„Ludzki” chód ma co najmniej 3,6 mln lat

Kluczowym momentem ewolucji człowieka było pojawienie się niezwykle efektywnego energetycznie chodu na dwóch wyprostowanych kończynach. Dzięki temu nasi przodkowie mogli stosunkowo łatwo pokonywać duże odległości, co znacząco zwiększało szanse zdobycie pożywienia i wody.

Trudno jednak powiedzieć, kiedy pojawił się taki sposób poruszania się. O tym, czy dane istoty chodziły na dwóch nogach można próbować dowiedzieć się z analizy ich kości. Jednak dużo trudniej zbadać sposób w jaki stawiały kroki. Bo na dwóch nogach można chodzić jak człowiek współczesny, czyli mając je prawie całkowicie wyprostowane, albo jak małpy, czyli mocno zginając kolana i biodra, co jest dużo mniej efektywnym sposobem poruszania się.

By ustalić, kiedy pojawił się charakterystyczny dla ludzi sposób chodzenia, grupa amerykańskich antropologów postanowiła wykorzystać słynne skamieniałe ślady stóp, które odkryto w Laetoli w 1976 r. Odbite w wulkanicznym popiele ślady mają aż 3,6 mln lat. Są więc dużo starsze niż pierwsi przedstawiciele rodzaju Homo. Uważa się, że ślady te zostawili po sobie prawdopodobnie przedstawiciele gatunku Australopithecus afarensis.

Amerykanie poprosili grupę ochotników, by przechadzała się boso po piasku „małpim” krokiem oraz normalnym. Tak pozyskanie próbki uczeni porównali ze śladami z Laetoli. Okazało się, że ślady sprzed 3,6 mln lat dużo bardziej przypominają odciski stóp pozostawione podczas normalnego ludzkiego chodu. „Małpie” kroki pozostawiały zaś mocno różniące się ślady.

Trójwymiarowe skany odcisków stóp. A – zwykły chód Homo sapiens, B – „małpi” chód Homo sapiens, C – odcisk z Laetoli. Wyraźnie widać różnice w zagłębieniu palców między „małpim” chodem, a śladami z Laetoli. Ilustracja na licencji Creative Commons. Źródło: PloS ONE

Wyniki badań oznaczają, że chodzenie na dwóch wyprostowanych nogach pojawiło się na długo przed pierwszymi istotami zaliczanymi przez naukowców do rodzaju Homo. Jeśli ślady z Laetoli rzeczywiście zostawiły australopiteki (a na razie innych kandydatów raczej brak), to oznacza to, że potrafiły bardzo sprawnie chodzić na dwóch nogach. Jest to o tyle ciekawe, że istoty te wciąż miały cechy budowy wskazujące na sprawne poruszanie się po drzewach. Istoty te miały też wciąż bardzo małe mózgi, co wskazuje, że „ludzki” sposób chodzenia pojawił się na długo przed wykształceniem się dużego mózgu. Trudno mi się oprzeć wrażeniu, że energia zaoszczędzona na efektywnym chodzeniu mogła umożliwić zwiększenie rozmiarów tak straszliwie energożernego organu, jakim jest mózg.

Wyniki badań ukazały się w PloS ONE: Raichlen DA, Gordon AD, Harcourt-Smith WEH, Foster AD, Haas WR Jr (2010) Laetoli Footprints Preserve Earliest Direct Evidence of Human-Like Bipedal Biomechanics. PLoS ONE 5(3): e9769. doi:10.1371/journal.pone.0009769

~ - autor: Wojciech Pastuszka w dniu 28.03.2010.

Komentarze 52 to “„Ludzki” chód ma co najmniej 3,6 mln lat”

  1. Moze na zmiane rodzaju chodu wplywa sposob trzymania sie malych dzieci (jakos nie chce urzyc slowa „potomstwa”) noszonych przez matke?

    Na roznych filmach widzialem, ze malpy nosza dzieci z przodu, bejmuja one matke za szyje a ta przytrzymuje je jedna reka, przyciskajac do klatki piersiowej.

    My niemowleta nosimy podobnie, ale gdy podrosna, zaczyna sie noszenie „na barana”. Czy cos podobnego w przeszlosci moglo byc jednym z elementow wplywajacych na chod?

  2. Czy chód w pozycji wyprostowanej wyewoluował tylko raz? Jeżeli tak, czy nie byłoby to dziwne, zważywszy na jego, jak pisze Wojtek, ‚efektywność energetyczną’?

  3. Hm, czy jakaś małpa chodzi dalej niż kilka metrów na dwu nogach? Podpierają się rękami, a to jednak mocno zmienia fizykę marszu. Przez to doświadczenie może być mylące. Ale profil wgłębienia ślady z Laetoli wyraźnie wskazuje na istotę dwunożną – tył wgłębiony bardziej niż przód.
    Ale z tą wielkością mózgu – czy aby oszczędności na zmianie chodu mogły być aż tak duże? Zresztą mózg urósł znacznie później. Podejrzewam tu raczej dobranie się do urozmaiconych i wysokokalorycznych potraw

    • Ale inne istoty też mogą się dobrać do urozmaiconych i wysokokalorycznych potraw :). Tylko ten chód odróżnia naszych przodków od innych zwierząt i właśnie u tych dwunożnych dziwadeł zaczął rosnąć mózg, a u innych zwierząt o ile wiem od milionów lat jest w zasadzie taki sam. Oczywiście w żadnym razie się nie upieram. Tak mi tylko przyszła do głowy możliwa zależność. Dwie totalnie niespotykane cechy znalazły się u jednej istoty. To po prostu cuchnie jakimś związkiem ;).

      • Nasuwa mi się tu kilka pytań: czy ktokolwiek próbował nauczyć małpy człekokształtne chodzić na dłuższych dystansach – rzędu setek metrów czy kilometrów? Czy przerażona małpa ucieka przed zagrożeniem na dwóch, czy na czterech kończynach? Zresztą, czy w ogóle budowa ich stawów biodrowych i miednicy na to pozwala?

        • Fakt, że stare, fakt, że nienaukowe, fakt, że popularyzatorskie, ale zawsze mam gęsią skórkę jak oglądam ten odcinek życia ssaków:

      • Jak to w kilka zdań wsadzić…
        Dwunożnych zwierzaków całkiem sporo po świecie brykało i bryka: ptaki, kangury, przeróżne dinozaury. No i jakiejś małpie też się trafiło.
        Chodziła tak sobie, aż dotknęło ją drugie nieszczęście – mózg jej urósł. Jednak nie wszystkim dwunogom, tylko niektórym.
        Posiadanie dużego mózgu wymaga odpowiedniego pokarmu, ale bez odpowiednich genów ani rusz.

        • Dinozaury i ptaki to zwierzęta, które jeśli dobrze się orientuję generalnie nie mogą się popisać tak dużymi mózgami jak ssaki. Natomiast dwunożne poruszanie się kangurów niezbyt przypomina ludzki chód i nie wygląda na efektywne energetycznie ;). Poza tym kangury w zasadzie ciężko uznać za takich dwunożnych chodziarzy, co my. Patrz film :)

          • No bo postmani pomylili dwunożność z wyprostowanością, o której piszesz.

  4. Pionizację wzmocnił- sposób/rodzaj odżywiania. GŁÓWNIE oszukiwanie owoców zamiast powszechnych traw/liści.Pionizacja natomiast, wzmocniła MOŻLIWOŚĆ rozwoju gabarytów puszki mózgowej.Sposób i rodzaj odżywiania /czyt. życia powszechnego jednostki !/ znacząco wypełniał puszkę mózgową.

    • owoce są ważnym pokarmem wielu innych gatunków małp i żeby po nie sięgnąć, nie potrzebowały one pionizacji – bo są zwierzętami NADRZEWNYMI, przystosowanymi mniej lub bardziej do brachiacji. Bardzo mało naczelnych jest ściślej liściożernych lub trawożernych – to wymaga specjalnych adaptacji w obrębie układu pokarmowego i symbiotycznej bakterioflory. Przykładem takiej małpy jest amerykański wyjec – żre głównie liście. W Afryce takimi małpami są gerezy. Liście są na drzewach tak samo jak owoce. Myślę, że nie tędy droga wyjaśnienia dwunożności

      • Jakieś piętnaście lat temu Ryszkiewicz w swoim „Przepisie na człowieka” sugerował, że próby schodzenia z drzew na ziemię to u małp nic dziwnego, a hominidy miały tyle szczęścia, że zrobiły to akurat wtedy, kiedy w Afryce wytworzyły się żyzne sawanny. Ale też jestem ciekaw, jak by to poskładał przy obecnym stanie wiedzy.

        • w każdym razie przykład Ardi wskazuje, że odlesienie wschodniej Afryki nie było przyczyną „zejścia z drzew” hominidów, a jedynie umożliwiło w pełni wykorzystanie możliwości jakie dawała pionizacja.

          • Czy można poprosić o jasniejszy wywód!
            „w pełni wykorzystanie możliwości jakie dawała pionizacja”
            To kiedy się dokonała?

          • Według mnie dwunożny chód mógł rozwinąć się już u małp nawet np. 10 mln lat temu, lub wcześniej- jednak nie typowo ludzki z obniżaniem stawów biodrowych. Sposób chodzenia przednimi kończynami szympansów i goryli (knykciowy) i „niższych” małp (na kłębie i kłębiku) według mnie świadczy o tym, że z typowego chodu czterokończynowego (naziemnego) ich przodkowie się „wyprostowali” a następnie znowu „zeszli” na cztery łapy ale już w inny sposób- knykcie.
            Nawet typowo nadrzewna małpa jaką jest orangutan, na ziemi chodzi na nogach (pionowo), a rąk używa bardziej do podparcia i jednocześnie (naraz)- jak kulawy chodzący o kulach, a nie jak szympansy czy goryle na przemian, biegając nawet sprawnie na 4 kończynach.

            • To ciekawe bo na stanowisku w Taung w południowej Afryce odkryto ślady skamieniałych lian wraz z kośćmi Australopithecinae. Okazało się, że żyły one w buszu a nie stepie. Obecnie wielu archeologów i antropologów zajmujących się problematyką uznaje, że gatunki Australopithecinae jeszcze długo prowadziły naziemno – nadrzewny tryb życia, a wielkość ich mózgoczaszki powiększała się już właśnie w tym czasie. Ich życie mogło przypominać nieco zwyczaje lampartów, które również jedzą i śpią na gałęziach drzew. Pokarm natomiast zdobywają na ziemi.

              • Nie bardzo zrozumiałem jakie pytanie chciałeś mi tu zadać, albo co poddać krytyce z mojego posta?

              • Skoro jeszee Australopithecinae prowadziły „nadrzewny tryb zycia” i wiekszość czasu spędzały na drzewach to jest mało prawdopodobne, żeby dwunożny chód rozwinął się już nawet 10 mln lat temu. Tym bardziej chód zbliżony do gatunku Homo.

              • Bytowanie na drzewach, a dwunożny chód po płaskich powierzchniach to dla mnie dwie różne kwestie. Orangutan jest typowo nadrzewnym prymatem, ale na ziemi porusza się dwunożnie. Bonobo też potrafią spore kawałki przejść tylko na nogach. W sumie to dalej nie rozumiem co kwestionujesz?
                >”Tym bardziej chód zbliżony do gatunku Homo.”- kto tak twierdzi?

              • „Bytowanie na drzewach, a dwunożny chód po płaskich powierzchniach to dla mnie dwie różne kwestie. Orangutan jest typowo nadrzewnym prymatem, ale na ziemi porusza się dwunożnie. Bonobo też potrafią spore kawałki przejść tylko na nogach. W sumie to dalej nie rozumiem co kwestionujesz?”
                Dwunożny chód sporadycznie mogą zaprezentować psy, świnia a nawet koń. Naczelne, które wymieniasz podpierają się też przednimi kończynami. Kiedy więc ten chód jest dwunożny? Tyranozaury też poruszały się na dwóch łapach. Te 10 mln lat to poprostu Twoje widzi mi się.

              • Piszemy o dwóch różnych sprawach, tylko że ja zacząłem tę „dyskusję”- więc to Ty piszesz nie na temat.
                Równie dobrze mógłbym zapytać dlaczego pominąłęś ptaki przy dwunożności? Jeszcze Ci nie przeszło?
                P.S. Orangutan na ziemi porusza się dwunożnie. Rękami podpiera się tylko przy pokonywaniu przeszkód różnej wysokości niż podłoże i pracuje nimi jednocześnie, jak człowiek chodzący o kulach- a nie na przemian jak szympansy. I przypominam Ci jeszcze raz, że orangutan jest zwierzęciem typowo nadrzewnym.

  5. Dwie totalnie niespotykane cechy znalazły się u jednej istoty. To po prostu cuchnie jakimś związkiem

    Mózg jest dość skomplikowanym instrumentem, więc teza, że „urósł” dlatego, że organizm miał na zbyciu energię, jest całkiem naciągana ;) – konieczna była presja selekcyjna w tym kierunku, i to silna. Jeśli związek jakiś by tu był ,to chyba bardzo pośredni: sprawne chodzenie umożliwiało opanowanie większego terenu, a więc i bardziej różnorodnego środowiska, zaistniała więc potrzeba adaptacyjna „zmyślności”, by sobie w tych różnorodnych środowiskach radzić. Choć pewnie czynników, które doprowadziły do rozwoju zaawansowanego mózgu było i tak znacznie więcej i raczej nie doszukiwałbym się tu jakiejś pojedynczej decydującej przyczyny.

    • Nie chodzi mi o pojedynczą decydującą przyczynę. Poza tym nie twierdzę, że urósł dlatego, że organizm miał na zbyciu energię. Twierdzę, że efektywniejsze energetycznie poruszanie się mogło być elementem umożliwiającym znaczny wzrost mózgu, czyli właśnie wpływ pośredni, a nie bezpośredni.

      Mózg żre strasznie dużo energii. W przyrodzie zwierzęta ze zbyt dużym mózgiem nie żyją zbyt długo. Człowiek jakoś przełamał tę barierę. Efektywny chód mógł mieć tutaj duże znaczenie. Polecam artykuł o badaniach prof. Tadeusza Kaweckiego http://wyborcza.pl/1,75476,5278771,Madrosc_nie_poplaca.html

      Kluczowy dla omawianej kwestii fragment tekstu:

      Rozwój nieco wyższej inteligencji w jakiś sposób skraca długość życia muszek. Co więcej, istnieje też zależność odwrotna. Badacze zbadali odmianę muszek-matuzalemów i okazało się, że są one mniej pojętne od przeciętnych przedstawicieli swojego gatunku. Dlaczego? – Nie znamy mechanizmów fizjologicznych, które do tego prowadzą – mówi naukowiec. Podejrzewa, że chodzi o koszty związane z rozwojem i utrzymaniem lepszego mózgu: – Proces starzenia przyspiesza wtedy, kiedy organizm nie inwestuje już dostatecznej energii w przeciwdziałanie degradacji tkanek i naprawianie szkód, np. wywołanych przez wolne rodniki. A zasoby energii są ograniczone – można je wydać na wzrost, system obrony, większą płodność albo ulepszenie układu nerwowego. Jeśli bardziej skorzysta jedna z tych funkcji, to inne ucierpią.

      Wyprodukowanie i utrzymanie mózgu wyjątkowo dużo kosztuje. U człowieka stanowi on ledwie 2 proc. wagi całego ciała, ale w spoczynku (np. w pracy za biurkiem) zużywa średnio aż 20 proc. energii (a u niemowląt prawie 50 proc.). Oczywiście, dla much te proporcje są mniej dramatyczne, ale niewątpliwie mają znaczenie.

      Słowem, muszki owocowe jako gatunek mogłyby usprawnić swój układ nerwowy, ale w naturze nie opłaca im się inwestować w inteligencję, gdyż bilans kosztów i zysków tej ewolucyjnej zmiany jest negatywny. To może być odpowiedź na pytanie, dlaczego inne gatunki nie rozwijają się umysłowo, choć mają taki potencjał.

      • Taaa… Ten artykul, juz kiedys cytowany lekko mnie zmrozil w dyskusji na temat, ze dobor naturalny czlowieka obecnie preferuje osobniki mniej inteligentne (wiecej potomstwa, wobec 2+1 a nawet 2+0 u intelektualistow).

        • Kto powiedział, że osobniki z większym dostępem do dóbr są bardziej inteligentne? (A nie b. bezczelne?)

          • A gdzie pisalem o dobrach materialnych?

            Tacy „Nowi Ruscy” tak przy okazji preferuja liczne potomstwo.

    • Z pewnością jednak pionowa postawa i chód dwunożny doprowadził do powiększenia móżdżku i przetransformowania ukł. pozapiramidowego i piramidowego.

      • Ewentualnie kolejność była odwrotna :D

        • Tak? A w jaki sposób? Zawsze mówiło się, że dostęp do pożywienia bazującego na dużej ilości protein spowodował rozrost mózgu. Czyżby zaszły jakieś zmiany???

          • ???????????????????
            Co konkretnie uważasz za błędne w moim pośćie- napisz to spróbuję Ci wytłumaczyć mój punkt widzenia.

            • Pionowa postawa i chód dwunożny, skoro uważasz, że już nawet 10 mln lat temu się pojawiły nie mogły spowodować rozrostu móżdżku. Znasz jakiś przykłady naczelnych sprzed 10 – 6 mln lat gdzie ten proces mozna prześledzić???????????????

              • Po pierwsze mieszasz oba posty.
                Po drugie, nie wiem czy da się prześledzić „ten proces” (rozrost móżdżku). Natomiast różnica między nami a prymatami jest w tym względzie ewidentna. Dotyczy nie tylko oczywiście pionowego chodu ale i zdolności językowych.
                Po trzecie ramapitek jest, jeśli mnie pamięć nie myli, taką małpą.
                A po czwarte to moja koncepcja (opinia)- chodzi o wtórną (knykciową) czworonożność dużych prymatów, którą zasugerowałem we wcześniejszym poście. Nawet specjalnie się przy niej nie upieram.
                Natomiast stanowczo nie stawiam znaku równości między 4-nożnym chodem mniejszych małp, które opierają ciężar ciała przednich rąk na kłębie i kłębiku; a chodem knykciowym dużych prymatów. Dla mnie to kompletnie inna biomechanika. Stąd moja sugestia.

              • Prymat, który „postanowił”. stanąć na dwóch nogach miał już gotowy do obsłużenia dwunożności móżdżek stworzenia dziennego, nadrzewnego i aktywnego.

              • @ffatman,
                to co piszesz zgadza się w części, gdyż tak jak pisałem chodzenie „nożne”- bez łap, prezentują orangutany i dość często bonobo. Czyli ich „aplikacje nerwowe” są do tego przygotowane- posiadają odpowiednie „oprogramowanie”. Nie jest to jednak chód typowo ludzki z obniżaniem w stawach biodrowych.
                Co do móżdżku- nie wiem kiedy nastąpiły określone zmiany anatomiczne, tym bardziej nie wiem czy można to prześledzić na czaszkach, co sugerował @Sauron. Móżdżek leży przecież podnamiotowo.

          • Protein? Mózg to energia, energia, energia i smalec a nie proteiny.

            • Chyba nie zrozumiałeś. Według jednej z hipotez zwiększenie ilości pokarmu mięsnego w diecie Hominidae miał spowodować wzrost objętości mózgu.

              • Zgoda @Sauron, ale nie do końca. W grę wchodzą dopiero Erectusy. Bo tak faktycznie chodzi nie o samo mięso, ale o mięso upieczone- czyli o umiejętność korzystania z ognia. Mięso poddane obróbce termicznej jest zdecydowanie łatwiej, szybciej i w większym % przyswajalne, niż surowe. A nie można zapominać o tym, ze co prawda do działania neurony wykorzystują glukozę, ale do budowy: struktór komórkowych, mediatorów i enzymów- aminokwasy i tłuszcze. Stąd być może skok Erectusów (w pojemności czaszki) od mniejszych u wczesnych form–> do większych czaszek u form późnyxh.
                Na „małpim” etepie pewnie nie ma to większego znaczenia (brak ognia, czyli surowe mięso)- co widać po mózgach szympansów zwyczajnych i bonobo.

  6. Tylko małpa może wierzyć, że człowiek pochodzi od małpy

    • I tu bym polemizował- dowody na istnienie wiary u małp poproszę.

  7. Ciekawa strona o prehistorii czlowieka wytropiona z linku onetowego
    http://portalwiedzy.onet.pl/146238,1,1,0,galeria_media.html

    Podstrony troche zaszyte, dlatego podaje jako osobne linki

    http://urmensch.senckenberg.de/assets/flash/historie.html
    http://urmensch.senckenberg.de/index.php?id=29

  8. na rozwój mózgu mogła mieć postawa pionowa,pewności co do tego nie mamy i na próżno się tu spierać.Za to istnieje przekonanie
    (przekonanie,a nie twierdzenie),że mózg jest organem energetyczno-żarłocznym.Potrzebuje dużo protein oraz energii. Energię zaś można dostarczyć w postaci węglowodanów lub tłuszczu.Najlepszym tzw.2w1
    jest szpik kostny wydobywany,z kości ubitych(upolowanych)zwierząt
    Praktyki rozbijania kości w tym właśnie celu znamy ze stanowisk
    archeo i nie dotyczyły one wyłącznie HSS.

    • Zabrakło podpisu to był kirys

      • potwierdzam

        • Metabolizm mózgu opiera się (głównie) na glukozie (w warunkach „normalnych”). Natomiast w chorobie głodowej (po prostu w czasie głodu) mózg może korzystać z tzw ciał ketonowych: acetonu, acetooctanu i beta-hydroksymaślanu. Nie jest to jednak wymarzone „paliwo” i nasz OUN nie funkcjonuje na nim na najwyższych obrotach.
          Ketoza w czasie głodu jest w zasadzie identyczna z tą w nieleczonej cukrzycy (z następową kwasicą).

  9. A propos wpływu postawy wyprostowanej na wzrost wielkości mózgu.
    W książce „Afrykański exodus” (seria „Na ścieżkach nauki” Prószyńskiego) piszą, że jak najbardziej postawa wyprostowana pozwoliła na powiększenie mózgu. Argument jest następujący.
    Chodzenie na 4 nogach ogranicza ciężar (a więc i wielkość) czaszki w stosunku do reszty ciała, ponieważ kręgosłup podtrzymuje czaszkę „od boku” i potrzeba bardzo silnych mięśni szyjnych, żeby utrzymać głowę. Im cięższa głowa, tym konieczne większe mięśnie szyjne. Głowa nie może być więc za duża w stosunku do reszty ciała i nawet jeżeli impulsy środowiskowe umożliwiłyby rozrost mózgu, to anatomia ogranicza ten rozwój.
    Z kolei przy postawie wyprostowanej głowa „leży” na kręgosłupie, który podpiera ją „od spodu”. Taki sposób podparcia jest dużo bardziej efektywny energetycznie i dlatego głowa i mózg mogą się rozrastać.
    Dodatkowo Stringer we wspomnianej książce twierdzi, że dzięki postawie wyprostowanej mógł nastąpić również rozwój strun głosowych, dzięki czemu powstała mowa, która zapewniła człowiekowi sukces ewolucyjny

    • I pewnie dużo w tym racji- ale nie stuprocentowej. Pionowo ustawioną szyję mają też i ptaki. Głowę tez w zasadzie noszą jak my, jednak brak im kory nowej (mają korę limbiczną)- a ich mózgi są małe.
      Duże znaczenie musiało mieć u naszych przodków przecież także przesunięcie środka ciężkości czaszki (głowy) bardziej do tyłu, spowodowane przesunięciem do przodu otworu wielkiego i zmniejszeniem twarzoczaszki. Przez to cała głowa była bardziej zrównoważona i do jej horyzontalnego utrzymania potrzeba było mniej energii. Tę nadwyżkę energii istotnie organizm mógł do czegoś spożytkować.

  10. Tu podaję jeszcze linka z YoUTUBE odnośnie częstości chodzenia na dwóch nogach przez bonobo. Filmik jest krótki, ale już chociażby z tego widać jak często bonobosy się tak poruszają (obie płcie):

Skomentuj

Proszę zalogować się jedną z tych metod aby dodawać swoje komentarze:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s