革命的な化石発見により初期人類の運動の秘密が明らかに

600万年前に遡る類人猿の内耳の化石が、人類の移動の進化に光を当てる

人間と私たちに最も近い現存する親戚である類人猿は、二本足で歩くことから木登りや四足歩行に至るまで、驚くほど多様な移動方法を示します。

科学者たちは長い間、人間の姿勢と運動が四足歩行の祖先からどのように進化したのかという問題に興味を持ってきましたが、これまでの研究や化石記録のいずれも、人間の二足歩行につながった進化の初期段階の明確で決定的な歴史を再構築することを可能にしていませんでした。

しかし、600万年前の類人猿の頭骨化石から最近発見された証拠に焦点を当てた新しい研究は、 ラビングピテクス3D CT を使用した骨の内耳領域の解析という新しい方法により、二足歩行の起源に関する重要な手がかりが得られます。

「三半規管は、私たちの脳と外耳の間の頭蓋骨に位置し、私たちが動くときのバランス感覚と位置を提供するために不可欠であり、また、おそらくほとんどの人が気づいていない、私たちの動きの重要な要素でもあります。 ” 彼は説明する。 中国科学院（IVPP）脊椎動物古生物学・古人類学研究所の博士課程学生であり、雑誌に掲載された論文の筆頭著者、イーナン・チャン氏 革新。 「三半規管のサイズと形状は、類人猿や人間を含む哺乳類がその環境をどのように移動するかに関係しています。最新の画像技術を使用して、化石頭蓋骨の内部構造を視覚化し、三半規管の解剖学的詳細を研究することができました。絶滅した哺乳類がどのように移動したかを明らかにするためです。」

Lovingpiticus の復元された内耳の 3 つの異なるビュー。 クレジット: 画像提供：中国科学院脊椎動物古生物学・古人類学研究所、Yinan Zhang

二足歩行の進化のステップ

テリー・ハリソン、A.を追加します。 「私たちの研究は、人間の二足歩行が 3 段階の進化を遂げたことを示唆しています。」 ニューヨーク大学 人類学者であり、論文の共著者の一人。 「第一に、最初の類人猿は、今日のアジアのテナガザルの移動方法といくつかの点で非常によく似たスタイルで木の上を移動しました。第二に、類人猿と人間の最後の共通祖先は、運動レパートリーにおいて類似していました。」 ラビングピテクス、登攀と登攀、前肢懸垂、樹上二足歩行、地上歩行を組み合わせて使用​​します。 祖先のこの膨大な運動レパートリーから、人間の二足歩行が進化しました。

類人猿の移動運動の進化に関するほとんどの研究は、手足、肩、骨盤、脊椎の骨の比較と、それらが現生の類人猿や人間に見られるさまざまなタイプの運動行動とどのように関連しているかに焦点を当ててきました。 しかし、現生類人猿の運動行動の多様性と化石記録の不完全性により、ヒトの二足歩行の起源の明確な解明は妨げられてきました。

化石検査における技術の進歩

頭蓋骨 ラビングピテクスこれは 1980 年代初頭に中国の雲南省で最初に発見されたもので、科学者に運動の進化に関する未解決の疑問に新しい方法で対処する機会を与えました。 しかし、頭蓋骨の極度の圧縮と歪みにより、骨の耳の領域が見えにくくなり、以前の研究者らは、繊細な三半規管は保存されていないと信じていました。

この領域をより詳しく調査するために、Zhang、Ni、Harrison は、IVPP および雲南省文物考古学研究所 (YICRA) の他の研究者とともに、3D スキャン技術を使用して頭蓋骨のこれらの部分を照明し、仮想復元を作成しました。 内耳の骨管から。 次に、これらのスキャン画像を、アジア、ヨーロッパ、アフリカの生きている類人猿、他の化石、人間から収集したスキャン画像と比較しました。

「私たちの分析は、初期の類人猿が二足歩行人類の祖先である運動レパートリーを共有していたことを示しています」と、このプロジェクトを主導したIVPP教授のシジュン・ニ氏は説明する。 「内耳は類人猿の動きの進化の歴史のユニークな記録を提供しているようで、頭蓋後骨格を研究するための非常に貴重な代替手段を提供します。」

「ほとんどの化石類人猿とその推定祖先は、テナガザルとアフリカ類人猿の運動能力の中間的な位置にあります」とニー氏は付け加えた。 その後、人類の系統は二足歩行の能力を獲得することで類人猿から分岐しました。 アウストラロピテクス、 アフリカ出身の初期の人類の親戚です。」

国際チームは、骨迷路における進化的変化の速度を研究することにより、気候変動が類人猿と人間の運動器の多様性を促進する重要な環境要因である可能性を示唆した。

「約320万年前の北半球での氷床の形成に伴う地球の気温の低下は、骨迷路の変化率のわずかな増加に対応しており、これは地球温暖化のペースが急速に高まっていることを示している可能性がある」類人猿と人間の運動器の進化」とハリソンは説明する。

参考文献：「ルーフェンピテクスの内耳は、人間の二足歩行の根底にある共通の運動レパートリーの証拠を提供する」イーナン・チャン、シージュン・ニー、チアン・リー、トーマス・スティダム、ダン・ルー、フェン・ガオ、チー・チャン、テリー・ハリソン著、2024年2月14日、 革新。
土井: 10.1016/j.xinn.2024.100580