Introduksjon til Bipedal lokomotion

Bipedal bevegelse refererer til å gå på to bein i oppreist stilling, og det eneste dyret som gjør det hele tiden er det moderne menneske. Forfedrenes primater bodde i trær og satte sjelden foten på bakken; vår stamfar hominins flyttet ut av trærne og bodde først og fremst i savannene. Å gå stående hele tiden antas å ha vært et evolusjonært skritt fremover hvis du vil, og et av kjennetegnene ved å være menneske.

Forskere har ofte hevdet at å gå oppreist er en enorm fordel. Å gå oppreist forbedrer kommunikasjonen, gir visuell tilgang til lengre avstander og endrer kasteatferd. Ved å gå oppreist frigjøres en hominins hender til å gjøre alle slags ting, fra å holde babyer til å lage steinredskaper til å kaste våpen. Den amerikanske nevrovitenskapsmannen Robert Provine har hevdet at vedvarende stemmet latter, en egenskap som i stor grad letter sosiale interaksjoner, er bare mulig i toveier fordi respirasjonssystemet er frigjort til å gjøre det på en oppreist måte posisjon.

Det er fire hovedmåter lærde har brukt for å finne ut om en bestemt gammel hominin først og fremst er bor i trærne eller går oppreist: gammel skjelettfotkonstruksjon, andre beinkonfigurasjoner over fot, fotavtrykk av disse homininene, og diett bevis fra stabile isotoper.

Det beste av disse er selvfølgelig fotkonstruksjon: Dessverre er gamle forfedersben vanskelige å finne under noen omstendigheter, og fotben er veldig sjelden. Fotstrukturer tilknyttet bipedal bevegelse inkluderer en plantestivhet - flat fot - som betyr at sålen holder seg flat fra trinn til trinn. For det andre har homininer som går på jorden generelt kortere tær enn homininer som bor i trær. Mye av dette ble lært av oppdagelsen av en nesten fullstendig Ardipithecus ramidus, en stamfar til vår som tilsynelatende gikk oppreist noen ganger, for rundt 4,4 millioner år siden.

Skjelettkonstruksjoner over føttene er litt mer vanlige, og lærde har sett på konfigurasjonene av ryggraden, vippe og struktur av bekkenet, og måten lårbenet passer inn i bekkenet for å gjøre antagelser om en hominins evne til å gå oppreist.

Fotavtrykk er også sjeldne, men når de finnes i en sekvens, har de bevis som gjenspeiler gangarten, lengden på skritt og vektoverføring under turgåing. Fotavtrykk nettsteder inkluderer Laetoli i Tanzania (for 3,5-3,8 millioner år siden, sannsynligvis Australopithecus afarensis; Ileret (For 1,5 millioner år siden) og GaJi10 i Kenya, begge sannsynligvis Homo erectus; djevelens fotavtrykk i Italia, H. heidelbergensis for rundt 345 000 år siden; og Langebaan Lagoon i Sør-Afrika, tidlige moderne mennesker, 117 000 år siden.

Endelig er det gjort en sak om at kostholdet gir miljøet: Hvis et bestemt hominin spiste mye gress i stedet for frukt fra trær, er det sannsynlig at homininet først og fremst bodde i grasede savanner. Det kan bestemmes gjennom stabil isotopanalyse.

Så langt var den tidligste kjente bipedale lokomotoren Ardipithecus ramidus, som noen ganger - men ikke alltid - gikk på to ben for 4,4 millioner år siden. Fulltids bipedalisme antas for øyeblikket å være oppnådd av Australopithecus, hvis fossil er den berømte Lucy, for omtrent 3,5 millioner år siden.

Biologer har hevdet at fot- og ankelben endret seg da våre primære forfedre "kom ned fra trærne", og at vi etter det evolusjonære trinnet mistet anlegget til å klatre regelmessig i trær uten hjelp av verktøy eller støtte systemer. Imidlertid påpeker en studie fra 2012 av den menneskelige evolusjonsbiologen Vivek Venkataraman og kolleger at det finnes det noen moderne mennesker som klatrer regelmessig og ganske vellykket på høye trær i jakten på honning, frukt og vilt.

Venkataraman og hans kolleger undersøkte atferd og anatomiske benstrukturer fra to moderne grupper i Uganda: Twa jeger-samlere og Bakiga jordbrukere, som har eksistert i Uganda i flere århundrer. De lærde filmet Twa-klatringstrærne og brukte filmbilder for å fange og måle hvor mye føttene deres bøyde seg mens de klatret opp. De fant at selv om den benete strukturen på føttene er identisk i begge grupper, er det en forskjell i fleksibilitet og lengde på myke vevsfibre i føttene til mennesker som enkelt kunne klatre i trær sammenlignet med de som kan ikke.

Fleksibiliteten som gjør at folk klatrer i trær involverer bare bløtvev, ikke beinene i seg selv. Venkataraman og kolleger advarer om at fot- og ankelkonstruksjonen av Australopithecusutelukker for eksempel ikke treklatring, selv om det tillater oppreist bipedal bevegelse.

Been, Ella, et al. "Morfologi og funksjon i korsryggen i Kebara 2 Neandertal." American Journal of Physical Anthropology 142.4 (2010): 549-57. Skrive ut.

Crompton, Robin H., et al. "Menneskelig ekstern funksjon av foten, og fullt oppriktig gang, bekreftet i 3,66 millioner år gammel Laetoli Hominin-fotavtrykk av topografisk statistikk, eksperimentell fotavtrykk-formasjon og datamaskin Simulering." Journal of The Royal Society Interface 9.69 (2012): 707-19. Skrive ut.

DeSilva, Jeremy M., og Zachary J. Throckmorton. "Lucy's Flat Feet: Relationship between the Ankle and Rearfoot Arching in Early Hominins." PLOS ONE 5.12 (2011): e14432. Skrive ut.

Haeusler, Martin, Regula Schiess, og Thomas Boeni. "Nytt vertebral og ribbe-materiale peker mot moderne Bauplan av Nariokotome Homo Erectus-skjelettet." Journal of Human Evolution 61.5 (2011): 575-82. Skrive ut.

Harcourt-Smith, William E. H. "Opprinnelsen til Bipedal lokomotion." Handbook of Paleoanthropology. Eds. Henke, Winfried og Ian Tattersall. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2015. 1919-59. Skrive ut.

Huseynov, Alik, et al. "Utviklingsbevis for obstetrisk tilpasning av det menneskelige kvinnelige bekkenet." Proceedings of the National Academy of Sciences 113.19 (2016): 5227-32. Skrive ut.

Lipfert, Susanne W., et al. "En modelleksperiment-sammenligning av systemdynamikk for menneskelig gange og løping." Journal of Theoretical Biology 292.Supplement C (2012): 11-17. Skrive ut.

Mitteroecker, Philipp og Barbara Fischer. "Forandring av bekkenform hos voksne er en evolusjonær bivirkning." Fortsettelser av National Academy of Sciences 113.26 (2016): E3596-E96. Skrive ut.

Provine, Robert R. "Latter som en tilnærming til vokal evolusjon: Bipedal teori." Psychonomic Bulletin & Review 24.1 (2017): 238-44. Skrive ut.

Raichlen, David A., et al. "Laetoli-fotavtrykk bevarer tidligst direkte bevis for menneskelignende biomekanikk i bipedal." PLoS ONE 5.3 (2010): e9769. Skrive ut.

Venkataraman, Vivek V., Thomas S. Kraft, og Nathaniel J. Dominy. "Treklatring og menneskelig evolusjon." Fortsettelser av National Academy of Sciences (2012). Skrive ut.

Ward, Carol V., William H. Kimbel, og Donald C. Johanson. "Komplett fjerde Metatarsal Andarches i foten av Australopithecus Afarensis." Science 331 (2011): 750-53. Skrive ut.

Winder, Isabelle C., et al. "Kompleks topografi og menneskelig evolusjon: den manglende lenken." antikken 87 (2013): 333-49. Skrive ut.