Австралопитеки бегали медленнее современных людей, показало моделирование
Между 2,9 и 3,9 млн лет назад в Восточной Африке обитал Australopithecus afarensis — один из самых известных предков человека. Частично сохранившийся скелет самки этого вида, известный как Люси (Dinkʼinesh), стал иконой раннего бипедализма (хождения на двух ногах).
Долгое время считалось, что каменные орудия создавал только род Homo, появившийся около 2 млн лет назад. Однако находки в Дикике (Эфиопия, 2009 г.) и Ломекви (Кения, 2011 г.) — кости со следами порезов возрастом 3,4 млн лет и орудия возрастом 3,3 млн лет — изменили представления о доступе австралопитеков к мясу.
Ключевой вопрос: могли ли австралопитеки регулярно охотиться? Для этого им требовалось:
- Быстро бегать (короткие спринты для преследования).
- Бегать долго (изнуряющая охота на выносливость).
Чтобы проверить гипотезу о выносливом беге, международная команда исследователей смоделировала скелет Australopithecus afarensis.
Как создавали модель
- Реконструкция скелета: На основе скелета Люси создали полную 3D-модель. Отсутствующие части оценили, масштабируя другие известные скелеты австралопитеков.
- Морфинг: Используя метод геометрической морфометрии, "превращали" скелетные структуры австралопитека в структуры современного человека и шимпанзе.
- Моделирование мышц: С помощью ПО Gaitsym на кости таза и нижних конечностей виртуально "наращивали" мышцы. Так как мягкие ткани не сохраняются, свойства мышц варьировали от шимпанзеподобных до человеческих.
- Ахиллово сухожилие: Проводили симуляции как с длинным ахилловым сухожилием (есть у человека), так и без него (как у шимпанзе), поскольку оно влияет на скорость и экономичность бега.
- Вычисления: Симуляции проводились на высокопроизводительных компьютерах Университета Ливерпуля.
Результаты: медленно и неэкономно
Моделирование показало, что Люси бегала хуже современного человека:
- Максимальная скорость: около 11
миль/ч (17,7 км/ч).
- Для сравнения: элитные спринтеры развивают более 20 миль/ч (32 км/ч), а обычные люди — около 17,6 миль/ч (28 км/ч).
- Энергозатраты: Метаболическая стоимость
перемещения у австралопитека была в 1,7–2,9 раза
выше, чем у современного человека.
- Чем более "обезьяньими" были архитектура мышц и короче ахиллово сухожилие в модели, тем выше были затраты.
Выводы
Современные пропорции конечностей, ключевые изменения в архитектуре икроножной мышцы (относительно короткие волокна, большая площадь поперечного сечения) и длинное ахиллово сухожилие позволили роду Homo (например, Homo erectus) бегать значительно быстрее и экономичнее.
Australopithecus afarensis, вероятно, не был физиологически способен к изнуряющей охоте на выносливость, в отличие от более поздних видов Homo. В гипотетической встрече с саблезубой кошкой Homotherium группа австралопитеков, скорее всего, не смогла бы убежать — они не могли бежать достаточно быстро или достаточно долго.