Des preuves suggèrent qu'un ancêtre humain a marché debout dans les arbres

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Les scientifiques ont décrit un singe vieux de 11,62 millions d'années qui se déplaçait comme aucune autre créature sur Terre en utilisant ses jambes humaines et ses bras d'orang-outan.

Une équipe de scientifiques de Université Eberhard Karls de Tübingen en Allemagne ont présenté un nouvel article sur une espèce de singe fossilisé trouvée en Bavière datant d'il y a 11,6 millions d'années. Équipé de jambes humaines et de bras de singe, il aurait « grimpé » sur des branches fuyant les prédateurs félins grimpants dans les arbres. Et c'est l'un des nôtres !

La polygynie est-elle génétique ?

Les découvertes des scientifiques sont publiées dans le numéro du 7 novembre de la revue La nature et peut-être que la découverte la plus intéressante et la plus importante est celle des créatures à « locomotion étrange », en fait, le moteur et le shaker les plus étranges jamais vus jusqu'à présent, qui ont informé les chercheurs que cet ancêtre humain a peut-être évolué pour marcher sur deux jambes.

L'homme de 11,62 millions d'années Danuvius a été découvert dans une couche d'argile dans la municipalité de Pforzen dans le district souabe d'Ostallgäu et entre 2015 et 2018, les paléontologues ont fait 37 découvertes individuelles d'os de bras et de jambe entièrement préservés, de vertèbres, d'os de doigts et d'orteils qui ont montré des similitudes avec la façon dont nous nous déplaçons aujourd'hui .

L'auteur principal de la nouvelle étude, Madelaine Böhme, paléontologue à l'Université Eberhard Karls de Tübingen en Allemagne, a décrit Danuvius comme pesant entre 37 et 68 lbs. (17 et 31 kilogrammes) et les chercheurs ont découvert que les mâles étaient plus gros que les femelles, suggérant une polygamie, où les mâles s'accouplaient avec plusieurs femelles, selon le document.

Les 21 os du squelette partiel le plus complet d'un Danuvius mâle. (Christoph Jäckle/ La nature)

Repenser nos origines anciennes

Depuis les années 1970, de nombreux fossiles différents d'anciennes espèces de singes ont été découverts en Europe et en Afrique et, sur la base des preuves disponibles, toutes les recherches précédentes avaient « sujet » que les humains avaient évolué à partir d'une créature à quatre pattes utilisant ses paumes ou ses semelles au sol comme ils marchaient ou suspendaient leur corps aux arbres, de la même manière que les chimpanzés modernes, du milieu à la fin du Miocène il y a environ 13 millions à 5,3 millions d'années.

À partir de cette "hypothèse", on pensait que les lignées des singes et des humains commençaient à diverger à ce moment-là, mais cette conclusion était basée sur des fossiles sans os de membres intacts, ce qui limitait considérablement ce que les chercheurs pouvaient déduire concernant les habitudes de locomotive, les capacités de mouvement et les restrictions de nos premiers ancêtres. Ceci, selon un rapport de juin 2016 Sciences en direct article, était une « hypothèse » sur laquelle tout un paradigme de recherche avait été construit.

Essentiellement, les nouvelles découvertes brossent un tableau de la façon dont les ancêtres des grands singes modernes ont évolué pour utiliser leurs bras pour le mouvement qui, selon un rapport sur Sciences en direct est un « trait clé » qui distingue les humains des grands singes modernes, y compris les chimpanzés, les bonobos, les gorilles et les orangs-outans - nos plus proches parents vivants. Et c'est notre posture bipède ; position droite et capacité à garder l'équilibre et à marcher sur nos pieds qui ont libéré nos mains pour la production d'outils, un trait qui pourrait sans doute nous avoir «causé» ou créé, comme nous le sommes aujourd'hui.

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La course à pied a fait de nous ce que nous sommes

Contrairement à nous, les humains, les chimpanzés, les bonobos et les gorilles marchent sur leurs doigts et les orangs-outans sur leurs poings fermés, et ils sont tous capables de se balancer sans effort entre les arbres en utilisant leurs bras dans une méthode de locomotion connue sous le nom de brachiation. Mais maintenant, Böhme et ses collègues suggèrent que le "nouveau type de locomotion", qu'ils ont surnommé "l'escalade des membres étendus", pourrait être la forme ancestrale de mouvement pour les grands singes modernes et les humains.

Madelaine Böhme a dit Sciences en direct que la nouvelle espèce a été nommée Danuvius guggenmosi. La partie "Danuvius" du nom est tirée du dieu fluvial celto-romain Danuvius et le mot "guggenmosi" fait référence au paléontologue Sigulf Guggenmos, qui a découvert le site où le fossile a été trouvé.

Lorsque Danuvius vivait, la région était un paysage plat chaud avec des rivières et des forêts des bords des Alpes, et appartenait à une espèce appelée dryopithèques qui sont les ancêtres des singes africains modernes.

L'émail épais des dents de la créature suggère Danuvius ont mangé des objets durs et les scientifiques ont également noté ses bras «légèrement allongés» par rapport à d'autres spécimens fossiles suggérant qu'il était suspendu à des arbres comme on le voit chez les grands singes modernes et utilisait ses bras et ses jambes à peu près également, ont déclaré les chercheurs.

Tenter de répondre « pourquoi » Danuvius n'a favorisé ni ses bras ni ses jambes, disent peut-être les scientifiques, Danuvius utilisait ses gros orteils longs, forts et opposables pour « grimper rapidement le long des branches des arbres pour échapper aux plus gros chats ».

Le rapport complet est publié dans Nature DOI : 10.1038/s41586-019-1731-0


Quand nos ancêtres humains marchaient la tête haute pour la première fois

Cette image montre la position du quatrième métatarsien Australopithecus afarensis (AL 333-160) récupéré à Hadar, en Éthiopie, dans un squelette de pied. Crédit : Carol Ward/Université du Missouri

Un os de pied fossile provenant d'un ancêtre humain primitif, vieux de 3,2 millions d'années, pourrait profondément changer notre compréhension de l'évolution humaine. Découvert à Hadar, en Éthiopie, il apporte des preuves irréfutables que cet hominidé, une espèce appelée Australopithèque afarensis, a peut-être été le premier ancêtre humain à marcher debout. Dans un article récemment publié dans Science, une équipe d'anthropologues des États-Unis et d'Éthiopie a décrit le fossile récemment découvert comme un quatrième métatarsien, ou os du milieu du pied. C'est le seul jamais trouvé pour Australopithèque afarensis, et il a été révélé que ces anciens hominidés avaient des pieds raides et arqués, semblables à ceux des humains, qui leur permettaient de marcher comme nous.

Australopithèque afarensis des fossiles ont été découverts pour la première fois en Éthiopie, en 1974. L'un des représentants les plus connus de cette espèce, également trouvé à Hadar, était Lucy. C'était le surnom donné à plusieurs centaines de morceaux d'os qui constituaient environ quarante pour cent d'un individu que l'on croyait être une femme. Il y avait une grande controverse quant à savoir si Lucy et ses proches étaient strictement bipèdes ou s'ils avaient également été grimpeurs d'arbres, ou un peu des deux. Mais la découverte de cet os du milieu du pied a probablement mis ces questions de côté.

Des chercheurs de l'Université du Missouri et de l'Arizona State University ont trouvé un os qui indique que les ancêtres humains avaient des arcs aux pieds, un changement évolutif majeur pour Lucy et son espèce. Crédit : Elizabeth Harmon

L'un des membres de l'équipe, le professeur Carol Ward, a déclaré dans un récent communiqué de presse de l'Université du Missouri-Columbia,

Maintenant que nous savons que Lucy et ses proches avaient des arches aux pieds, cela affecte une grande partie de ce que nous savons d'eux, de l'endroit où ils vivaient à ce qu'ils mangeaient et comment ils évitaient les prédateurs. Le développement des pieds cambrés a été un changement fondamental vers la condition humaine, car cela signifiait l'abandon de la capacité d'utiliser le gros orteil pour saisir les branches, signalant que nos ancêtres avaient finalement abandonné la vie dans les arbres au profit de la vie au sol.

Les voûtes plantaires sont un élément clé de la marche humaine, car elles absorbent les chocs et fournissent également une plate-forme rigide pour que nous puissions pousser de nos pieds et avancer. Les personnes d'aujourd'hui avec des pieds plats et sans arcade ont une multitude de problèmes articulaires tout au long de leur squelette. Comprendre que la voûte plantaire est apparue très tôt dans notre évolution montre que la structure unique de nos pieds est fondamentale pour la locomotion humaine. Si nous pouvons comprendre ce pour quoi nous avons été conçus et la sélection naturelle qui a façonné le squelette humain, nous pouvons mieux comprendre comment nos squelettes fonctionnent aujourd'hui. Les voûtes plantaires étaient tout aussi importantes pour nos ancêtres que pour nous.

La preuve fossile d'un ancêtre humain qui a précédé l'espèce de Lucy a été Ardipithèque ramidus. Cet hominidé, qui vivait il y a environ 4 millions d'années, avait de puissantes pattes de préhension qui comprenaient un premier orteil mobile divergent, une caractéristique observée chez les primates arboricoles qui indiquait qu'ils se déplaçaient à quatre pattes, marchant parfois debout. Des preuves fossiles antérieures de Lucy et de son espèce, cependant, laissaient entendre qu'elles étaient bipédales, mais certains scientifiques pensaient qu'elles auraient également pu être des habitants des arbres. Maintenant, avec la découverte de cet os du milieu du pied, le seul connu pour Australopithèque afarensis, cette nouvelle preuve suggère fortement que Lucy et ses proches se tenaient et marchaient debout, peut-être la première espèce d'ancêtre humain à avoir ce trait anatomique humain critique.

Nous ne pouvons qu'imaginer ce que la vie a dû être pour Lucy et ses semblables. Ils étaient de petite taille, peut-être couverts de fourrure, les mâles mesuraient un peu moins de cinq pieds et pesaient moins de 100 livres, tandis que les femelles étaient plus petites, mesurant environ trois pieds et demi et 60 livres. Leur cerveau était plus petit que le nôtre et ils avaient de puissantes mâchoires qui leur permettaient de manger des feuilles, des graines, des racines, des fruits, des noix et des insectes. Avec la découverte de cet os fossile du pied, nous savons maintenant qu'ils avaient des pieds cambrés, un peu comme les nôtres. Ils étaient probablement les premiers, sur le chemin de l'évolution vers l'être humain, à marcher debout à travers les forêts anciennes et les terres ouvertes d'Éthiopie, à la recherche de nourriture.

Les scientifiques ont découvert le fossile vieux de 3,2 millions d'années sur ce site à Hadar, en Éthiopie. Crédit photo : Kimberly Congdon


L'ancêtre humain 'Lucy' était un grimpeur d'arbres, de nouvelles preuves suggèrent

Depuis la découverte du fossile surnommé Lucy il y a 42 ans ce mois-ci, les paléontologues se sont demandé si l'ancêtre humain de 3 millions d'années passait tout son temps à marcher sur le sol ou combinait plutôt la marche avec l'escalade fréquente des arbres. Maintenant, l'analyse de tomodensitogrammes spéciaux par des scientifiques de l'Université Johns Hopkins et de l'Université du Texas à Austin suggère que la femelle hominine a passé suffisamment de temps dans les arbres pour que les preuves de ce comportement soient préservées dans la structure interne de ses os. Une description de l'étude de recherche paraît le 30 novembre dans la revue PLOS UN.

L'analyse du squelette partiellement fossilisé, disent les enquêteurs, montre que les membres supérieurs de Lucy étaient fortement construits, semblables à ceux des champions chimpanzés grimpeurs aux arbres, soutenant l'idée qu'elle a passé du temps à grimper et a utilisé ses bras pour se relever. En outre, disent-ils, le fait que son pied était mieux adapté à la locomotion bipède (marche debout) que la saisie peut signifier que l'escalade a mis davantage l'accent sur la capacité de Lucy à tirer avec ses bras et a entraîné des os des membres supérieurs plus fortement construits.

Le temps exact que Lucy a passé dans les arbres est difficile à déterminer, selon l'équipe de recherche, mais une autre étude récente suggère que Lucy est morte d'une chute d'un grand arbre. Cette nouvelle étude ajoute à la preuve qu'elle a peut-être niché dans les arbres la nuit pour éviter les prédateurs, selon les auteurs. Un sommeil de huit heures signifierait qu'elle passe un tiers de son temps dans les arbres, et si elle y cherche aussi occasionnellement de la nourriture, le pourcentage total de temps passé au-dessus du sol serait encore plus grand.

Lucy, conservée au Musée national d'Éthiopie, est un spécimen de 3,18 millions d'années Australopithèque afarensis— ou singe du sud d'Afar — et fait partie des squelettes fossiles les plus anciens et les plus complets jamais trouvés d'un ancêtre humain adulte marchant en érection. Elle a été découverte dans la région Afar en Éthiopie en 1974 par l'anthropologue de l'Université d'État de l'Arizona Donald Johanson et l'étudiant diplômé Tom Gray. La nouvelle étude a analysé les images tomodensitométriques de ses os pour trouver des indices sur la façon dont elle a utilisé son corps au cours de sa vie. Des études antérieures suggèrent qu'elle pesait moins de 65 livres et mesurait moins de 4 pieds.

"Nous avons pu entreprendre cette étude grâce à l'exhaustivité relative du squelette de Lucy", explique Christopher Ruff, Ph.D., professeur d'anatomie fonctionnelle et d'évolution à la faculté de médecine de l'Université Johns Hopkins. "Notre analyse a nécessité des os des membres supérieurs et inférieurs bien conservés du même individu, quelque chose de très rare dans les archives fossiles."

L'équipe de recherche a d'abord examiné la structure osseuse de Lucy lors de sa visite du musée américain en 2008, lorsque le fossile a été brièvement détourné vers l'installation de tomographie par rayons X à haute résolution de l'Université du Texas à Austin Jackson School of Geosciences. Pendant 11 jours, John Kappelman, Ph.D., professeur d'anthropologie et de sciences géologiques, et Richard Ketcham, Ph.D., professeur de sciences géologiques, tous deux de l'Université du Texas à Austin, ont soigneusement scanné tous ses os pour créer une archive numérique. de plus de 35 000 coupes CT. Des tomodensitogrammes à haute résolution étaient nécessaires car Lucy est si fortement minéralisée que la tomodensitométrie conventionnelle n'est pas assez puissante pour imager la structure interne de ses os.

"Nous aimons tous Lucy", dit Ketcham, "mais nous avons dû faire face au fait qu'elle est un roc. L'époque de la tomodensitométrie médicale standard était il y a 3,18 millions d'années. Ce projet nécessitait un scanner plus adapté à son état actuel."

La nouvelle étude utilise des coupes tomodensitométriques de ces scans de 2008 pour quantifier la structure interne des humérus droit et gauche de Lucy (os du bras) et du fémur gauche (os de la cuisse).

"Notre étude est fondée sur la théorie de l'ingénierie mécanique sur la façon dont les objets peuvent faciliter ou résister à la flexion", explique Ruff, "mais nos résultats sont intuitifs car ils dépendent du genre de choses que nous ressentons à propos des objets, y compris des parties du corps, dans la vie de tous les jours. Si, par exemple, un tube ou une paille a une paroi mince, il se plie facilement, alors qu'une paroi épaisse empêche de se plier. Les os sont construits de la même manière. "

"C'est un fait bien établi que le squelette réagit aux charges au cours de la vie, ajoutant de l'os pour résister aux forces élevées et soustrayant de l'os lorsque les forces sont réduites", explique Kappelman. "Les joueurs de tennis sont un bel exemple : des études ont montré que l'os cortical dans la tige du bras de raquette est plus fortement construit que celui dans le bras non-raquette."

Un problème majeur dans le débat sur l'escalade dans les arbres de Lucy a été de savoir comment interpréter les caractéristiques squelettiques qui pourraient être simplement des "restes" d'un ancêtre plus primitif qui avait des bras relativement longs, par exemple. L'avantage de la nouvelle étude, dit Ruff, est qu'elle se concentre sur les caractéristiques qui reflètent le comportement réel au cours de la vie.

Les tomodensitogrammes de Lucy ont été comparés aux tomodensitogrammes d'un large échantillon d'humains modernes, qui passent la majorité de leur temps à marcher sur deux pattes au sol, et aux chimpanzés, une espèce qui passe plus de temps dans les arbres et, lorsqu'elle est sur le sol, marche habituellement sur les quatre membres.

"Nos résultats montrent que les membres supérieurs des chimpanzés sont relativement plus construits car ils utilisent leurs bras pour grimper, l'inverse étant observé chez les humains, qui passent plus de temps à marcher et ont des membres inférieurs plus construits", explique Ruff. "Les résultats pour Lucy sont convaincants et intuitifs."

D'autres comparaisons effectuées dans l'étude suggèrent que même lorsque Lucy marchait debout, elle l'a peut-être fait moins efficacement que les humains modernes, limitant sa capacité à parcourir de longues distances au sol, explique Ruff. De plus, tous les os de ses membres se sont avérés très solides par rapport à la taille de son corps, ce qui indique qu'elle avait des muscles exceptionnellement forts, plus proches de ceux des chimpanzés modernes que des humains modernes. Une réduction de la puissance musculaire plus tard dans l'évolution humaine peut être liée à une meilleure technologie qui réduit le besoin d'effort physique et les demandes métaboliques accrues d'un cerveau plus gros, selon les chercheurs.

"Il peut sembler unique de notre point de vue que les premiers hominidés comme Lucy combinaient la marche au sol sur deux jambes avec une quantité importante d'escalade dans les arbres", explique Kappelman, "mais Lucy ne savait pas qu'elle était" unique "-elle a déménagé sur le au sol et grimpé dans les arbres, nichant et s'y nourrissant, jusqu'à ce que sa vie soit probablement écourtée par une chute, probablement d'un arbre. »


L'ancêtre humain "Lucy" était un grimpeur d'arbres, selon de nouvelles preuves

AUSTIN, Texas & mdash Des preuves conservées dans la structure squelettique interne du fossile de renommée mondiale, Lucy, suggèrent que l'ancienne espèce humaine grimpait fréquemment aux arbres, selon une nouvelle analyse réalisée par des scientifiques de l'Université Johns Hopkins et de l'Université du Texas à Austin.

Depuis la découverte de Lucy&rsquos en Ethiopie il y a 42 ans ce mois-ci par l'anthropologue de l'Arizona State University Donald Johanson et l'étudiant diplômé Tom Gray, les paléontologues se sont demandé si le spécimen de 3,18 millions d'années Australopithèque afarensis &mdash ou singe du sud d'Afar &mdash a passé sa vie à marcher sur le sol ou à combiner la marche et l'escalade fréquente des arbres.

Une nouvelle analyse du squelette partiellement fossilisé, qui sera publiée le 30 novembre dans la revue PLOS ONE, montre que les membres supérieurs de Lucy étaient fortement construits, semblables à ceux des chimpanzés grimpeurs, soutenant l'idée qu'elle utilisait souvent ses bras pour se relever. , très probablement sur les branches des arbres. Les chercheurs suggèrent également que, parce que son pied était mieux adapté à la locomotion bipède & mdash ou à la marche verticale & mdash plutôt qu'à la saisie, Lucy devait compter sur la force du haut du corps lors de l'escalade, ce qui a entraîné des os des membres supérieurs plus fortement construits.

"Il peut sembler unique de notre point de vue que les premiers hominidés comme Lucy combinaient la marche au sol sur deux jambes avec une quantité importante d'escalade dans les arbres, mais Lucy ne savait pas qu'elle était unique", a déclaré le paléoanthropologue de l'UT Austin, John Kappelman, dont l'étude la plus récente proposait Lucy probablement morte après être tombée d'un grand arbre, où elle aurait pu nicher pour éviter les prédateurs. Une ascension nocturne équivaudrait à un tiers de sa vie passée dans les arbres & mdash ou plus si elle y cherchait occasionnellement, a déclaré Kappelman.

"Nous avons pu entreprendre cette étude grâce à la relative complétude du squelette de Lucy", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Christopher Ruff, professeur d'anatomie fonctionnelle et d'évolution à la faculté de médecine de l'Université Johns Hopkins. &ldquoNotre analyse a nécessité des os des membres supérieurs et inférieurs bien conservés du même individu, ce qui est très rare dans les archives fossiles.&rdquo

L'équipe de recherche a d'abord examiné Lucy, qui fait partie des squelettes les plus anciens et les plus complets de tout ancêtre humain adulte marchant en érection, lors de sa visite du musée américain en 2008, lorsque le fossile a été brièvement détourné vers la tomodensitométrie à rayons X haute résolution. Facility (UTCT) de l'UT Jackson School of Geosciences. Pendant 10 jours, Kappelman et le professeur de sciences géologiques de l'UT Austin, Richard Ketcham, ont soigneusement scanné tous ses os pour créer une archive numérique de plus de 35 000 coupes CT.

"Nous aimons tous Lucy, mais nous avons dû faire face au fait qu'elle est un rocher", a déclaré Ketcham, ajoutant que la tomodensitométrie conventionnelle n'est pas assez puissante pour imager la structure interne du squelette fortement minéralisé de Lucy. &ldquoL'époque de la tomodensitométrie médicale standard était il y a 3,18 millions d'années. Ce projet nécessitait un scanner plus adapté à son état actuel.&rdquo

Depuis lors, les chercheurs se sont appuyés sur les analyses pour rechercher des indices sur la façon dont Lucy a vécu, est décédée et a utilisé son corps, estimé à environ 3 pieds 6 pouces et 60 livres au cours de sa vie. L'étude la plus récente a porté sur la structure interne des humérus droit et gauche de Lucy (os du bras) et du fémur gauche (os de la cuisse).

Un problème majeur dans le débat sur l'escalade dans les arbres de Lucy a été de savoir comment interpréter les caractéristiques squelettiques qui pourraient être simplement "restées" d'un ancêtre plus primitif qui avait des bras relativement longs, par exemple. L'avantage de la nouvelle étude, a déclaré Ruff, est qu'elle se concentre sur des caractéristiques qui reflètent le comportement réel au cours de la vie. Certaines preuves suggèrent même qu'elle était droitière, selon les chercheurs.

&ldquoNotre étude est fondée sur la théorie du génie mécanique sur la façon dont les objets peuvent faciliter ou résister à la flexion&rdquo, a déclaré Ruff. &ldquoNos résultats sont intuitifs car ils dépendent du genre de choses que nous ressentons à propos des objets &mdash, y compris les parties du corps &mdash dans la vie quotidienne. Si, par exemple, un tube ou une paille a une paroi mince, il se plie facilement, alors qu'une paroi épaisse empêche la flexion. Les os sont construits de la même manière.&rdquo

Les scans de Lucy&rsquos ont été comparés aux tomodensitogrammes d'un large échantillon d'humains modernes, qui passent la majorité de leur temps à marcher sur deux pattes au sol, et aux chimpanzés, une espèce qui passe plus de temps dans les arbres et, lorsqu'elle est sur le sol, marche habituellement sur les quatre membres.

"C'est un fait bien établi que le squelette répond aux charges pendant la vie, ajoutant de l'os pour résister aux forces élevées et soustrayant de l'os lorsque les forces sont réduites", a déclaré Kappelman. &ldquoLes joueurs de tennis en sont un bel exemple : des études ont montré que l'os cortical dans le manche du bras de raquette est plus fortement construit que celui du bras sans raquette.&rdquo

D'autres comparaisons dans l'étude suggèrent que même lorsque Lucy marchait debout, elle l'a peut-être fait moins efficacement que les humains modernes, limitant sa capacité à parcourir de longues distances au sol, a déclaré Ruff. De plus, tous les os de ses membres se sont avérés très solides par rapport à la taille de son corps, ce qui indique qu'elle avait des muscles exceptionnellement forts, plus proches de ceux des chimpanzés modernes que des humains modernes. Une réduction de la puissance musculaire plus tard dans l'évolution humaine peut être liée à une meilleure technologie qui réduit le besoin d'effort physique et les exigences métaboliques accrues d'un cerveau plus gros, ont déclaré les chercheurs.

D'autres matériels scolaires et les fichiers 3-D sont disponibles sur eLucy.org. Les autorisations pour numériser, étudier et photographier Lucy ont été accordées par l'Autorité pour la recherche et la conservation du patrimoine culturel et le Musée national d'Éthiopie du ministère du Tourisme et de la Culture. L'UTCT a été soutenu par trois subventions de la National Science Foundation des États-Unis.

UT Austin a des studios satellite HD et Skype disponibles pour des interviews avec les médias.

Pour plus d'informations, contactez: Rachel Griess, Collège des arts libéraux, 512-471-2689


Butineuses au sol

Ainsi, plutôt que d'évoluer pour marcher sur deux pieds après avoir gratté le sol à quatre pattes, la théorie suggère que nos ancêtres avaient déjà les moyens rudimentaires de marcher sur deux pieds avant même de quitter les arbres.

Cependant, lorsque les ancêtres des chimpanzés et des gorilles ont quitté les arbres, ils devaient conserver la capacité de grimper aux troncs d'arbres. Ce besoin de force et d'anatomie pour grimper aux arbres a guidé leur évolution au détriment d'un mouvement terrestre plus efficace, et a donc conduit à la marche des articulations, explique Crompton.

Les orangs-outans sont les plus éloignés de nos parents parmi les grands singes, suivis des gorilles, puis des bonobos et des chimpanzés. Les ancêtres de ces deux dernières espèces se sont séparés de la lignée humaine il y a environ 6 millions d'années, l'ancêtre orang-outan s'est séparé de l'ancêtre humain il y a environ 10 millions d'années.

Thorpe et ses collègues suggèrent qu'à un moment donné à l'époque du Miocène - il y a 24 à 5 millions d'années - les lacunes accrues dans la canopée forestière résultant des fluctuations climatiques ont eu un effet profond sur nos ancêtres singes.

Certains d'entre eux - les ancêtres des chimpanzés et des gorilles - se sont spécialisés dans l'escalade de la canopée et dans la traversée des interstices entre les arbres en marchant avec les jointures. D'autres - les ancêtres des humains - ont conservé leur capacité à marcher sur deux jambes et se sont spécialisés dans la collecte de nourriture sur les petits arbres et sur le sol.


L'ancêtre humain de 3,2 millions d'années, Lucy, était un grimpeur d'arbres, selon de nouvelles preuves

Depuis la découverte du fossile il y a 42 ans ce mois-ci, les paléontologues se sont demandé si l'ancêtre humain de 3,2 millions d'années, surnommé Lucy, passait tout son temps à marcher sur le sol ou combinait plutôt la marche avec l'escalade fréquente des arbres.

Légende de l'image : Les fossiles qui composent le squelette de Lucy

Crédit image : John Kappelman/Université du Texas à Austin

Maintenant, l'analyse de tomodensitogrammes spéciaux par des scientifiques de l'Université Johns Hopkins et de l'Université du Texas à Austin suggère que la femelle hominine a passé suffisamment de temps dans les arbres pour que les preuves de ce comportement soient préservées dans la structure interne de ses os. Une description de l'étude de recherche paraît aujourd'hui dans la revue PLOS UN.

L'analyse du squelette partiellement fossilisé, disent les enquêteurs, montre que les membres supérieurs de Lucy étaient fortement construits, semblables à ceux des champions chimpanzés grimpeurs aux arbres, soutenant l'idée qu'elle a passé du temps à grimper et a utilisé ses bras pour se relever. En outre, disent-ils, le fait que son pied était mieux adapté à la locomotion bipède (marche debout) que la saisie peut signifier que l'escalade a mis davantage l'accent sur la capacité de Lucy à tirer avec ses bras et a entraîné des os des membres supérieurs plus fortement construits.

Le temps exact que Lucy a passé dans les arbres est difficile à déterminer, selon l'équipe de recherche, mais une autre étude récente suggère que Lucy est morte d'une chute d'un grand arbre. Cette nouvelle étude ajoute à la preuve qu'elle a peut-être niché dans les arbres la nuit pour éviter les prédateurs, selon les auteurs. Un sommeil de huit heures signifierait qu'elle passe un tiers de son temps dans les arbres, et si elle y cherche aussi occasionnellement de la nourriture, le pourcentage total de temps passé au-dessus du sol serait encore plus grand.

Lucy, conservé au Musée national d'Éthiopie, est un spécimen de 3,2 millions d'années Australopithèque afarensis« ou singe du sud de l'Afar » et fait partie des squelettes fossiles les plus anciens et les plus complets jamais trouvés d'un ancêtre humain adulte marchant en érection. Elle a été découverte dans la région Afar en Éthiopie en 1974 par l'anthropologue de l'Université d'État de l'Arizona Donald Johanson et l'étudiant diplômé Tom Gray.

La nouvelle étude a analysé les images tomodensitométriques de ses os pour trouver des indices sur la façon dont elle a utilisé son corps au cours de sa vie. Des études antérieures suggèrent qu'elle pesait moins de 65 livres et mesurait moins de 4 pieds.

"Nous avons pu entreprendre cette étude grâce à la relative complétude du squelette de Lucy", explique Christopher Ruff, professeur d'anatomie fonctionnelle et d'évolution à la Johns Hopkins University School of Medicine. "Notre analyse a nécessité des os des membres supérieurs et inférieurs bien conservés du même individu, quelque chose de très rare dans les archives fossiles."

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Une étude suggère que Lucy, 3,2 millions d'années, a passé beaucoup de temps dans les arbres

L'équipe de recherche a d'abord examiné la structure osseuse de Lucy lors de sa visite du musée américain en 2008, lorsque le fossile a été brièvement détourné vers l'installation de tomographie par rayons X à haute résolution de l'Université du Texas à Austin Jackson School of Geosciences. Pendant 11 jours, John Kappelman et Richard Ketcham, tous deux professeurs à l'Université du Texas à Austin, ont soigneusement scanné tous ses os pour créer une archive numérique de plus de 35 000 coupes CT. Des tomodensitogrammes à haute résolution étaient nécessaires car Lucy est si fortement minéralisée que la tomodensitométrie conventionnelle n'est pas assez puissante pour imager la structure interne de ses os.

"Nous aimons tous Lucy", dit Ketcham, "mais nous avons dû faire face au fait qu'elle est un roc. L'époque de la tomodensitométrie médicale standard était il y a 3,18 millions d'années. Ce projet nécessitait un scanner plus adapté à son état actuel."

La nouvelle étude utilise des coupes tomodensitométriques de ces scans de 2008 pour quantifier la structure interne des humérus droit et gauche de Lucy (ou os du bras) et du fémur gauche (ou os de la cuisse).

"Notre étude est fondée sur la théorie de l'ingénierie mécanique sur la façon dont les objets peuvent faciliter ou résister à la flexion", explique Ruff. « Mais nos résultats sont intuitifs car ils dépendent du genre de choses que nous ressentons à propos des objets - y compris des parties du corps - dans la vie quotidienne. Si, par exemple, un tube ou une paille a une paroi mince, il se plie facilement, alors qu'un tube épais le mur empêche la flexion. Les os sont construits de la même manière. "

Kappelman ajoute : « C'est un fait bien établi que le squelette réagit aux charges au cours de la vie, ajoutant de l'os pour résister aux forces élevées et soustrayant de l'os lorsque les forces sont réduites. Les joueurs de tennis sont un bon exemple : des études ont montré que l'os cortical dans le l'arbre du bras de la raquette est plus fortement construit que celui du bras non-raquette."

Un problème majeur dans le débat sur l'escalade dans les arbres de Lucy a été de savoir comment interpréter les caractéristiques squelettiques qui pourraient être simplement des "restes" d'un ancêtre plus primitif qui avait des bras relativement longs, par exemple. L'avantage de la nouvelle étude, dit Ruff, est qu'elle se concentre sur les caractéristiques qui reflètent le comportement réel au cours de la vie.

Les tomodensitogrammes de Lucy ont été comparés aux tomodensitogrammes d'un large échantillon d'humains modernes, qui passent la majorité de leur temps à marcher sur deux pattes au sol, et aux chimpanzés, une espèce qui passe plus de temps dans les arbres et, lorsqu'elle est sur le sol, marche habituellement sur les quatre membres.

"Nos résultats montrent que les membres supérieurs des chimpanzés sont relativement plus charpentés car ils utilisent leurs bras pour grimper, l'inverse étant observé chez les humains, qui passent plus de temps à marcher et ont des membres inférieurs plus charpentés", explique Ruff. "Les résultats pour Lucy sont convaincants et intuitifs."

D'autres comparaisons effectuées dans l'étude suggèrent que même lorsque Lucy marchait debout, elle l'a peut-être fait moins efficacement que les humains modernes, limitant sa capacité à parcourir de longues distances au sol, explique Ruff. De plus, tous les os de ses membres se sont avérés très solides par rapport à la taille de son corps, ce qui indique qu'elle avait des muscles exceptionnellement forts, plus proches de ceux des chimpanzés modernes que des humains modernes. Une réduction de la puissance musculaire plus tard dans l'évolution humaine peut être liée à une meilleure technologie qui réduit le besoin d'effort physique et les demandes métaboliques accrues d'un cerveau plus gros, selon les chercheurs.

"Il peut sembler unique de notre point de vue que les premiers hominidés comme Lucy combinaient la marche au sol sur deux jambes avec une quantité importante d'escalade dans les arbres", explique Kappelman. "Mais Lucy ne savait pas qu'elle était" unique ", elle s'est déplacée sur le sol et a grimpé dans les arbres, nichant et s'y nourrissant, jusqu'à ce que sa vie soit probablement écourtée par une chute - probablement d'un arbre."


Lucy, notre célèbre ancêtre, a été construite pour l'arboriculture

Lucy, notre ancêtre humaine toujours populaire, a peut-être préféré un mode de vie arboricole, d'après les scintigraphies osseuses publiées mercredi dans PLOS ONE. La recherche clarifie le comportement humain primitif et suggère que nos ancêtres ont peut-être passé des millions d'années à « faire le tour » des branches.

Depuis que le paléoanthropologue américain Donald Johanson a découvert les restes de Lucy en 1974, ils ont parcouru le monde pour être soigneusement examinés. Les scientifiques ont déterminé qu'elle marchait certainement debout comme un humain et avait des proportions quelque part entre un humain et un chimpanzé. Cependant, la controverse et les questions entourent toujours son comportement.

Lucy avait de longs bras comme un chimpanzé, mais bougeait-elle et vivait-elle comme tel ? Ou a-t-elle simplement hérité de ces caractéristiques restantes d'un ancêtre arboricole?

En analysant les radiographies à haute résolution de l'os du bras de Lucy, l'anatomiste évolutionniste Christopher Ruff a démontré que les premiers hominidés développaient la force du bras grâce à une utilisation cohérente, probablement en grimpant aux arbres.

“She was still climbing trees on a regular basis,” Ruff said of his team’s new study. “You don’t develop this kind of strong upper-limb bones if you climb a tree once a week.”

Ruff’s team also examined Lucy’s femur and concluded that her walking gait would have been less efficient than humans.

Lucy’s inherited her long arms, so these features don’t expose much about her day-to-day behavior. However, the strength of your limb bones is a more “plastic” trait that changes based on how you use them as you grow. That’s why Lucy’s strong arms indicate that she was, in fact, supporting her weight in trees.

Scientists have speculated for a long time that Lucy and her family must have spent at least some time in trees, especially as recent analysis has demonstrated that she died falling out of one. That study found injuries at or around the time of Lucy’s death are consistent with wounds suffered by people who have fallen from a great height and then have put their arms in front of them to break the impact. Ruff noted that those results are further evidence of tree-dwelling.

But other experts disagree and believe Lucy lived a more terrestrial life. Evolutionary anatomy professor Carol Ward, who focuses on apes and early hominins, said that Lucy had many more adaptations for living on the ground.

For example, humans and Lucy have flat feet, which are suited for walking on the ground. Plus, tree-dwelling apes have grasping big toes, with feet that look like hands.

“We gave that up, Lucy gave that up, in favor of feet that were better at being on the ground.” Ward said. “So not only do we know that the most important thing was for these animals to be able to move effectively on the ground, we also know that being in the trees wasn’t very important to them.”

However, scientists agree that Lucy and her Australopithecus afarensis family moved in both land and tree environments.

“The question in some ways isn’t whether Lucy was able to climb trees,” Ward said. “My kids climb trees, people climb trees now.”

Likewise, tree-dwelling apes can walk on the ground when needed, but not as well or as upright as a human or Australopithecus.

Left: A composite image of Lucy the Australopithecus (center) and two Malapa hominins (sides.) Photo by Peter Schmid


Human ancestor "Lucy" was a tree climber, evidence suggests

She was discovered 42 years ago, but the 3-million-year-old human ancestor dubbed &ldquoLucy&rdquo is still providing new insights on the human origin story. Now, new research suggests this predecessor to modern humans was an adept tree climber.

The fossils that make up Lucy&rsquos skeleton. John Kappelman/University of Texas at Austin

The evidence of Lucy&rsquos tree-climbing habits was found in high-resolution CT scans of her fossilized bones, according to scientists from the Johns Hopkins University and the University of Texas at Austin. Those CT scans were intricately 3D printed, allowing for direct comparisons to the bones of early hominids, modern humans, and modern chimpanzees. The researchers&rsquo work was published this week in the journal PLOS ONE.

Lucy&rsquos arms were heavily toned, supporting the idea that she routinely used them to pull herself up on branches, the researchers said. Her muscle mass would have been similar to that of tree-climbing chimpanzees. Meanwhile, her feet were better suited to walking upright than gripping branches.

&ldquoThe upper limbs of chimpanzees are relatively more heavily built because they use their arms for climbing, with the reverse seen in humans, who spend more time walking and have more heavily built lower limbs,&rdquo Christopher Ruff, Ph.D., a professor of functional anatomy and evolution at the Johns Hopkins University School of Medicine, said in a press statement.

&ldquoThe results for Lucy are convincing and intuitive.&rdquo

A three-dimensional model of the early human ancestor, Australopithecus afarensis, known as Lucy, on display at the Houston Museum of Natural Science. Pat Sullivan, AP

Clues found in Lucy&rsquos skeleton are key to understanding the lifestyle she led, according to study co-author John Kappelman.

&ldquoIt is a well-established fact that the skeleton responds to loads during life, adding bone to resist high forces and subtracting bone when forces are reduced,&rdquo Kappelman said.

Trending News

Tree climbing may have helped Lucy forage for food and escape from nearby predators.

Scholars have debated whether Lucy spent all her time walking on the ground or combined walking with tree climbing.

Previous research has suggested that perhaps Lucy died from falling from a tree.

Lucy&rsquos skeleton is one of the oldest, most complete fossils ever found of an adult human ancestor who walked upright. Previous studies suggest she stood less than 4 feet tall and weighed less than 65 pounds.

Lucy&rsquos bones were found in Ethiopia in 1974. About 40 percent of the complete skeleton was recovered and pieced together.


Human Ancestor ‘Lucy’ Was a Tree Climber, New Evidence Suggests

A new analysis using CT scans of the world-famous, ancient human fossil, Lucy, suggests she was a tree climber.

AUSTIN, Texas — Evidence preserved in the internal skeletal structure of the world-famous fossil, Lucy, suggests the ancient human species frequently climbed trees, according to a new analysis by scientists from The Johns Hopkins University and The University of Texas at Austin.

Since Lucy’s discovery in Ethiopia 42 years ago this month by Arizona State University anthropologist Donald Johanson and graduate student Tom Gray, paleontologists have debated whether the 3.18 million-year-old specimen of Australopithecus afarensis — or southern ape of Afar — spent her life walking on the ground or combined walking with frequent tree climbing.

A new analysis of the partially fossilized skeleton, to be published Nov. 30 in the journal PLOS ONE, shows that Lucy’s upper limbs were heavily built, similar to tree-climbing chimpanzees, supporting the idea that she often used her arms to pull herself up, most likely onto tree branches. Researchers also suggest that because her foot was better adapted for bipedal locomotion — or upright walking — rather than grasping, Lucy had to rely on upper-body strength when climbing, which resulted in more heavily built upper-limb bones.

“It may seem unique from our perspective that early hominins like Lucy combined walking on the ground on two legs with a significant amount of tree climbing, but Lucy didn’t know she was unique,” said UT Austin paleoanthropologist John Kappelman, whose most recent study proposed Lucy probably died after falling from a tall tree, where she may have been nesting to avoid predators. A nightly ascent would equate to one-third of her life spent in trees — or more if she occasionally foraged there, Kappelman said.

“We were able to undertake this study thanks to the relative completeness of Lucy’s skeleton,” said the study’s lead author, Christopher Ruff, a professor of functional anatomy and evolution at the Johns Hopkins University School of Medicine. “Our analysis required well-preserved upper and lower limb bones from the same individual, something very rare in the fossil record.”

The research team first examined Lucy, who is among the oldest, most complete skeletons of any adult, erect-walking human ancestor, during her U.S. museum tour in 2008, when the fossil was detoured briefly to the High-Resolution X-ray Computed Tomography Facility (UTCT) in the UT Jackson School of Geosciences. For 10 days, Kappelman and UT Austin geological sciences professor Richard Ketcham carefully scanned all of her bones to create a digital archive of more than 35,000 CT slices.

“We all love Lucy, but we had to face the fact that she is a rock,” said Ketcham, adding that conventional CT is not powerful enough to image the internal structure of Lucy’s heavily mineralized skeleton. “The time for standard medical CT scanning was 3.18 million years ago. This project required a scanner more suited to her current state.”

Since then, researchers have relied on the scans to look for clues about how Lucy lived, died and used her body — estimated to be about 3 feet 6 inches and 60 pounds — during her lifetime. The most recent study focused on the internal structure of Lucy’s right and left humeri (upper arm bones) and left femur (thigh bone).

A major issue in the debate about Lucy’s tree climbing has been how to interpret skeletal features that might be simply “leftover” from a more primitive ancestor that had relatively long arms, for example. The advantage of the new study, Ruff said, is that it focused on characteristics that reflect actual behavior during life. Some evidence even suggests she was right-handed, researchers said.

“Our study is grounded in mechanical engineering theory about how objects can facilitate or resist bending,” Ruff said. “Our results are intuitive because they depend on the sorts of things that we experience about objects — including body parts — in everyday life. If, for example, a tube or drinking straw has a thin wall, it bends easily, whereas a thick wall prevents bending. Bones are built similarly.”

Lucy’s scans were compared with CT scans from a large sample of modern humans, who spend the majority of their time walking on two legs on the ground, and with chimpanzees, a species that spends more of its time in the trees and, when on the ground, usually walks on all four limbs.

“It is a well-established fact that the skeleton responds to loads during life, adding bone to resist high forces and subtracting bone when forces are reduced,” Kappelman said. “Tennis players are a nice example: Studies have shown that the cortical bone in the shaft of the racquet arm is more heavily built up than that in the non-racquet arm.”

Other comparisons in the study suggest that even when Lucy walked upright, she may have done so less efficiently than modern humans do, limiting her ability to walk long distances on the ground, Ruff said. In addition, all of her limb bones were found to be very strong relative to her body size, indicating that she had exceptionally strong muscles, more like those of modern chimpanzees than modern humans. A reduction in muscle power later in human evolution may be linked to better technology that reduced the need for physical exertion and the increased metabolic demands of a larger brain, the researchers said.

Other scholastic materials and the 3-D files are available on eLucy.org. Permissions to scan, study and photograph Lucy were granted by the Authority for Research and Conservation of Cultural Heritage and the National Museum of Ethiopia of the Ministry of Tourism and Culture. The UTCT was supported by three grants from the U.S. National Science Foundation.

UT Austin has HD satellite and Skype studios available for media interviews.


Human ancestor 'Lucy' was a tree climber, new evidence suggests

Since the discovery of the fossil dubbed Lucy 42 years ago this month, paleontologists have debated whether the 3 million-year-old human ancestor spent all of her time walking on the ground or instead combined walking with frequent tree climbing. Now, analysis of special CT scans by scientists from The Johns Hopkins University and the University of Texas at Austin suggests the female hominin spent enough time in the trees that evidence of this behavior is preserved in the internal structure of her bones. A description of the research study appears November 30 in the journal PLOS ONE.

Analysis of the partial fossilized skeleton, the investigators say, shows that Lucy's upper limbs were heavily built, similar to champion tree-climbing chimpanzees, supporting the idea that she spent time climbing and used her arms to pull herself up. In addition, they say, the fact that her foot was better adapted for bipedal locomotion (upright walking) than grasping may mean that climbing placed additional emphasis on Lucy's ability to pull up with her arms and resulted in more heavily built upper limb bones.

Exactly how much time Lucy spent in the trees is difficult to determine, the research team says, but another recent study suggests Lucy died from a fall out of a tall tree. This new study adds to evidence that she may have nested in trees at night to avoid predators, the authors say. An eight-hour slumber would mean she spent one-third of her time up in the trees, and if she also occasionally foraged there, the total percentage of time spent above ground would be even greater.

Lucy, housed in the National Museum of Ethiopia, is a 3.18 million-year-old specimen of Australopithecus afarensis -- or southern ape of Afar -- and is among the oldest, most complete fossil skeletons ever found of any adult, erect-walking human ancestor. She was discovered in the Afar region of Ethiopia in 1974 by Arizona State University anthropologist Donald Johanson and graduate student Tom Gray. The new study analyzed CT scan images of her bones for clues to how she used her body during her lifetime. Previous studies suggest she weighed less than 65 pounds and was under 4 feet tall.

"We were able to undertake this study thanks to the relative completeness of Lucy's skeleton," says Christopher Ruff, Ph.D., a professor of functional anatomy and evolution at the Johns Hopkins University School of Medicine. "Our analysis required well-preserved upper and lower limb bones from the same individual, something very rare in the fossil record."

The research team first had a look at Lucy's bone structure during her U.S. museum tour in 2008, when the fossil was detoured briefly to the High-Resolution X-Ray Computed Tomography Facility in the University of Texas at Austin Jackson School of Geosciences. For 11 days, John Kappelman, Ph.D., anthropology and geological sciences professor, and geological sciences professor Richard Ketcham, Ph.D., both of the University of Texas at Austin, carefully scanned all of her bones to create a digital archive of more than 35,000 CT slices. High-resolution CT scans were necessary because Lucy is so heavily mineralized that conventional CT is not powerful enough to image the internal structure of her bones.

"We all love Lucy," Ketcham says, "but we had to face the fact that she is a rock. The time for standard medical CT scanning was 3.18 million years ago. This project required a scanner more suited to her current state."

The new study uses CT slices from those 2008 scans to quantify the internal structure of Lucy's right and left humeri (upper arm bones) and left femur (thigh bone).

"Our study is grounded in mechanical engineering theory about how objects can facilitate or resist bending," says Ruff, "but our results are intuitive because they depend on the sorts of things that we experience about objects -- including body parts -- in everyday life. If, for example, a tube or drinking straw has a thin wall, it bends easily, whereas a thick wall prevents bending. Bones are built similarly."

"It is a well-established fact that the skeleton responds to loads during life, adding bone to resist high forces and subtracting bone when forces are reduced," explains Kappelman. "Tennis players are a nice example: Studies have shown that the cortical bone in the shaft of the racquet arm is more heavily built up than that in the nonracquet arm."

A major issue in the debate over Lucy's tree climbing has been how to interpret skeletal features that might be simply "leftovers" from a more primitive ancestor that had relatively long arms, for example. The advantage of the new study, Ruff says, is that it focused on characteristics that reflect actual behavior during life.

Lucy's scans were compared with CT scans from a large sample of modern humans, who spend the majority of their time walking on two legs on the ground, and with chimpanzees, a species that spends more of its time in the trees and, when on the ground, usually walks on all four limbs.

"Our results show that the upper limbs of chimpanzees are relatively more heavily built because they use their arms for climbing, with the reverse seen in humans, who spend more time walking and have more heavily built lower limbs," says Ruff. "The results for Lucy are convincing and intuitive."

Other comparisons carried out in the study suggest that even when Lucy walked upright, she may have done so less efficiently than modern humans, limiting her ability to walk long distances on the ground, Ruff says. In addition, all of her limb bones were found to be very strong relative to her body size, indicating that she had exceptionally strong muscles, more like those of modern chimpanzees than modern humans. A reduction in muscle power later in human evolution may be linked to better technology that reduced the need for physical exertion and the increased metabolic demands of a larger brain, the researchers say.

"It may seem unique from our perspective that early hominins like Lucy combined walking on the ground on two legs with a significant amount of tree climbing," says Kappelman, "but Lucy didn't know she was "unique" -- she moved on the ground and climbed in trees, nesting and foraging there, until her life was likely cut short by a fall -- probably out of a tree."

Graduate student M. Loring Burgess of the Johns Hopkins University School of Medicine was also an author on the paper.


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