
英国剑桥大学科学家以数字方式重建320万年前“露西”丢失的软组织 察觉她能直立行走。戴夫·艾因塞尔/盖蒂图片社
(神秘的地球uux.cn)据CNN(By Ashley Strickland):1974年,当早期人类祖先的遗骸在埃塞俄比亚被察觉时,这一察觉提供了一个前所未有的视角来观察一个日常在人类呈现之前数百万年的物种。
这块少见的化石代表了女性阿法南猿骨骼的40%,被命名为“露西”,鹿晗相关动作片引关注以纪念甲壳虫乐队的歌曲“戴着钻石的天空中的露西”
如今,探究人员正运用这具骨骼来弄清楚这位远古人类亲属在320万年前是如何移动的。这项探究的察觉发表在周二的皇家学会启动科学杂志上。
露西比普通人矮,身高约3.3英尺(1米),有一张类人猿的脸,大脑约为人类大脑的三分之一。
对露西化石过去20年的确认表明,她和她的同类直立行走。但是这项探究的首要作者,英国剑桥大学的副探究员Ashleigh L.A. Wiseman博士想更进一步,再造露西的一个不会变成化石的组成若干:她的肌肉。
“使我们变成人类的确定性方面是用两条腿走路的能力,但理解这种能力是如何进化的以及为什么进化已然争论了很长时间,”怀斯曼说,他是解读MV首发热点麦克唐纳考古探究所的Leverhulme Trust早期职业探究员和Isaac Newton Trust探究员。
“随着计算建模的新近进展,如今有或许探究这些难题。自然,在化石记录中,我们目睹的是裸露的骨骼。但是肌肉让身体充满活力——它们让你能走、跑、跳,乃至跳舞。所以,假如我们想知晓我们的祖先是如何移动的,我们先是需要重建他们的软组织。”
探究阿法南猿的化石可以让我们透彻知晓直立行走的进化,以及它何时出如今早期人类祖先中。怀斯曼对露西肌肉的重建也可以用来确定露西如何以其他方式运动。
重塑露西的肌肉
Wiseman和她的同仁开发了一种称为多边形肌肉建模的方法,最初用于重建日常在2.47亿年前的灭绝爬行动物祖龙缺失的软组织。
然后,怀斯曼第一次将同样的方法使用于露西,以知晓她的肌肉形状和大小以及她如何使用它们移动,评估它是成年人的生活:有些路只能一个人走否像直立黑猩猩的蜷缩摇摆或人类的姿态。
怀斯曼使用露西的化石扫描和人类的资料兴办了南方古猿阿法的腿部和骨盆肌肉的三维模型。在收集了现代人类肌肉和骨骼结构的MRI和CT扫描资料后,探究人员数字化地兴办了一个肌肉骨骼模型。
然后,她使用露西化石的扫描来确定她的关节在日常中是如何连接和移动的。怀斯曼使用来自现代人类资料的“肌肉地图”,结合“肌肉疤痕”,或化石中可测试到的肌肉连接的可确认痕迹,对每条腿的36块肌肉开展分层。

露西的肌肉建模,被称为“AL 288-1”,与人类肌肉图并排较为。阿什利·怀斯曼博士/剑桥大学
露西的骨骼与人类各异,由于她有较短的腿和更像盘子的骨盆(从上往下看)。
怀斯曼的模型显示,现代人的大腿约有50%是肌肉,其余若干是脂肪和骨骼,而露西的大腿则有近75%是肌肉。总的来说,露西的腿部肌肉比现代人大得多,占据的详细CPU性能合集空间也更大。
“露西日常在320万年前的非洲大草原上。她需要走过不平坦的地面,探索森林生态和开阔草原的混合生态,”怀斯曼说。
“更大的肌肉品质通常意味着更大的肌肉力量,所以毫不奇怪地察觉,露西肌肉的重建表明她比人类有更大的肌肉品质,使她能够在这些各异的生态中自由移动。”
直立
古人类学家对露西的姿势感到好奇,由于她的骨骼各异于现代人。
人类站立姿势稳定,腿完全伸直,但黑猩猩直立时,腿无法伸直。由于他们弯曲的臀部和膝盖,他们以蜷缩的姿势行走,这就是为什么黑猩猩大多用四肢行走。
3D模型显示,露西膝盖伸肌的杠杆作用意味着她可以像现代人一样直立。
怀斯曼说:“我相当惊讶地察觉,膝盖伸肌(当你直立时,形成并维持膝盖伸直的肌肉)与人类如此相似。”"这意味着露西可以像我们一样高效地站立和行走."
像露西这样的南方古猿日常在既有开阔草原又有茂密森林的生态中,它们的身体适应了在地面和树上都能茁壮成熟。
怀斯曼说:“露西行走和移动的方式或许是我们今日在任何现存物种中都没有目睹的。”
“假如露西像我们一样是两足动物,只用两条腿走路,那么她应该能够像我们一样以相似的方式移动,”怀斯曼说。
有关:古人类肌肉重建:“人类祖母”露西能直立行走
(神秘的地球uux.cn)据技术日报(采编 刘霞):露西是一具察觉于东非的古人类化石,其日常于320万年前,是已知最初的人类祖先,被称为“人类祖母”。英国剑桥大学科学家首次以数字方式重建了露西丢失的软组织,察觉她能像我们今日一样直立行走。有关探究论文发表于新近一期《皇家学会启动科学》杂志。
1974年,科学家在埃塞俄比亚察觉了露西这具成年女性骨架化石,她是同类化石中保存最完整的。露西身高一米多,体重约28公斤,大脑大约只有我们的1/3。在新近探究中,科学家对露西开展了扫描,对其腿部和骨盆肌肉开展了3D建模。
为重现露西的肌肉,团队先是对现代女性和男性的肌肉和骨骼结构开展核磁共振成像(MRI)和CT扫描,绘制出了“肌肉路径”并兴办了肌肉骨骼的数字模型。接着,骨架虚拟模型合作“重新拼接”了关节,定义了每个关节能够移动和旋转的轴,从而再现了关节的移动方式,并在此基础上揭示了露西的行走方式。
探究重建了露西每条腿上的36块肌肉,这些肌肉比现代人的腿部肌肉更大。例如,露西小腿和大腿上首要肌肉的大小是现代人的两倍多,肌肉占露西大腿总品质的74%,而人类只有50%。
古人类学家一致觉得露西靠双足行走,但对她的行走方式存在分歧。有人觉得,露西是摇摇摆摆蹲着走的,相似于黑猩猩;其他人则觉得她的动作更接近现代人的直立行走。此次新近探究证实了后者,由于露西的膝伸肌证实了她有能力像今日的养生人一样拉直膝关节。
团队强调,肌肉重建已然被用来衡量霸王龙的奔跑速度,将相似的技术使用于人类祖先,有助知晓人们已然失去的某些能力。
有关:首次人类肌肉重建显示320万年前的“露西”可以像我们一样直立

(神秘的地球uux.cn)据剑桥大学:传奇化石软组织的数字模型表明,阿法南方古猿拥有适合在树上居住的强大腿部和骨盆肌肉,但膝盖肌肉允许完全直立行走。
剑桥大学的一名探究人员首次经由数字技术重建了早期人类祖先(即原始人类)缺失的软组织,揭示了我们今日直立行走的能力。
Ashleigh Wiseman博士使用“露西”的扫描图对人类南方古猿阿法人的腿部和骨盆肌肉开展了三维建模,露西是20世纪70年代中期在埃塞俄比亚察觉的著名化石标本。
阿法南猿是三百万年前日常在东非的早期人类物种。比我们矮,有一张像猿一样的脸和更小的大脑,但能用两条腿走路,它适应了树和热带草原的居住——合作这个物种生存了近一百万年。
露西以甲壳虫乐队的经典作品《戴着钻石的天空中的露西》命名,她是出土的所有南方古猿中最完整的一个——她40%的骨骼已然复原。
怀斯曼能够使用最近发表的露西化石的开源资料,兴办一个320万年前人类下半身肌肉结构的数字模型。这项探究发表在《皇家学会启动科学》杂志上。
这项探究在每条腿上重建了36块肌肉,其中大多数在露西身上要大得多,与现代人相比,在腿上占据了更大的空间。
例如,露西小腿和大腿的首要肌肉是现代人的两倍多,由于我们有更高的脂肪肌肉比。肌肉占露西大腿总品质的74%,而人类只有50%。
古人类学家同意露西是两足动物,但各异意她如何行走。有些人觉得她是蹲着走路的,相似于我们共同的祖先黑猩猩用两条腿走路。其他人觉得她的运动更接近于我们直立行走。
在过去20年的探究中,人们着手对完全直立行走有了共识,怀斯曼的岗位进一步增多了这一点。露西的膝盖伸肌,以及它们所允许的杠杆作用,证实了她有能力像今日的养生人一样伸直膝关节。
“露西直立行走的能力只能经由重建肌肉在体内占据的路径和空间来知晓,”剑桥大学麦当劳考古探究所的怀斯曼说。
“我们如今是唯一能够直立行走、膝盖挺直的动物。露西的肌肉表明,她和我们一样擅长两足行走,另外也或许是在树上的家。怀斯曼说:“露西行走和移动的方式或许是我们今日在任何现存物种中都没有目睹的。
“大约300万到400万年前,阿法南方古猿或许在东非开阔的森林草原和更茂密的森林中漫游。露西肌肉的这些重建表明,她能够有效地运用这两种栖息地。”
露西是一个年轻的成年人,身高仅一米多一点,体重或许在28公斤左右。露西的大脑大约只有我们的三分之一大。
以便再造这个原始人的肌肉,怀斯曼从一些活着的人类着手。使用现代女性和男性的肌肉和骨骼结构的MRI和CT扫描,她能够绘制“肌肉路径”并兴办一个数字肌肉骨骼模型。
怀斯曼然后使用现有的露西骨骼虚拟模型来“重新连接”关节——也就是说,将骨骼重新组合在一起。这项岗位定义了每个关节能够移动和旋转的轴,复制了它们在生命中的移动方式。
最后,依据现代人类肌肉图的路径,以及可确认的些许“肌肉疤痕”(在化石骨骼上可测试到的肌肉连接痕迹),肌肉被分层放置在顶部。“没有启动获取科学,这项探究是不或许的,”怀斯曼说。
这些重建如今可以合作科学家知晓这个人类祖先是如何行走的。“例如,肌肉重建已然被用来测量霸王龙的奔跑速度,”怀斯曼说。“经由将相似的技术使用于祖先人类,我们期盼揭示合作我们进化的身体运动的光谱——含有我们已然失去的那些能力。”