Kebangkitan digital: Simulasi lanjutan mengungkapkan rahasia evolusi manusia

Lucy, leluhur manusia awal, bisa berlari tegak tetapi jauh lebih lambat daripada manusia modern. Simulasi baru menunjukkan bahwa evolusi otot dan tendon, bukan hanya perubahan kerangka, adalah kunci untuk meningkatkan kecepatan lari manusia.

University of Liverpool telah memimpin tim ilmuwan internasional dalam penyelidikan baru tentang kemampuan berjalan Australopithecus afarensisleluhur manusia awal yang paling dikenal melalui fosil terkenal “Lucy.”

Profesor Karl Bates, seorang ahli biologi muskuloskeletal, menyatukan spesialis dari institusi di Inggris dan Belanda. Menggunakan simulasi komputer canggih dan rekonstruksi digital kerangka Lucy, tim mengeksplorasi bagaimana kuno ini jenis mungkin telah pindah dan berlari.

Berjalan tegak tapi berlari perlahan

Studi sebelumnya tentang jejak kaki Australopithecus oleh berbagai tim peneliti telah menyarankan bahwa Lucy kemungkinan berjalan tegak dan dengan cara yang lebih mirip dengan manusia daripada simpanse. Namun, temuan baru ini mengungkapkan bahwa bentuk tubuh Lucy membatasi kecepatan larinya dibandingkan dengan manusia modern dan karenanya mendukung hipotesis bahwa tubuh manusia berevolusi untuk meningkatkan kinerja lari, dengan kecepatan tertinggi menjadi pendorong yang lebih kritis daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Profesor Bates mengatakan: “Ketika Lucy ditemukan 50 tahun yang lalu, itu adalah kerangka paling lengkap dari leluhur manusia awal. Lucy adalah fosil yang menarik karena menangkap apa yang Anda sebut tahap perantara dalam evolusi Homo sapiens. Lucy menjembatani kesenjangan antara leluhur kita yang lebih banyak tinggal di pohon dan manusia modern, yang berjalan dan berlari secara efisien dengan dua kaki.

“Dengan mensimulasikan kinerja berjalan di Australopithecus dan manusia modern dengan model komputer, kami telah dapat menjawab pertanyaan tentang evolusi berjalan di leluhur kami.

“Selama beberapa dekade, para ilmuwan telah memperdebatkan apakah kemampuan berjalan yang lebih ekonomis atau peningkatan kinerja lari adalah faktor utama yang mendorong evolusi banyak karakteristik manusia yang jelas, seperti kaki yang lebih panjang dan lengan yang lebih pendek, tulang kaki yang lebih kuat, dan kaki melengkung kami. Dengan menggambarkan caranya Australopithecus Berjalan dan berlari, kami sudah mulai menjawab pertanyaan -pertanyaan ini. ”

Mensimulasikan evolusi melalui model digital

Tim menggunakan simulasi gerakan berbasis komputer untuk memodelkan biomekanik dan energetika berlari masuk Australopithecus afarensisbersama model manusia. Baik dalam model Australopithecus dan manusia, tim menjalankan beberapa simulasi di mana berbagai fitur dianggap penting untuk menjalankan manusia modern, seperti otot kaki yang lebih besar dan tendon Achilles yang panjang, ditambahkan dan dihapus, sehingga secara digital mengulang peristiwa evolusi untuk melihat bagaimana mereka berdampak Kecepatan berjalan dan penggunaan energi.

Otot dan jaringan lunak lainnya tidak diawetkan dalam fosil, jadi ahli paleontologi tidak tahu seberapa besar otot kaki 'Lucy' dan parameter penting lainnya. Namun, model digital baru ini memvariasikan sifat otot dari seperti simpanse hingga manusia, menghasilkan berbagai perkiraan untuk menjalankan kecepatan dan ekonomi.

Kecepatan dan daya tahan berjalan terbatas

Simulasi mengungkapkan bahwa sementara Lucy mampu berlari tegak di kedua kaki, kecepatan maksimumnya secara signifikan lebih lambat daripada manusia modern. Bahkan, bahkan kecepatan tercepat yang diprediksi tim untuk Lucy (dalam model dengan otot yang sangat mirip manusia) tetap relatif sederhana hanya dengan 11mph (18kph).

Ini jauh lebih lambat daripada pelari cepat manusia elit, yang mencapai kecepatan puncak lebih dari 20 mph (38kph). Model-model menunjukkan kisaran kecepatan menengah ('jogging') yang digunakan hewan untuk menjalankan jarak yang lebih jauh ('Running Running') juga sangat terbatas, mungkin menunjukkan bahwa Australopithecus tidak terlibat dalam jenis kegiatan perburuan jarak jauh yang dipikirkan menjadi penting bagi manusia yang paling awal.

Profesor Bates melanjutkan: “Hasil kami menyoroti pentingnya anatomi otot dan proporsi tubuh dalam pengembangan kemampuan lari. Kekuatan kerangka tampaknya tidak menjadi faktor pembatas, tetapi perubahan evolusioner pada otot dan tendon memainkan peran utama dalam meningkatkan kecepatan lari dan ekonomi.

“Saat peringatan 50 tahun penemuan Lucy dirayakan, penelitian ini tidak hanya memberi cahaya baru pada kemampuannya tetapi juga menggarisbawahi seberapa jauh sains modern telah muncul dalam mengungkap kisah evolusi manusia.”

Referensi: “Kinerja Menjalankan di Australopithecus afarensis” oleh Karl T. Bates, Sian McCormack, Evie Donald, Samuel Coatham, Charlotte A. Brassey, James Charles, Thomas O'Mahoney, Pasha A. van Bijlert dan William I. Penjual, 18 Desember, 18 Desember 2024, Biologi Saat Ini.
Doi: 10.1016/j.cub.2024.11.025