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IT之家 6 月 14 日消息，劍橋大學(xué)的一位研究者首次利用數(shù)字技術(shù)重建了一種早期人類祖先的肌肉結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)這種生物能像我們一樣直立行走，這項(xiàng)研究近日發(fā)表在《皇家學(xué)會(huì)開放科學(xué)》雜志上。

研究者阿什莉?威斯曼博士使用了“露西”的掃描數(shù)據(jù)，重建了這只 3.2 百萬年前的南方古猿的下肢和骨盆肌肉。南方古猿是一種生活在東非的早期人類物種，它們比我們矮小，有類似猿類的面部和較小的大腦，但能夠用兩條腿行走，適應(yīng)了樹木和草原兩種生活環(huán)境，幫助這個(gè)物種生存了近一百萬年。

“露西”是南方古猿中最完整的化石之一，1970 年代中期在埃塞俄比亞被發(fā)現(xiàn)，有 40% 的骨骼被保存下來。威斯曼博士利用了近年來公開發(fā)布的關(guān)于“露西”化石的數(shù)據(jù)，創(chuàng)建了這只古老人類祖先的下體肌肉結(jié)構(gòu)的三維模型。

威斯曼博士重建了每條腿上的 36 塊肌肉，發(fā)現(xiàn)“露西”的大部分肌肉都比現(xiàn)代人類要大得多，在腿部占據(jù)的空間也更大。例如，“露西”的小腿和大腿上的主要肌肉比現(xiàn)代人類大兩倍多，因?yàn)槲覀兊闹竞图∪獗壤叩枚唷！奥段鳌钡拇笸戎杏?74% 是肌肉，而人類只有 50%。

古人類學(xué)家們都認(rèn)為“露西”是雙足行走的，但對(duì)于她走路的方式有不同的看法。有些人認(rèn)為她像黑猩猩那樣彎著腰搖搖晃晃地走路，也有些人認(rèn)為她的行走方式更接近我們?nèi)祟惖闹绷⑿凶摺＿^去 20 年的研究已經(jīng)開始形成一個(gè)共識(shí)：“露西”是直立行走。威斯曼博士的工作為這一觀點(diǎn)提供了進(jìn)一步的支持，“露西”的膝關(guān)節(jié)伸展肌和它們能提供的杠桿作用證實(shí)了她能像健康人一樣將膝關(guān)節(jié)伸直。

威斯曼博士說：“‘露西’能否直立行走只能通過重建肌肉在身體內(nèi)部所占據(jù)的路徑和空間來判斷。我們現(xiàn)在是唯一能夠用直立姿勢站立并伸直膝蓋的動(dòng)物。‘露西’的肌肉表明她在雙足行走方面和我們一樣擅長，同時(shí)可能也擅長在樹上生活。‘露西’可能以一種我們今天沒有看到過的方式行走和移動(dòng)。”

威斯曼博士說：“南方古猿在大約 300 萬到 400 萬年前生活在東非的開闊的林草地和更密集的森林中。‘露西’的肌肉重建表明她能夠有效地利用這兩種棲息地。”

IT之家查詢了解到，“露西”是一只年輕的成年個(gè)體，身高剛過一米，體重大約 28 公斤，大腦大約是我們的三分之一。為了重建這種人類祖先的肌肉，威斯曼博士通過對(duì)現(xiàn)代女性和男性的肌肉和骨骼結(jié)構(gòu)進(jìn)行 MRI 和 CT 掃描，繪制出“肌肉路徑”并建立數(shù)字肌肉骨骼模型。

然后，威斯曼博士使用了現(xiàn)有的“露西”骨骼的虛擬模型來“重新連接”關(guān)節(jié)，也就是把骨骼重新拼合起來。這項(xiàng)工作確定了每個(gè)關(guān)節(jié)能夠移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的軸心，復(fù)制了它們?cè)谏钪械囊苿?dòng)方式。最后，在現(xiàn)代人類肌肉路徑和化石上可辨認(rèn)的少量“肌肉疤痕（在化石骨骼上檢測到的肌肉連接痕跡）”的指導(dǎo)下，將肌肉層層疊加在上面。

威斯曼博士說：“沒有開放獲取的科學(xué)數(shù)據(jù)，這項(xiàng)研究就不可能進(jìn)行。這些重建可以幫助科學(xué)家們了解這種人類祖先是如何行走的。肌肉重建已經(jīng)被用來估算暴龍等恐龍的奔跑速度，通過將類似的技術(shù)應(yīng)用于人類祖先，我們想要揭示推動(dòng)我們進(jìn)化的物理運(yùn)動(dòng)的范圍，包括那些我們已經(jīng)失去的能力。”

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