3D 計算機模擬顯示，古代人類親屬像現代人類一樣用兩條腿奔跑，但速度要慢得多，南方古猿阿法種——一種生活在三百萬多年前的小型原始人類。
北卡羅來納州達勒姆杜克大學的進化人類學家赫爾曼·龐澤說，這項分析詳細地展示了這種原始人類的跑步速度以及使現代人類能夠長距離奔跑的肌肉適應性。“這是一種非常徹底的方法，”他說。這項發現本週發表在《Current Biology》雜誌上。
南方古猿阿法種用兩條腿直立行走，這使其化石成為研究人員探索人類譜系中兩足行走如何演變的熱門物件。但研究合著者、英國利物浦大學的進化生物力學研究員卡爾·貝茨說，很少有研究探索這種原始人類的跑步能力，因為它需要的不僅僅是研究化石足跡和骨骼。
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Miceking/Alamy Stock Photo
行動遲緩的猿類
貝茨和他的同事建立了一個“露西”骨骼的 3D 數字模型——露西是一個近乎完整的 320 萬年前的南方古猿阿法種標本，半個世紀前在衣索比亞被發現。他們使用了現代猿類的肌肉特徵和露西骨骼的表面積來估計古代原始人類的肌肉質量。然後，研究人員使用模擬器讓他們的露西模型“跑”起來，並將其效能與現代人類的數字模型進行了比較。
模擬結果表明，儘管露西缺乏被認為有益於現代人類耐力跑的加長跟腱和縮短的肌纖維，但她仍然可以用兩條腿奔跑。但速度不是露西的優勢：即使在研究人員用人類肌肉對她進行改造後，她的最大速度也只能達到每秒 5 米左右。相比之下，人類模型以大約每秒 8 米的速度奔跑。即使研究人員在建模中去除了身體尺寸的影響，露西的跑步速度仍然落後於現代人類，這表明她的身體比例是主要原因。“即使你增強了所有肌肉，她仍然更慢，”貝茨說。
接下來，研究人員評估了某些肌肉是否在跑步過程中的能量消耗中發揮作用。當他們向露西模型新增類似人類的踝關節肌肉時，能量消耗與其他相似體型的動物相當。但是，當研究小組用猿類的踝關節肌肉代替人類的踝關節肌肉時，跑步對露西來說變得更加費力。這表明跟腱和周圍肌肉的適應性使現代人類能夠長時間跑步。
貝茨和他的同事現在計劃調查疲勞和骨骼應變是否也影響了露西的跑步。
本文經許可轉載，並於 2024 年 12 月 19 日首次發表。