شبیه‌سازی‌های پیشرفته راز‌ تکامل انسان را آشکار کرد

مطالعات جدید نشان می‌دهد «لوسی»، یکی از اجداد اولیه انسان، قادر به دویدن با وضعیت ایستاده بوده، اما سرعت دویدن او به‌مراتب کمتر از انسان‌های امروزی بوده است. این تحقیقات تأکید دارند که تکامل عضلات و تاندون‌ها، نه تنها تغییرات اسکلت، نقش کلیدی در افزایش سرعت دویدن انسان داشته است.

به گزارش ساینس دیلی، دانشگاه لیورپول با همکاری تیمی بین‌المللی از دانشمندان در تحقیقی تازه، توانایی‌های دویدن Australopithecus afarensis (معروف به «لوسی») را بررسی کرده است.

شبیه‌سازی دیجیتال حرکت

کارل بیتس متخصص زیست‌شناسی اسکلتی-عضلانی، با همراهی محققانی از بریتانیا و هلند و با استفاده از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای پیشرفته و بازسازی دیجیتال اسکلت لوسی، نحوه حرکت و دویدن این گونه اولیه را مورد مطالعه قرار داده‌اند.

حرکت ایستاده، اما دویدن آهسته

بررسی‌های پیشین ردپا‌های فسیل شده این گونه نشان داده بود که لوسی احتمالاً مشابه انسان‌های امروزی، به صورت ایستاده راه می‌رفته است. با این حال، نتایج جدید نشان می‌دهد که شکل بدن او باعث محدودیت در سرعت دویدن می‌شده است. این نتایج فرضیه‌ای را تقویت می‌کند که تکامل بدن انسان برای بهبود عملکرد دویدن، به‌ویژه سرعت، اهمیت بیشتری نسبت به توانایی صرفه‌جویی در انرژی در پیاده‌روی داشته است.

بیتس در این باره می‌گوید: «کشف لوسی ۵۰ سال پیش، کامل‌ترین اسکلت یک اجداد اولیه انسان بود. لوسی فسیل جذابی است، زیرا مرحله‌ای واسطه‌ای بین اجداد درخت‌نشین و انسان‌های مدرن را نشان می‌دهد که به‌صورت کارآمدی روی دو پا حرکت می‌کنند.

با شبیه‌سازی عملکرد دویدن در گونه‌های اولیه و انسان‌های مدرن با استفاده از مدل‌های رایانه‌ای، توانستیم به سوالاتی درباره تکامل دویدن در اجدادمان پاسخ دهیم.

برای دهه‌ها، دانشمندان بحث می‌کردند که آیا توانایی پیاده‌روی کارآمدتر یا بهبود عملکرد دویدن، عامل اصلی تکامل ویژگی‌های خاص انسان بوده است؛ ویژگی‌هایی مانند پا‌های بلندتر، بازو‌های کوتاه‌تر، استخوان‌های قوی‌تر پا و قوس کف پا. این تحقیقات به ما کمک می‌کند تا به این پرسش‌ها پاسخ دهیم.»

شبیه‌سازی تکامل با مدل‌های دیجیتال

محققان از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای برای مدل‌سازی بیومکانیک و انرژی دویدن در لوسی و مقایسه آن با انسان‌های مدرن استفاده کردند. در این شبیه‌سازی‌ها، ویژگی‌های مختلفی که برای دویدن انسان مدرن مهم هستند، مانند عضلات بزرگ‌تر پا و تاندون آشیل بلندتر، به مدل اضافه یا حذف شدند.

از آنجا که بافت‌های نرم مانند عضلات در فسیل‌ها حفظ نمی‌شوند، اطلاعات دقیقی از اندازه عضلات پا در لوسی وجود ندارد. اما این مدل‌های دیجیتال با تغییر ویژگی‌های عضلات از شبیه شامپانزه تا شبیه انسان، تخمین‌های مختلفی از سرعت و کارایی دویدن ارائه داده‌اند.

محدودیت سرعت و استقامت

شبیه‌سازی‌ها نشان دادند که اگرچه لوسی قادر به دویدن روی دو پا بوده، حداکثر سرعت او بسیار کمتر از انسان‌های مدرن بوده است. حتی سریع‌ترین سرعت پیش‌بینی شده برای لوسی، در شرایطی که مدل دارای عضلاتی بسیار شبیه به انسان بوده، تنها ۱۸ کیلومتر بر ساعت تخمین زده شده است.

این سرعت به‌مراتب کمتر از سرعت انسان‌های مدرن است که می‌توانند به بیش از ۳۸ کیلومتر بر ساعت برسند. همچنین دامنه سرعت‌های میانه (دویدن آرام) که حیوانات برای مسافت‌های طولانی استفاده می‌کنند، در لوسی بسیار محدود بوده است. این یافته نشان می‌دهد که احتمالاً این گونه در فعالیت‌های شکار طولانی‌مدت، مشابه اولین انسان‌ها، شرکت نمی‌کرده است.

نقش کلیدی عضلات در تکامل

بیتس ادامه می‌دهد: «نتایج ما نشان می‌دهد که آناتومی عضلات و تناسبات بدن در توسعه توانایی دویدن نقش مهمی داشته است. به نظر می‌رسد قدرت اسکلت عامل محدودکننده نبوده، اما تغییرات تکاملی در عضلات و تاندون‌ها نقش کلیدی در افزایش سرعت و کارایی دویدن داشته‌اند.»

این مطالعه که همزمان با پنجاهمین سالگرد کشف لوسی منتشر شده، نه تنها توانایی‌های او را روشن‌تر کرده، بلکه پیشرفت‌های علمی در زمینه تکامل انسان را نیز برجسته کرده است.

انتهای پیام/