Beweise deuten darauf hin, dass menschlicher Vorfahr aufrecht in Bäumen gelaufen ist

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Wissenschaftler haben einen 11,62 Millionen Jahre alten Affen beschrieben, der sich mit seinen menschlichen Beinen und Orang-Utan-Armen wie kein anderes Lebewesen auf der Erde bewegte.

Ein Team von Wissenschaftlern aus Eberhard Karls Universität aus Tübingen in Deutschland haben eine neue Veröffentlichung über eine versteinerte Affenart vorgelegt, die in Bayern vor 11,6 Millionen Jahren gefunden wurde. Ausgestattet mit menschenähnlichen Beinen und affenähnlichen Armen soll es über Äste "geklettert" sein, um vor baumkletternden Raubkatzen zu fliehen. Und einer von uns!

Ist Polygynie genetisch bedingt?

Die Ergebnisse der Wissenschaftler werden in der Ausgabe des Journals vom 7. November veröffentlicht Natur und die vielleicht interessanteste und wichtigste Entdeckung ist die „seltsame Fortbewegung“ der Kreaturen, tatsächlich der seltsamste Beweger und Shaker, der bis jetzt gesehen wurde, was die Forscher darüber informierte, dass dieser frühe menschliche Vorfahre sich möglicherweise entwickelt hat, um auf zwei Beinen zu gehen.

Der 11,62-Millionen-Jährige Danuvius wurde in einer Tonschicht in der Gemeinde Pforzen im schwäbischen Landkreis Ostallgäu entdeckt und zwischen 2015 und 2018 haben Paläontologen 37 Einzelfunde von vollständig erhaltenen Arm- und Beinknochen, Wirbeln, Finger- und Zehenknochen gemacht, die Ähnlichkeiten mit unserer heutigen Bewegung aufwiesen .

Die Hauptautorin der neuen Studie, Madelaine Böhme, Paläontologin an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen in Deutschland, beschrieb Danuvius mit einem Gewicht zwischen 37 und 68 lbs. (17 und 31 Kilogramm) und die Forscher fanden heraus, dass Männchen größer waren als Weibchen, was auf Polygynie hindeutet, bei der sich die Männchen mit mehreren weiblichen Gefährten paarten, so das Papier.

Die 21 Knochen des vollständigsten Teilskeletts eines männlichen Danuvius. (Christoph Jäckle/ Natur)

Überdenken unserer alten Ursprünge

Seit den 1970er Jahren wurden sowohl in Europa als auch in Afrika viele verschiedene Fossilien uralter Affenarten entdeckt, und basierend auf den verfügbaren Beweisen gingen alle bisherigen Forschungen davon aus, dass sich der Mensch aus einem vierbeinigen Lebewesen entwickelt hat, das seine Handflächen oder Fußsohlen auf dem Boden verwendet liefen oder hängten ihre Körper an Bäumen, ähnlich wie moderne Schimpansen, im mittleren bis späten Miozän vor etwa 13 Millionen bis 5,3 Millionen Jahren.

Ausgehend von dieser „Annahme“ glaubte man, dass sich die Abstammungslinien von Affen und Menschen zu dieser Zeit zu trennen begannen, aber diese Schlussfolgerung basierte auf Fossilien ohne intakte Gliedmaßenknochen, die die Erkenntnisse der Forscher hinsichtlich der Bewegungsgewohnheiten, Bewegungsfähigkeiten und Einschränkungen unserer frühen Vorfahren stark einschränkten. Dies, laut einem Juni 2016 Live-Wissenschaft Artikel, war eine „Annahme“, auf der ein ganzes Forschungsparadigma aufgebaut war.

Im Wesentlichen zeichnen die neuen Erkenntnisse ein weiteres Bild davon, wie sich die Vorfahren der modernen Menschenaffen entwickelt haben, um ihre Arme zur Bewegung zu verwenden, was laut einem Bericht über Live-Wissenschaft ist ein „Schlüsselmerkmal“, das den Menschen von modernen Menschenaffen wie Schimpansen, Bonobos, Gorillas und Orang-Utans – unseren nächsten lebenden Verwandten – unterscheidet. Und es ist unsere zweibeinige Haltung; aufrechter Stand und die Fähigkeit, das Gleichgewicht zu halten und auf unseren Füßen zu gehen, die unsere Hände für die Werkzeugherstellung frei machten, eine Eigenschaft, die man wohl als „verursacht“ oder geschaffen haben könnte, wie wir heute sind.

  • Frühe Menschen haben sich in Ökosystemen entwickelt, wie sie es heute noch nicht gibt
  • Neue schockierende Hinweise auf die menschliche Herkunft aus der Qesem-Höhle
  • Antike Reptilien-Handmuskeln in menschlichen Embryonen gefunden

Scampering hat uns zu dem gemacht, was wir sind

Im Gegensatz zu uns Menschen laufen Schimpansen, Bonobos und Gorillas auf ihren Knöcheln und Orang-Utans auf ihren geschlossenen Fäusten, und sie alle sind in der Lage, mit ihren Armen mühelos zwischen Bäumen zu schwingen. Aber jetzt schlagen Böhme und ihre Kollegen vor, dass die „neue Art der Fortbewegung“, die sie „erweitertes Klettern der Gliedmaßen“ nannten, die angestammte Bewegungsform sowohl für moderne Menschenaffen als auch für den Menschen sein könnte.

Madelaine Böhme erzählte Live-Wissenschaft dass die neue Art benannt wurde Danuvius guggenmosi. Der Namensteil „Danuvius“ stammt vom keltisch-römischen Flussgott Danuvius und das Wort „guggenmosi“ erinnert an den Paläontologen Sigulf Guggenmos, der den Fundort des Fossils entdeckte.

Wann Danuvius lebte, war das Gebiet eine heiße flache Landschaft mit Flüssen und Wäldern vom Rand der Alpen und gehörte zu einer Art namens Dryopithecine die Vorfahren der modernen afrikanischen Affen sind.

Der dicke Zahnschmelz der Kreatur deutet darauf hin, dass Danuvius aß harte Gegenstände und die Wissenschaftler bemerkten auch seine „leicht verlängerten“ Arme im Vergleich zu anderen fossilen Exemplaren, was darauf hindeutete, dass es an Bäumen hing, wie es bei modernen Menschenaffen zu sehen ist, und seine Arme und Beine ungefähr gleich benutzte, sagten die Forscher.

Der Versuch, mit „Warum“ zu antworten Danuvius weder seine Arme noch seine Beine begünstigte, sagen die Wissenschaftler vielleicht, Danuvius nutzte seine langen, starken und gegenüberliegenden großen Zehen, um „schnell an Ästen entlang zu klettern, um größeren Katzen zu entkommen“.

Der vollständige Bericht ist veröffentlicht in Nature DOI: 10.1038/s41586-019-1731-0


Als unsere menschlichen Vorfahren zum ersten Mal groß gingen

Dieses Bild zeigt die Position des vierten Mittelfußknochens Australopithecus afarensis (AL 333-160), der aus Hadar, Äthiopien, in einem Fußskelett geborgen wurde. Bildnachweis: Carol Ward/Universität Missouri

Ein fossiler Fußknochen eines frühen menschlichen Vorfahren, 3,2 Millionen Jahre alt, könnte unser Verständnis der menschlichen Evolution grundlegend verändern. Es wurde in Hadar, Äthiopien entdeckt und liefert überzeugende Beweise dafür, dass dieser Hominide, eine Spezies namens Australopithecus afarensis, war möglicherweise der erste menschliche Vorfahr, der aufrecht ging. In einem kürzlich erschienenen Artikel in Wissenschaft, beschrieb ein Team von Anthropologen aus den Vereinigten Staaten und Äthiopien das kürzlich gefundene Fossil als vierten Mittelfußknochen oder Mittelfußknochen. Es ist das einzige, für das jemals gefunden wurde Australopithecus afarensis, und es zeigte sich, dass diese alten Hominiden steife, gewölbte Füße hatten, ähnlich wie Menschen, die es ihnen ermöglichten, wie wir zu gehen.

Australopithecus afarensis Fossilien wurden erstmals 1974 in Äthiopien entdeckt. Einer der bekanntesten Vertreter dieser Art, die auch in Hadar gefunden wurde, war Lucy. Dies war der Spitzname für mehrere hundert Knochenstücke, die etwa vierzig Prozent eines als weiblich angenommenen Individuums ausmachten. Es gab große Kontroversen darüber, ob Lucy und ihre Verwandten streng zweibeinig waren oder ob sie auch Baumkletterer waren oder ein bisschen von beidem. Aber die Entdeckung dieses Mittelfußknochens hat diese Fragen wahrscheinlich zur Ruhe gebracht.

Forscher der University of Missouri und der Arizona State University haben einen Knochen gefunden, der darauf hinweist, dass menschliche Vorfahren Fußgewölbe hatten, eine große evolutionäre Veränderung für Lucy und ihre Spezies. Bildnachweis: Elizabeth Harmon

Eines der Teammitglieder, Professor Carol Ward, sagte kürzlich in einer Pressemitteilung der University of Missouri-Columbia:

Jetzt, da wir wissen, dass Lucy und ihre Verwandten Fußgewölbe hatten, beeinflusst dies viel von dem, was wir über sie wissen, von wo sie lebten, was sie aßen und wie sie Raubtieren mieden. Die Entwicklung der gewölbten Füße war eine grundlegende Verschiebung in Richtung Menschlichkeit, denn sie bedeutete den Verzicht auf die Fähigkeit, den großen Zeh zum Greifen von Ästen zu verwenden, und signalisierte, dass unsere Vorfahren das Leben in den Bäumen endgültig zugunsten des Lebens auf dem Boden aufgegeben hatten.

Fußgewölbe sind eine Schlüsselkomponente des menschenähnlichen Gehens, da sie Stöße absorbieren und auch eine steife Plattform bieten, damit wir uns von unseren Füßen abstoßen und vorwärts bewegen können. Menschen mit „Plattfüßen", denen heutzutage ein Fußgewölbe fehlt, haben eine Vielzahl von Gelenkproblemen im gesamten Skelett. Zu verstehen, dass das Fußgewölbe sehr früh in unserer Evolution auftauchte, zeigt, dass die einzigartige Struktur unserer Füße für die menschliche Fortbewegung von grundlegender Bedeutung ist. Wenn wir verstehen, wofür wir geschaffen wurden und welche natürliche Selektion das menschliche Skelett geformt hat, können wir einen Einblick in die heutige Funktionsweise unserer Skelette gewinnen. Fußgewölbe waren für unsere Vorfahren genauso wichtig wie für uns.

Fossile Beweise für einen menschlichen Vorfahren, der Lucys Spezies vorausging, waren Ardipithecus ramidus. Dieser Hominide, der vor etwa 4 Millionen Jahren lebte, hatte kräftige Greifbeine, darunter einen divergenten beweglichen ersten Zeh, ein Merkmal, das bei baumbewohnenden Primaten zu sehen war, die darauf hindeuteten, dass sie sich auf allen vier Füßen bewegten und gelegentlich aufrecht gingen. Frühere fossile Beweise von Lucy und ihrer Art deuteten jedoch darauf hin, dass sie zweibeinig waren, aber einige Wissenschaftler dachten, sie könnten auch Baumbewohner gewesen sein. Jetzt, mit der Entdeckung dieses Mittelfußknochens, der einzige, für den bekannt ist Australopithecus afarensis, deuten diese neuen Beweise stark darauf hin, dass Lucy und ihre Verwandten aufrecht standen und gingen, vielleicht die erste menschliche Vorfahrenart, die diese kritische anatomische menschliche Eigenschaft aufwies.

Wir können uns nur vorstellen, wie das Leben für Lucy und ihresgleichen gewesen sein muss. Sie waren kleinwüchsig, vielleicht mit Fell bedeckt, die Männchen waren knapp 1,70 Meter groß und wogen weniger als 100 Pfund, während die Weibchen kleiner waren, etwa dreieinhalb Fuß groß und 60 Pfund wiegen. Ihr Gehirn war kleiner als unseres, und sie hatten kräftige Kiefer, die es ihnen ermöglichten, Blätter, Samen, Wurzeln, Früchte, Nüsse und Insekten zu essen. Mit der Entdeckung dieses fossilen Fußknochens wissen wir jetzt, dass sie gewölbte Füße hatten, ähnlich wie bei uns. Sie waren wahrscheinlich die ersten auf dem evolutionären Weg zum Menschen, die aufrecht durch alte Wälder und offenes Land Äthiopiens gingen, um nach Nahrung zu suchen.

Wissenschaftler haben das 3,2 Millionen Jahre alte Fossil an dieser Stelle in Hadar, Äthiopien, entdeckt. Bildnachweis: Kimberly Congdon


Die menschliche Vorfahrin 'Lucy' war ein Baumkletterer, neue Beweise deuten darauf hin

Seit der Entdeckung des Fossils mit dem Namen Lucy vor 42 Jahren in diesem Monat haben Paläontologen darüber diskutiert, ob die 3 Millionen Jahre alte menschliche Vorfahrin ihre ganze Zeit damit verbrachte, auf dem Boden zu gehen oder stattdessen Gehen mit häufigem Baumklettern zu kombinieren. Die Analyse spezieller CT-Scans durch Wissenschaftler der Johns Hopkins University und der University of Texas at Austin legt nun nahe, dass das weibliche Hominin genügend Zeit in den Bäumen verbracht hat, um Beweise für dieses Verhalten in der inneren Struktur ihrer Knochen zu erhalten. Eine Beschreibung der Forschungsstudie erscheint am 30. November in der Zeitschrift PLUS EINS.

Die Analyse des teilweise versteinerten Skeletts zeigt, so die Ermittler, dass Lucys obere Gliedmaßen stark gebaut waren, ähnlich wie bei den meisterhaften Schimpansen beim Baumklettern, was die Idee unterstützt, dass sie Zeit damit verbracht hat, zu klettern und sich mit den Armen hochzuziehen. Darüber hinaus könnte die Tatsache, dass ihr Fuß für die zweibeinige Fortbewegung (aufrechtes Gehen) besser geeignet war als das Greifen, bedeuten, dass das Klettern Lucys Fähigkeit, mit den Armen hochzuziehen, zusätzlich betonte und zu stärker gebauten oberen Extremitätenknochen führte.

Wie viel Zeit Lucy genau in den Bäumen verbracht hat, ist schwer zu bestimmen, sagt das Forschungsteam, aber eine andere aktuelle Studie legt nahe, dass Lucy an einem Sturz von einem hohen Baum gestorben ist. Diese neue Studie trägt zu den Beweisen bei, dass sie nachts möglicherweise in Bäumen genistet hat, um Raubtiere zu vermeiden, sagen die Autoren. Ein achtstündiger Schlaf würde bedeuten, dass sie ein Drittel ihrer Zeit oben in den Bäumen verbrachte, und wenn sie auch gelegentlich dort nach Nahrung suchte, wäre der Gesamtprozentsatz der Zeit, die sie oberirdisch verbrachte, noch größer.

Lucy, untergebracht im Nationalmuseum von Äthiopien, ist ein 3,18 Millionen Jahre altes Exemplar von Australopithecus afarensis– oder südlicher Affe von Afar – und gehört zu den ältesten und vollständigsten fossilen Skeletten, die jemals von einem erwachsenen, aufrecht gehenden menschlichen Vorfahren gefunden wurden. Sie wurde 1974 in der Afar-Region Äthiopiens vom Anthropologen Donald Johanson der Arizona State University und dem Doktoranden Tom Gray entdeckt. Die neue Studie analysierte CT-Scan-Bilder ihrer Knochen, um Hinweise darauf zu erhalten, wie sie ihren Körper zu Lebzeiten benutzt hat. Frühere Studien deuten darauf hin, dass sie weniger als 65 Pfund wog und weniger als 4 Fuß groß war.

"Wir konnten diese Studie dank der relativen Vollständigkeit von Lucys Skelett durchführen", sagt Christopher Ruff, Ph.D., Professor für funktionelle Anatomie und Evolution an der Johns Hopkins University School of Medicine. "Unsere Analyse erforderte gut erhaltene Knochen der oberen und unteren Gliedmaßen desselben Individuums, was im Fossilienbestand sehr selten ist."

Das Forschungsteam hatte sich Lucys Knochenstruktur erstmals während ihrer US-Museumstour im Jahr 2008 angesehen, als das Fossil kurz in die High-Resolution X-Ray Computed Tomography Facility der University of Texas an der Austin Jackson School of Geosciences gebracht wurde. 11 Tage lang scannten John Kappelman, Ph.D., Professor für Anthropologie und Geologie, und Richard Ketcham, Ph.D., Professor für Geologie, beide von der University of Texas in Austin, sorgfältig alle ihre Knochen, um ein digitales Archiv zu erstellen von mehr als 35.000 CT-Schichten. Hochauflösende CT-Scans waren erforderlich, da Lucy so stark mineralisiert ist, dass die konventionelle CT nicht stark genug ist, um die innere Struktur ihrer Knochen abzubilden.

"Wir alle lieben Lucy", sagt Ketcham, "aber wir mussten uns der Tatsache stellen, dass sie ein Fels ist. Die Zeit für die standardmäßige medizinische CT-Untersuchung war vor 3,18 Millionen Jahren. Dieses Projekt erforderte einen Scanner, der ihrem aktuellen Zustand besser entspricht."

Die neue Studie verwendet CT-Schnitte dieser Scans von 2008, um die innere Struktur von Lucys rechtem und linkem Oberarmknochen (Oberarmknochen) und linkem Oberschenkelknochen (Oberschenkelknochen) zu quantifizieren.

„Unsere Studie basiert auf der Theorie des Maschinenbaus darüber, wie Objekte das Biegen erleichtern oder widerstehen können“, sagt Ruff, „aber unsere Ergebnisse sind intuitiv, weil sie von den Dingen abhängen, die wir im Alltag über Objekte – einschließlich Körperteilen – erleben. Wenn zum Beispiel ein Schlauch oder ein Trinkhalm eine dünne Wand hat, verbiegt er sich leicht, während eine dicke Wand das Verbiegen verhindert. Knochen sind ähnlich aufgebaut.“

„Es ist allgemein bekannt, dass das Skelett im Laufe des Lebens auf Belastungen reagiert, indem es Knochen hinzufügt, um hohen Kräften zu widerstehen, und Knochen abzieht, wenn die Kräfte reduziert werden“, erklärt Kappelman. "Tennisspieler sind ein schönes Beispiel: Studien haben gezeigt, dass die Kortikalis im Schaft des Schlägerarms stärker aufgebaut ist als im Nicht-Schlägerarm."

Ein wichtiges Thema in der Debatte über Lucys Baumklettern war die Interpretation von Skelettmerkmalen, die beispielsweise einfach "Überbleibsel" eines primitiveren Vorfahren mit relativ langen Armen waren. Der Vorteil der neuen Studie, sagt Ruff, sei, dass sie sich auf Merkmale konzentrierte, die das tatsächliche Verhalten im Leben widerspiegeln.

Lucys Scans wurden mit CT-Scans einer großen Stichprobe moderner Menschen verglichen, die die meiste Zeit auf zwei Beinen auf dem Boden laufen, und mit Schimpansen, einer Art, die mehr Zeit in den Bäumen verbringt und wenn sie auf dem Boden ist Boden, geht normalerweise auf allen vier Gliedmaßen.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die oberen Gliedmaßen von Schimpansen relativ kräftiger gebaut sind, weil sie ihre Arme zum Klettern benutzen, während beim Menschen, der mehr Zeit mit Gehen verbringt und stärker gebaute untere Gliedmaßen hat, das Gegenteil der Fall ist“, sagt Ruff. "Die Ergebnisse für Lucy sind überzeugend und intuitiv."

Andere in der Studie durchgeführte Vergleiche deuten darauf hin, dass Lucy selbst beim aufrechten Gehen möglicherweise weniger effizient war als moderne Menschen, was ihre Fähigkeit einschränkte, lange Strecken auf dem Boden zu gehen, sagt Ruff. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass alle ihre Gliedmaßenknochen im Verhältnis zu ihrer Körpergröße sehr stark waren, was darauf hindeutet, dass sie außergewöhnlich starke Muskeln hatte, die eher denen moderner Schimpansen als denen moderner Menschen ähneln. Eine Verringerung der Muskelkraft später in der menschlichen Evolution könnte mit einer besseren Technologie verbunden sein, die den Bedarf an körperlicher Anstrengung und die erhöhten Stoffwechselanforderungen eines größeren Gehirns reduziert, sagen die Forscher.

„Es mag aus unserer Sicht einzigartig erscheinen, dass frühe Homininen wie Lucy das Gehen auf dem Boden auf zwei Beinen mit einer beträchtlichen Menge an Baumklettern kombinierten“, sagt Kappelman, „aber Lucy wusste nicht, dass sie „einzigartig“ war – sie zog weiter Boden und kletterte in Bäume, nistete und suchte dort, bis ihr Leben wahrscheinlich durch einen Sturz - wahrscheinlich von einem Baum - abgebrochen wurde."


Die menschliche Vorfahrin "Lucy" war ein Baumkletterer, neue Beweise deuten darauf hin

AUSTIN, Texas &ndash Beweise in der inneren Skelettstruktur des weltberühmten Fossils Lucy deuten darauf hin, dass die uralte menschliche Spezies häufig auf Bäume geklettert ist, laut einer neuen Analyse von Wissenschaftlern der Johns Hopkins University und der University of Texas at Austin.

Seit der Entdeckung von Lucy in Äthiopien vor 42 Jahren diesen Monat durch den Anthropologen Donald Johanson von der Arizona State University und den Doktoranden Tom Gray diskutierten Paläontologen, ob das 3,18 Millionen Jahre alte Exemplar von Australopithecus afarensis &mdash oder südlicher Affe von Afar &mdash verbrachte ihr Leben damit, auf dem Boden zu wandern oder das Gehen mit häufigem Baumklettern zu kombinieren.

Eine neue Analyse des teilweise versteinerten Skeletts, die am 30. November in der Zeitschrift PLOS ONE veröffentlicht wird, zeigt, dass Lucys obere Gliedmaßen stark gebaut waren, ähnlich wie bei baumkletternden Schimpansen, was die Idee unterstützt, dass sie oft ihre Arme benutzte, um sich hochzuziehen , höchstwahrscheinlich auf Ästen. Forscher vermuten auch, dass Lucy sich beim Klettern auf die Kraft des Oberkörpers verlassen musste, weil ihr Fuß besser an die zweibeinige Fortbewegung oder das aufrechte Gehen &mdash angepasst war als zum Greifen, was zu stärker gebauten Knochen der oberen Gliedmaßen führte.

&bdquoEs mag aus unserer Sicht einzigartig erscheinen, dass frühe Homininen wie Lucy das Gehen auf dem Boden auf zwei Beinen mit einer beträchtlichen Menge an Baumklettern kombinierten, aber Lucy wusste, dass sie einzigartig war&rdquo, sagte der Paläoanthropologe John Kappelman von UT Austin, dessen neueste Studie Lucy vorschlug starb wahrscheinlich, nachdem sie von einem hohen Baum gefallen war, wo sie möglicherweise nistete, um Raubtiere zu vermeiden. Ein nächtlicher Aufstieg würde ein Drittel ihres Lebens in Bäumen oder mehr ausmachen, wenn sie gelegentlich dort nach Nahrung suchte, sagte Kappelman.

&bdquoWir konnten diese Studie dank der relativen Vollständigkeit von Lucys Skelett durchführen&rdquo, sagte der Hauptautor der Studie, Christopher Ruff, Professor für funktionelle Anatomie und Evolution an der Johns Hopkins University School of Medicine. &ldquoUnsere Analyse erforderte gut erhaltene Knochen der oberen und unteren Gliedmaßen desselben Individuums, was im Fossilienbestand sehr selten ist.&ldquo

Das Forschungsteam untersuchte Lucy, die zu den ältesten und vollständigsten Skeletten aller erwachsenen, aufrecht gehenden menschlichen Vorfahren gehört, erstmals während ihrer US-Museumstour im Jahr 2008, als das Fossil kurz zur High-Resolution X-ray Computed Tomography Facility (UTCT) in der UT Jackson School of Geosciences. 10 Tage lang haben Kappelman und Richard Ketcham, Professor für geologische Wissenschaften an der UT Austin, alle ihre Knochen sorgfältig gescannt, um ein digitales Archiv mit mehr als 35.000 CT-Schnitten zu erstellen.

&bdquoWir alle lieben Lucy, aber wir mussten uns der Tatsache stellen, dass sie ein Gestein ist“, sagte Ketcham und fügte hinzu, dass konventionelle CT nicht leistungsfähig genug sei, um die innere Struktur von Lucys stark mineralisiertem Skelett abzubilden. &bdquoDie Zeit für die standardmäßige medizinische CT-Untersuchung war vor 3,18 Millionen Jahren. Dieses Projekt erforderte einen Scanner, der besser zu ihrem aktuellen Zustand passte.&rdquo

Seitdem haben sich die Forscher auf die Scans verlassen, um nach Hinweisen zu suchen, wie Lucy lebte, starb und ihren Körper benutzte, der während ihres Lebens auf etwa 3 Fuß 6 Zoll und 60 Pfund geschätzt wurde. Die jüngste Studie konzentrierte sich auf die innere Struktur von Lucys rechtem und linkem Oberarmknochen (Oberarmknochen) und dem linken Oberschenkelknochen (Oberschenkelknochen).

Ein wichtiges Thema in der Debatte über Lucys Baumklettern war die Interpretation von Skelettmerkmalen, die beispielsweise von einem primitiveren Vorfahren mit relativ langen Armen einfach „überbleibt&rdquo sein könnten. Der Vorteil der neuen Studie, sagte Ruff, sei, dass sie sich auf Merkmale konzentrierte, die das tatsächliche Verhalten im Leben widerspiegeln. Einige Beweise deuten sogar darauf hin, dass sie Rechtshänderin war, sagten Forscher.

&bdquoUnsere Studie basiert auf der Theorie des Maschinenbaus darüber, wie Objekte das Biegen erleichtern oder ihnen widerstehen können„, so Ruff. &bdquoUnsere Ergebnisse sind intuitiv, weil sie von den Dingen abhängen, die wir im Alltag über Gegenstände &mdash einschließlich Körperteilen &mdash erfahren. Wenn beispielsweise ein Schlauch oder ein Trinkhalm dünnwandig ist, biegt er sich leicht, während eine dicke Wand ein Biegen verhindert. Knochen sind ähnlich aufgebaut.&rdquo

Lucy&rsquos-Scans wurden mit CT-Scans einer großen Stichprobe moderner Menschen verglichen, die die meiste Zeit auf zwei Beinen auf dem Boden laufen, und mit Schimpansen, einer Art, die mehr Zeit in den Bäumen verbringt, und wenn sie auf dem Boden, geht normalerweise auf allen vier Gliedmaßen.

&bdquoEs ist eine allgemein anerkannte Tatsache, dass das Skelett während des Lebens auf Belastungen reagiert, indem es Knochen hinzufügt, um hohen Kräften standzuhalten, und Knochen abzieht, wenn die Kräfte reduziert werden„, so Kappelman. &ldquoTennisspieler sind ein schönes Beispiel: Studien haben gezeigt, dass die Kortikalis im Schaft des Schlägerarms stärker aufgebaut ist als im Nicht-Schlägerarm.&ldquo

Andere Vergleiche in der Studie deuten darauf hin, dass Lucy, selbst wenn sie aufrecht ging, dies möglicherweise weniger effizient getan hat als moderne Menschen, was ihre Fähigkeit einschränkt, lange Strecken auf dem Boden zu gehen, sagte Ruff. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass alle ihre Gliedmaßenknochen im Verhältnis zu ihrer Körpergröße sehr stark waren, was darauf hindeutet, dass sie außergewöhnlich starke Muskeln hatte, die eher denen moderner Schimpansen als denen moderner Menschen ähneln. Eine Verringerung der Muskelkraft später in der menschlichen Evolution könnte mit einer besseren Technologie in Verbindung gebracht werden, die den Bedarf an körperlicher Anstrengung und die erhöhten Stoffwechselanforderungen eines größeren Gehirns reduziert, sagten die Forscher.

Weitere Unterrichtsmaterialien und die 3D-Dateien sind auf eLucy.org verfügbar. Die Erlaubnis zum Scannen, Studieren und Fotografieren von Lucy wurde von der Behörde für Forschung und Erhaltung des Kulturerbes und dem Nationalmuseum von Äthiopien des Ministeriums für Tourismus und Kultur erteilt. Das UTCT wurde durch drei Stipendien der U.S. National Science Foundation unterstützt.

UT Austin verfügt über HD-Satelliten- und Skype-Studios für Medieninterviews.

Für weitere Informationen kontaktieren: Rachel Griess, Hochschule für Geisteswissenschaften, 512-471-2689


Bodensammler

Anstatt also auf zwei Füßen zu gehen, nachdem sie auf allen Vieren auf dem Boden herumgekrabbelt haben, geht die Theorie davon aus, dass unsere Vorfahren bereits die rudimentären Mittel hatten, auf zwei Füßen zu gehen, bevor sie die Bäume verließen.

Als die Vorfahren der Schimpansen und Gorillas die Bäume verließen, mussten sie jedoch die Fähigkeit erhalten, auf Baumstämme zu klettern. Dieses Bedürfnis nach Kraft und Anatomie beim Baumklettern hat ihre Entwicklung auf Kosten effizienterer terrestrischer Bewegungen geführt und daher zum Knöchellaufen geführt, sagt Crompton.

Orang-Utans sind unter den Menschenaffen die am weitesten entfernten Verwandten, gefolgt von Gorillas und dann Bonobos und Schimpansen. Die Vorfahren der beiden letztgenannten Arten trennten sich vor etwa 6 Millionen Jahren von der menschlichen Linie, der Orang-Utan-Vorfahre trennte sich vor etwa 10 Millionen Jahren vom menschlichen Vorfahren.

Thorpe und Kollegen vermuten, dass irgendwann im Miozän – vor 24 bis 5 Millionen Jahren – die durch Klimaschwankungen entstandenen größeren Lücken in den Baumkronen tiefgreifende Auswirkungen auf unsere Affenvorfahren hatten.

Einige von ihnen – die Vorfahren der Schimpansen und Gorillas – haben sich darauf spezialisiert, hoch in die Baumkronen zu klettern und die Baumlücken im Knöchelgang zu überqueren. Andere – die Vorfahren des Menschen – behielten ihre Fähigkeit, auf zwei Beinen zu gehen, und spezialisierten sich darauf, Nahrung von kleineren Bäumen und dem Boden zu sammeln.


3,2 Millionen Jahre alte menschliche Vorfahrin Lucy war eine Baumklettererin, neue Beweise deuten darauf hin

Seit der Entdeckung des Fossils vor 42 Jahren in diesem Monat haben Paläontologen darüber diskutiert, ob die 3,2 Millionen Jahre alte menschliche Vorfahrin namens Lucy ihre ganze Zeit damit verbrachte, auf dem Boden zu gehen oder stattdessen Gehen mit häufigem Baumklettern zu kombinieren.

Bildunterschrift: Die Fossilien, aus denen das Lucy-Skelett besteht

Bildnachweis: John Kappelman/University of Texas at Austin

Die Analyse spezieller CT-Scans durch Wissenschaftler der Johns Hopkins University und der University of Texas at Austin legt nun nahe, dass das weibliche Hominin genug Zeit in den Bäumen verbracht hat, um Beweise für dieses Verhalten in der inneren Struktur ihrer Knochen zu erhalten. Eine Beschreibung der Forschungsstudie erscheint heute in der Zeitschrift PLUS EINS.

Die Analyse des teilweise versteinerten Skeletts zeigt, so die Ermittler, dass Lucys obere Gliedmaßen stark gebaut waren, ähnlich wie bei den meisterhaften Schimpansen beim Baumklettern, was die Idee unterstützt, dass sie Zeit damit verbracht hat, zu klettern und sich mit den Armen hochzuziehen. Darüber hinaus könnte die Tatsache, dass ihr Fuß für die zweibeinige Fortbewegung (aufrechtes Gehen) besser geeignet war als das Greifen, bedeuten, dass das Klettern Lucys Fähigkeit, mit den Armen hochzuziehen, zusätzlich betonte und zu stärker gebauten oberen Extremitätenknochen führte.

Wie viel Zeit Lucy genau in den Bäumen verbracht hat, ist schwer zu bestimmen, sagt das Forschungsteam, aber eine andere aktuelle Studie legt nahe, dass Lucy an einem Sturz von einem hohen Baum gestorben ist. Diese neue Studie trägt zu den Beweisen bei, dass sie nachts möglicherweise in Bäumen genistet hat, um Raubtiere zu vermeiden, sagen die Autoren. Ein achtstündiger Schlaf würde bedeuten, dass sie ein Drittel ihrer Zeit oben in den Bäumen verbrachte, und wenn sie auch gelegentlich dort nach Nahrung suchte, wäre der Gesamtprozentsatz der Zeit, die sie oberirdisch verbrachte, noch größer.

Lucy, untergebracht im Nationalmuseum von Äthiopien, ist ein 3,2 Millionen Jahre altes Exemplar von Australopithecus afarensis—oder südlicher Affe von Afar—und gehört zu den ältesten und vollständigsten fossilen Skeletten, die jemals von einem erwachsenen, aufrecht gehenden menschlichen Vorfahren gefunden wurden. Sie wurde 1974 in der Afar-Region Äthiopiens vom Anthropologen Donald Johanson der Arizona State University und dem Doktoranden Tom Gray entdeckt.

Die neue Studie analysierte CT-Scan-Bilder ihrer Knochen, um Hinweise darauf zu erhalten, wie sie ihren Körper zu Lebzeiten benutzt hat. Frühere Studien deuten darauf hin, dass sie weniger als 65 Pfund wog und weniger als 4 Fuß groß war.

"Wir konnten diese Studie dank der relativen Vollständigkeit von Lucys Skelett durchführen", sagt Christopher Ruff, Professor für funktionelle Anatomie und Evolution an der Johns Hopkins University School of Medicine. "Unsere Analyse erforderte gut erhaltene Knochen der oberen und unteren Gliedmaßen desselben Individuums, was im Fossilienbestand sehr selten ist."

Siehe auch
Studie legt nahe, dass die 3,2 Millionen Jahre alte Lucy viel Zeit in Bäumen verbracht hat

Das Forschungsteam hatte sich Lucys Knochenstruktur erstmals während ihrer US-Museumstour im Jahr 2008 angesehen, als das Fossil kurz in die High-Resolution X-Ray Computed Tomography Facility der University of Texas an der Austin Jackson School of Geosciences gebracht wurde. 11 Tage lang haben John Kappelman und Richard Ketcham, beide Professoren an der University of Texas in Austin, alle ihre Knochen sorgfältig gescannt, um ein digitales Archiv mit mehr als 35.000 CT-Schnitten zu erstellen. Hochauflösende CT-Scans waren erforderlich, da Lucy so stark mineralisiert ist, dass die konventionelle CT nicht stark genug ist, um die innere Struktur ihrer Knochen abzubilden.

"Wir alle lieben Lucy", sagt Ketcham, "aber wir mussten uns der Tatsache stellen, dass sie ein Fels ist. Die Zeit für die standardmäßige medizinische CT-Untersuchung war vor 3,18 Millionen Jahren. Dieses Projekt erforderte einen Scanner, der ihrem aktuellen Zustand besser entspricht."

Die neue Studie verwendet CT-Schnitte dieser Scans von 2008, um die innere Struktur von Lucys rechtem und linkem Oberarmknochen (oder Oberarmknochen) und linkem Oberschenkelknochen (oder Oberschenkelknochen) zu quantifizieren.

„Unsere Studie basiert auf der Theorie des Maschinenbaus darüber, wie Objekte das Biegen erleichtern oder widerstehen können“, sagt Ruff. „Unsere Ergebnisse sind jedoch intuitiv, weil sie von den Dingen abhängen, die wir im Alltag an Gegenständen – auch Körperteilen – erleben Wand verhindert das Verbiegen. Knochen sind ähnlich aufgebaut."

Kappelman fügt hinzu: „Es ist allgemein bekannt, dass das Skelett im Laufe des Lebens auf Belastungen reagiert, indem es Knochen hinzufügt, um hohen Kräften zu widerstehen, und Knochen abzieht, wenn die Kräfte reduziert werden. Tennisspieler sind ein schönes Beispiel: Studien haben gezeigt, dass die Kortikalis in der Der Schaft des Schlägerarms ist stärker aufgebaut als der des Nicht-Schlägerarms."

Ein wichtiges Thema in der Debatte über Lucys Baumklettern war die Interpretation von Skelettmerkmalen, die beispielsweise einfach "Überbleibsel" eines primitiveren Vorfahren mit relativ langen Armen waren. Der Vorteil der neuen Studie, sagt Ruff, sei, dass sie sich auf Merkmale konzentrierte, die das tatsächliche Verhalten im Leben widerspiegeln.

Lucys Scans wurden mit CT-Scans einer großen Stichprobe moderner Menschen verglichen, die die meiste Zeit auf zwei Beinen auf dem Boden laufen, und mit Schimpansen, einer Art, die mehr Zeit in den Bäumen verbringt und wenn sie auf dem Boden ist Boden, geht normalerweise auf allen vier Gliedmaßen.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die oberen Gliedmaßen von Schimpansen relativ kräftiger gebaut sind, weil sie ihre Arme zum Klettern benutzen, während das Gegenteil bei Menschen der Fall ist, die mehr Zeit mit Gehen verbringen und stärker gebaute untere Gliedmaßen haben“, sagt Ruff. "Die Ergebnisse für Lucy sind überzeugend und intuitiv."

Andere in der Studie durchgeführte Vergleiche deuten darauf hin, dass Lucy selbst beim aufrechten Gehen möglicherweise weniger effizient war als moderne Menschen, was ihre Fähigkeit einschränkte, lange Strecken auf dem Boden zu gehen, sagt Ruff. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass alle ihre Gliedmaßenknochen im Verhältnis zu ihrer Körpergröße sehr stark waren, was darauf hindeutet, dass sie außergewöhnlich starke Muskeln hatte, die eher denen moderner Schimpansen als denen moderner Menschen ähneln. Eine Verringerung der Muskelkraft später in der menschlichen Evolution könnte mit einer besseren Technologie verbunden sein, die den Bedarf an körperlicher Anstrengung und die erhöhten Stoffwechselanforderungen eines größeren Gehirns reduziert, sagen die Forscher.

„Aus unserer Sicht mag es einzigartig erscheinen, dass frühe Homininen wie Lucy das Gehen auf dem Boden auf zwei Beinen mit einem erheblichen Anteil an Baumklettern kombinierten“, sagt Kappelman. "Aber Lucy wusste nicht, dass sie 'einzigartig' war. Sie bewegte sich auf dem Boden und kletterte auf Bäume, nistete und suchte dort, bis ihr Leben wahrscheinlich durch einen Sturz —gekürzt wurde, wahrscheinlich von einem Baum."


Lucy, unsere berühmte Vorfahrin, wurde zum Baumbewohnen gebaut

Lucy, unsere allseits beliebte menschliche Vorfahrin, hat möglicherweise einen baumbewohnenden Lebensstil bevorzugt, basierend auf Knochenscans, die am Mittwoch in PLOS ONE veröffentlicht wurden. Die Forschung bringt Klarheit in das frühe menschliche Verhalten und legt nahe, dass unsere Vorfahren Millionen von Jahren damit verbracht haben, die Zweige zu „affen“.

Seit der amerikanische Paläoanthropologe Donald Johanson 1974 die Überreste von Lucy entdeckte, sind sie um die Welt gereist, um sorgfältig untersucht zu werden. Wissenschaftler haben festgestellt, dass sie mit Sicherheit aufrecht wie ein Mensch ging und Proportionen zwischen einem Menschen und einem Schimpansen hatte. Allerdings gibt es immer noch Kontroversen und Fragen, wie sie sich verhalten hat.

Lucy hatte lange Arme wie ein Schimpanse, aber bewegte sie sich und lebte sie wie einer? Oder hat sie nur diese Überbleibsel von einem baumbewohnenden Vorfahren geerbt?

Durch die Analyse hochauflösender Röntgenaufnahmen von Lucys Oberarmknochen zeigte der evolutionäre Anatom Christopher Ruff, dass frühe Homininen Armkraft durch konsequenten Gebrauch entwickelten – wahrscheinlich durch Baumklettern.

“She was still climbing trees on a regular basis,” Ruff said of his team’s new study. “You don’t develop this kind of strong upper-limb bones if you climb a tree once a week.”

Ruff’s team also examined Lucy’s femur and concluded that her walking gait would have been less efficient than humans.

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.

Trending News

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.


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Bemerkungen:

  1. Sealey

    Ich bin zufällig hier, aber speziell registriert, um an der Diskussion teilzunehmen.

  2. Vannes

    Entschuldigung, dass ich Sie unterbrochen habe.

  3. Reuhen

    Who to you it has told?

  4. Dolan

    Entschuldigung für die Einmischung ... Ich habe eine ähnliche Situation. Ich lade Sie zu einer Diskussion ein. Schreiben Sie hier oder in PM.

  5. Magahet

    Theaterzubehör kommt heraus



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