Анализ связок запястья в 3D раскрывает особенности передвижения предков человека

Обычно при изучении локомоции ископаемых гоминид анализируют морфологию костей, сосредотачиваясь на местах крепления мышц. Однако потенциал изучения других мягких тканей, например, связок суставов, часто упускают.

Новое исследование, опубликованное в Scientific Reports, подчёркивает важность изучения анатомии точек крепления связок запястья для реконструкции локомоции и мануальной ловкости ископаемых гоминид в ходе эволюции человека.

Авторы работы — профессора Жозеп М. Потау и Ароа Касадо из Университета Барселоны — применили инновационный подход: трёхмерный геометрический морфометрический анализ (3D GM) для изучения мест крепления связок на дистальном эпифизе лучевой кости, который контактирует с запястьем.

Результаты подтвердили разнообразие локомоторного поведения у гоминид и показали значимые различия в размере, ориентации и форме мест крепления связок запястья у:

• Ископаемых гоминид: Australopithecus afarensis, Australopithecus anamensis, Australopithecus sediba, Paranthropus robustus, Homo neanderthalensis и архаичный Homo sapiens.
• Современных гоминид: Homo sapiens, Pan troglodytes (шимпанзе), Gorilla gorilla (гориллы) и Pongo pygmaeus (орангутаны).

Это исследование расширяет методологический инструментарий палеоантропологии, предлагая новый подход, дополняющий традиционные исследования костной морфологии.

Новый взгляд на реконструкцию локомоции

Связки, стабилизирующие суставы, редко используются в подобных исследованиях. Разные формы передвижения связаны с анатомическими различиями в связках запястья и, следовательно, с модификациями областей их крепления.

«Люди, будучи двуногими и используя руки в основном для манипуляций, имеют анатомические особенности в этих областях, заметно отличающиеся от таковых у других нечеловекообразных приматов, которые используют руки иначе, в основном для древесной и наземной локомоции», — поясняет профессор Потау.

Изучение областей крепления связок на 3D-моделях позволяет проверить или оспорить выводы о локомоции, сделанные на основе изучения мышц, и даёт уникальную информацию, недоступную при анализе мышечных креплений.

«Если результаты по связкам совпадают с результатами мышечного анализа, это укрепляет идентификацию конкретного типа локомоции. Если же они противоречивы, это может указывать на альтернативные формы передвижения», — отмечает профессор Касадо.

Результаты: от австралопитеков до неандертальцев

• Австралопитеки (A. afarensis, A. anamensis, A. sediba) показали анатомию, очень похожую на шимпанзе и орангутанов. Это поддерживает гипотезу, что они сочетали привычное двуногое хождение с эффективной древесной локомоцией.
• Paranthropus robustus в исследовании оказался анатомически ближе к гориллам. Это усиливает идею, что, помимо двуногого и древесного передвижения, он мог использовать и другие формы наземной локомоции.
• Неандертальцы и архаичные Homo sapiens по анатомии близки к современным людям, но с особенностями. У них обнаружена характерная анатомия в области крепления короткой луче-полулунной связки, что указывает на большую robustness запястья, вероятно, связанную с повышенной нагрузкой при охоте или изготовлении орудий.

Применение техники 3D GM может быть расширено на другие эволюционные исследования для выявления локомоторных паттернов и мануальной точности, став ценным инструментом в сравнительной анатомии, биологической антропологии и палеоантропологии.