look at Lucy's bone structure during her U.S. museum tour in 2008, when the fossil was detoured briefly to the High-Resolution X-Ray Computed Tomography Facility in the University of Texas at Austin Jackson School of Geosciences. For 11 days, John Kappelman, Ph.D., anthropology and geological sciences professor, and geological sciences professor Richard Ketcham, Ph.D., both of the University of Texas at Austin, carefully scanned all of her bones to create a digital archive of more than 35,000 CT slices. High-resolution CT scans were necessary because Lucy is so heavily mineralized that conventional CT is not powerful enough to image the internal structure of her bones.
"We all love Lucy," Ketcham says, "but we had to face the fact that she is a rock. The time for standard medical CT scanning was 3.18 million years ago. This project required a scanner more suited to her current state."
The new study uses CT slices from those 2008 scans to quantify the internal structure of Lucy's right and left humeri (upper arm bones) and left femur (thigh bone).
"Our study is grounded in mechanical engineering theory about how objects can facilitate or resist bending," says Ruff, "but our results are intuitive because they depend on the sorts of things that we experience about objects -- including body parts -- in everyday life. If, for example, a tube or drinking straw has a thin wall, it bends easily, whereas a thick wall prevents bending. Bones are built similarly."
"It is a well-established fact that the skeleton responds to loads during life, adding bone to resist high forces and subtracting bone when forces are reduced," explains Kappelman. "Tennis players are a nice example: Studies have shown that the cortical bone in the shaft of the racquet arm is more heavily built up than that in the nonracquet arm."
A major issue in the debate over Lucy's tree climbing has been how to interpret skeletal features that might be simply "leftovers" from a more primitive ancestor that had relatively long arms, for example. The advantage of the new study, Ruff says, is that it focused on characteristics that reflect actual behavior during life.
Lucy's scans were compared with CT scans from a large sample of modern humans, who spend the majority of their time walking on two legs on the ground, and with chimpanzees, a species that spends more of its time in the trees and, when on the ground, usually walks on all four limbs.
"Our results show that the upper limbs of chimpanzees are relatively more heavily built because they use their arms for climbing, with the reverse seen in humans, who spend more time walking and have more heavily built lower limbs," says Ruff. "The results for Lucy are convincing and intuitive."
Other comparisons carried out in the study suggest that even when Lucy walked upright, she may have done so less efficiently than modern humans, limiting her ability to walk long distances on the ground, Ruff says. In addition, all of her limb bones were found to be very strong relative to her body size, indicating that she had exceptionally strong muscles, more like those of modern chimpanzees than modern humans. A reduction in muscle power later in human evolution may be linked to better technology that reduced the need for physical exertion and the increased metabolic demands of a larger brain, the researchers say.
"It may seem unique from our perspective that early hominins like Lucy combined walking on the ground on two legs with a significant amount of tree climbing," says Kappelman, "but Lucy didn't know she was "unique" -- she moved on the ground and climbed in trees, nesting and foraging there, until her life was likely cut short by a fall -- probably out of a tree."
Graduate student M. Loring Burgess of the Johns Hopkins University School of Medicine was also an author on the paper.
