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Por que os humanos se tornaram bípedes?

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Em algum lugar da história evolutiva homo começou a andar ereto e tornou-se bípede. Você ouve essas hipóteses de que, caminhando eretos, eles poderiam ver melhor através das savanas gramíneas para escapar de predadores, encontrar comida, encontrar outros humanos etc. No entanto, a maneira mais parcimoniosa de conseguir olhar mais longe nas planícies gramíneas é crescer mais alto - muito menos adaptações necessárias e, portanto, mais favorável de uma perspectiva evolutiva. Outras hipóteses dizem homo liberou suas mãos para carregar coisas. Muito bem, mas alguns macacos são conhecidos por carregar coisas. Além disso, andar de quatro aumenta a velocidade de corrida (você não precisa ver muito se consegue escapar mais rápido) e os macacos sobem melhor nas árvores (qual é o melhor lugar para se esconder dos predadores?). Daí minha pergunta: Por que o bipedalismo foi favorecido na evolução?


Como já apontado, não há consenso científico sobre a resposta a essa pergunta. Isso ocorre porque é difícil testar as explicações propostas e é provável que vários fatores tenham interagido.

Tudo isso foi considerado a explicação para a evolução do bipedalismo:

  1. Mãos livres para maior uso da ferramenta. (Enciclopédia Britânica)

  2. Mãos livres para uso de armas na caça ou uso de recipientes para transporte de alimentos vegetais obtidos por coleta. Existem três variantes: a versão “homem o caçador” que vê a caça masculina como o estímulo chave (Washburn 1967 em Haraway 2013); a versão “mulher catadora” que vê as mulheres precisando das mãos livres para carregar como estímulo os alimentos vegetais colhidos; e a versão “homem, o provisionador”, que enfatiza os machos que carregam comida (carne ou plantas) para abastecer as fêmeas e seus filhos. Todas essas explicações são provavelmente falhas porque invocam a utilidade atual para explicar as origens do bipedalismo.

  3. O bipedalismo foi criado pela seleção sexual feminina de machos com genitais grandes e visíveis. Embora improvável, isso pode estar correto, mas é impossível testar. (Enciclopédia Britânica)

  4. O bipedalismo evoluiu para ajudar a evitar predadores. A altura mais alta permite que você veja distâncias mais longas sobre a grama. (Enciclopédia Britânica)

  5. O bipedismo evolui porque permite a locomoção com eficiência energética entre fragmentos de floresta em um ambiente cada vez mais aberto.

  6. “Teoria do radiador”: a seleção natural favoreceu o bipedalismo em ambientes abertos porque diminui a exposição ao sol e ajuda a manter o cérebro resfriado. (Wheeler, discutido em Haviland 2007 e Encyclopedia Britannica) O cérebro é altamente sensível ao estresse térmico. Isso permitiu que os hominídeos estivessem ativos ao meio-dia, quando os predadores concorrentes são menos ativos. (Essentials of Physical Anthropology, p. 165). Uma vez que os mesmos animais carnívoros com os quais os hominídeos competiam (ambos iriam catar animais mortos) podiam atacar os hominídeos, os hominídeos provavelmente estavam mais seguros de ataques de predadores durante o meio-dia também.

  7. O bipedalismo terrestre pode ser uma continuação de uma postura corporal ereta inerente a uma adaptação para escalar árvores / braquiária. Os gibões, os macacos mais arbóreos e os melhores braquiadores, caminham bípede nas raras ocasiões em que pousam no solo. (Enciclopédia Britânica)

Os primeiros fósseis de hominídeos parecem ter sido bípedes, sem nenhuma evidência clara de uma transição através de um estágio de andar sobre os nós dos dedos, o principal modo de locomoção do macaco africano moderno. (Kivell e Schmitt 2009, aqui está uma fonte secundária, e aqui está uma fonte primária que discorda, Richmond e Strait 2000)

Se isso for verdade, então o modo de locomoção do macaco africano moderno (andar com os nós dos dedos) é um traço derivado, e a postura corporal vertical pode ser o traço ancestral nas linhagens evolutivas hominóides africanas. Em outras palavras, se isso for verdade, o ancestral de todos os grandes macacos, incluindo os humanos, já era bípede, e os macacos africanos modernos evoluíram para andar nos nós dos dedos desde então. Além disso, se isso for verdade, os fatores mencionados anteriormente reforçariam e refinariam a locomoção bípede na linhagem dos hominíneos.

É provável que as explicações 4, 5, 6 e 7 tenham interagido para selecionar o bipedalismo. Eles correspondem melhor aos dados paleontológicos e ecológicos. Os números 1 e 2 são improváveis, porque o bipedalismo parece longo antes evidências do uso da ferramenta.


A resposta do chimpanzé trovão resumiu muito bem a resposta. Para tentar organizar um pouco as coisas, se você tiver sete minutos, dê uma olhada neste vídeo. Mostra um homem perseguindo um kudu. Ambos correm por 8 horas, até que o kudu literalmente desaba e o homem calmamente caminha até ele e o mata. O vídeo mostra as adaptações evolutivas que o homem tem - ele suou por todo o corpo, se refrescando. O kudu precisa de sombra para esfriar e transpira apenas um pouco. O homem pode carregar água, para se reabastecer. O animal não pode.

Talvez mais importante, o homem anda ereto sobre os dois pés, mudando assim seu centro de gravidade de uma forma energeticamente favorável. O animal está restrito ao galope, que é mais rápido para uma corrida, mas não energeticamente favorável para corridas de longa distância.

Aqui estão alguns artigos para leitura:

Evolução da corrida de maratona

O Paradoxo Energético da Corrida Humana e da Evolução Hominídea

Corrida de resistência e a evolução do Homo

Eles dizem coisas semelhantes ao vídeo: que evoluímos para a caça persistente em um ambiente árido. Esta é uma atividade que os outros primatas não realizam. Nossa capacidade de caçar efetivamente nos permite comer mais carne e, portanto, favorece corridas de longa distância eficientes.


Duvido que você fique satisfeito com qualquer resposta, já que as autoridades no assunto não podem testar as muitas hipóteses e nem todas concordam. Por volta da época do homo erectus (1,89 milhão de anos atrás), os hominídeos começaram a andar eretos de forma mais permanente, mas este não foi o único evento evolutivo. Além disso, os hominídeos também começaram a crescer mais altos [1].

Charles Darwin formulou a hipótese de que andar ereto estava ligado ao uso de ferramentas em 1871 [2]. Em 2009, Lovejoy reformulou a hipótese de Darwin e chegou à conclusão de que andar ereto se resume a comida e sexo [3].

Para serem provedores bem-sucedidos, os homens precisavam de braços e mãos livres para carregar comida e, assim, o bipedalismo evoluiu. Este cenário, como acontece com todas as hipóteses de bipedalismo, é realmente difícil de testar. Mas no início deste ano, os pesquisadores ofereceram algum apoio quando descobriram que os chimpanzés tendem a andar bípede quando carregam alimentos raros ou valiosos.

Nesse ponto, sugere Lovejoy, um arranjo mutuamente benéfico evoluiu: os machos coletavam comida para as fêmeas e seus filhotes e, em troca, as fêmeas acasalavam exclusivamente com seus provedores. Para serem provedores bem-sucedidos, os homens precisavam de braços e mãos livres para carregar comida e, assim, o bipedalismo evoluiu. Este cenário, como acontece com todas as hipóteses de bipedalismo, é realmente difícil de testar. [1]

Em 1980, Peter Rodman e Henry McHenry afirmaram que o bipedalismo traz vantagens bioenergéticas [4]. Então, em 2007, outro grupo de pesquisadores validou a vantagem energética de andar ereto [5].

Raichlen observa que se a mesma variação existisse em nossos primeiros ancestrais semelhantes aos macacos que existe nos chimpanzés de hoje, com alguns achando mais fácil andar do que outros, isso poderia ter ajudado a impulsionar a adaptação. "Isso é o que a seleção natural seria capaz de trabalhar", diz ele [5].

Como não há acordo e testar muitas das hipóteses são impossíveis, visto que os primeiros hominídeos não existem mais, ninguém em sã consciência pode dizer: "Chris, é por isso que evoluímos para andar." Mesmo se eles estivessem corretos, levaria algum tempo para percorrer a comunidade acadêmica antes que ela ganhasse apoio suficiente para ser o consenso.


Evolução humana: Por que nossos ancestrais primeiro andaram eretos?

Talvez porque precisassem de suas mãos para carregar suas coisas.

Flor pré-histórica desabrocha novamente

28 de março de 2012 & # 151 - Há um motivo pelo qual nossos ancestrais começaram a andar sobre duas pernas, em vez de correr de quatro milhões de anos atrás. Como nós, eles não podiam sobreviver sem carregar algumas de suas coisas.

Novas evidências coletadas durante duas expedições à Guiné, na África Ocidental, apóiam essa teoria, que tem sido uma das várias explicações importantes para os seres humanos se tornarem bípedes em algum lugar entre três e seis milhões de anos atrás. Pesquisadores dos Estados Unidos, Inglaterra, Japão e Portugal passaram semanas observando chimpanzés em seu habitat natural para ver como eles se moveriam se precisassem carregar algo.

Se eles tivessem a chance de pegar um punhado de guloseimas saborosas antes que outra pessoa os pegasse, eles enfiavam as guloseimas na boca e nas mãos e corriam para um porto seguro com os dois pés. Na verdade, eles eram quatro vezes mais propensos a assumir uma postura humana se as guloseimas fossem particularmente raras e a competição acirrada.

Em 1961, o antropólogo Gordon W. Hewes postulou que na época em que nossa linhagem se ramificou de chimpanzés e macacos, o ambiente na África mudou para savanas mais abertas, tornando alguns recursos escassos. Portanto, para sobreviver, nossos ancestrais provavelmente precisaram reunir recursos quando eles estavam disponíveis e carregá-los para seu habitat normal.

E não haveria maneira melhor de fazer isso do que ficar em pé e usar as mãos para segurar o que fosse necessário para transportar, afirmou Hewes.

Ao longo de muitas gerações, nossos ancestrais desenvolveram lentamente os músculos certos e o sistema esquelético direito para facilitar o caminhar sobre duas pernas, e isso nos deu um perfil muito diferente dos quadrúpedes que deixamos para trás. Infelizmente, também nos causou dores nas costas e nos joelhos, mas falaremos mais sobre isso depois.

Embora a teoria de Hewes faça sentido, alguns antropólogos argumentam que carregar coisas foi, na melhor das hipóteses, apenas parte do motivo pelo qual nossos ancestrais se tornaram bípedes. Caminhar também é mais eficiente em termos de energia e é mais fácil fazer muitas coisas se você não estiver pisando nas próprias mãos.

Não é possível voltar no calendário e ver o que realmente estava acontecendo tantos anos atrás, então uma equipe internacional de cientistas se voltou para a próxima melhor coisa - chimpanzés selvagens.

"Esses chimpanzés fornecem um modelo das condições ecológicas sob as quais nossos primeiros ancestrais podem ter começado a andar sobre duas pernas", disse Brian Richmond, da George Washington University, ao divulgar o estudo, publicado este mês no "Current Biology".

"Algo tão simples como carregar - uma atividade que fazemos todos os dias - pode ter, nas condições certas, levado a uma caminhada ereta e colocado nossos ancestrais em um caminho diferente de outros macacos que, em última análise, levou à origem de nossa espécie, "Richmond disse.

Os pesquisadores passaram 14 meses observando chimpanzés em um dos santuários mais notáveis ​​do mundo, o "laboratório ao ar livre" da Universidade de Kyoto na Floresta Bossou da Guiné, onde os cientistas estudaram intensamente como os chimpanzés usam ferramentas, principalmente pedras, para quebrar nozes e acessar outros alimentos . O estudo, conduzido por Kimberley Hockings, da Oxford Brookes University, focou em chimpanzés selvagens que atacam rotineiramente fazendas próximas.

Os chimpanzés geralmente caminhavam sobre dois pés enquanto carregavam mamões e outras colheitas nas mãos, e nas bocas, e até mesmo nos pés, as notas do estudo.

Isso pode fazer sentido, até para um chimpanzé, mas não é tão fácil para um chimpanzé andar ereto. Ao contrário dos humanos, por exemplo, um chimpanzé não pode ficar em uma perna e deixar que os ossos da perna carreguem o peso. Um chimpanzé tem que usar músculos para isso, porque suas pernas são estruturadas de forma diferente e isso pode ser cansativo.

Mas as mudanças evolutivas graduais, que levaram milhões de anos, trouxeram uma mistura de coisas. Tornou possível aos primeiros humanos vagarem por vastas áreas, colhendo frutas ao alcance e carregando suprimentos, ferramentas e crianças. Também os fazia parecer maiores e mais intimidantes.

Mas ainda temos uma espinha dorsal que sobrou dos anos em que nossos ancestrais mais distantes eram principalmente horizontais, tanto na água quanto na terra. Não foi projetado para funcionar na posição vertical, razão pela qual os humanos modernos sofrem de dores nas costas, hérnia de disco, artrite e assim por diante.

Então, quando tudo isso começou? De acordo com o Programa de Origens Humanas do Smithsonian Institution, ele provavelmente começou há pelo menos seis milhões de anos, com alterações nos ossos da perna de um dos primeiros hominóides, o Sahelanthropus. Em seguida, veio o joelho, alguns milhões de anos depois.

Por volta de três milhões de anos atrás, de acordo com muitos especialistas, nossos ancestrais eram muito parecidos conosco, pelo menos estruturalmente, e provavelmente se moviam principalmente sobre dois pés, que haviam perdido a capacidade de se agarrar a um galho. No ano passado, na revista Science, pesquisadores relataram a descoberta de um pé fossilizado na Etiópia que foi claramente feito para caminhar, não subir em árvores.

Aquele pé era rígido o suficiente para sair do chão ao caminhar e flexível o suficiente para absorver o choque do toque no chão, então foi uma mudança monumental. Chega de balançar nas árvores.


Enigmas da evolução: por que nos tornamos bípedes?

CHARLES DARWIN sugeriu que nossos ancestrais primeiro ficaram de pé para liberar as mãos para a fabricação de ferramentas. Agora sabemos que não pode estar certo, pois as ferramentas mais antigas já descobertas têm apenas 2,6 milhões de anos, enquanto a anatomia dos fósseis de hominídeos revela que o bipedalismo surgiu há pelo menos 4,2 milhões - e possivelmente até 6 milhões - de anos atrás.

O problema do bipedalismo, diz Chris Stringer no Museu de História Natural de Londres, é que andar proficiente tem muitas vantagens, mas adquirir a habilidade requer mudanças anatômicas e, enquanto isso, você será lento, desajeitado e instável. & # 8220Poderia ter começado nas árvores, & # 8221 ele sugere, apontando que os orangotangos e outros primatas caminham eretos ao longo dos galhos quando se alimentam. Isso se encaixa com o que sabemos sobre o estilo de vida dos primeiros bípedes, mas não explica por que eles desenvolveram uma anatomia especializada. Por volta de 4 milhões de anos atrás, por exemplo, a tíbia na parte inferior da perna era mantida ereta sobre o pé, ao passo que é inclinada para fora nos macacos que vivem agora, mesmo aqueles que passam mais tempo com duas pernas.

Em uma explicação evolucionária mais convincente, o bipedalismo aumentaria substancialmente a sobrevivência, razão pela qual algumas pessoas acreditam que ele evoluiu para permitir que os machos tivessem acesso a mais comida para que pudessem ajudar a alimentar seus parceiros e filhos (Odisséia, vol 2, p 12). Mas essa ideia pressupõe uma origem muito precoce da monogamia, que a evidência não apóia, diz Donald Johanson, da Arizona State University em Tempe, & hellip

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A verdadeira vantagem

A maioria dos animais gasta a maior quantidade de energia na reprodução, alimentação e garantia de segurança. A explicação de Owen Lovejoy & # x27s indica que se os machos contribuíssem para a sobrevivência de suas parceiras e descendentes, seus próprios genes sobreviveriam na próxima geração. O bipedalismo teria permitido que os machos fornecessem alimentos de alta qualidade às suas parceiras e descendentes, bem como ajudasse a protegê-los de quaisquer perigos que surgissem. Essa explicação faz sentido biológico e comportamental. A seleção natural não pode Criar um comportamento como o bipedalismo, mas pode atuar para selecionar o comportamento uma vez que tenha surgido. Certamente, alguns dos primeiros hominídeos eram melhores em andar ereto do que outros, um comportamento que lhes permitia forragear muito e trazer comida de volta para casa.

Acredito que nossos ancestrais, pré-Lucy, tornaram-se eretos na proteção das florestas, um ambiente familiar no qual enfrentavam menos perigos. Depois, munidos de um novo tipo de locomoção, o bipedalismo, foram pré-adaptados para se deslocarem para as savanas e expandir seu território. Assim que mudamos para ambientes mais abertos, trouxemos um pacote completo de vantagens conosco. Nossas mãos estavam livres para fazer e usar ferramentas, poderíamos caminhar longas distâncias para coletar e transportar alimentos (e, ao fazer isso, nos beneficiaríamos de termorregulação aprimorada para evitar o superaquecimento), poderíamos olhar para a grama alta se necessário, e assim por diante.

O bipedalismo foi uma inovação comportamental que abriu caminho para tornar tudo possível para a nossa evolução, mesmo que ainda não seja perfeita. Os humanos continuam sofrendo de arcos caídos, hérnias, fortes dores na parte inferior das costas e outros efeitos colaterais negativos do bipedalismo. Mas ainda foi o único passo em nosso passado antigo que levou à fabricação de ferramentas, ao aumento do cérebro e à inteligência que levou à nossa preeminência no planeta hoje.


Por que a seleção natural favoreceu o bipedalismo?

Os cientistas, na verdade, não decidiram por que a seleção natural favoreceu o bipedalismo em humanos, e há muitas idéias.

Explicação:

Existem várias teorias sobre por que os humanos andam eretos. Por exemplo, alguns acreditam que evoluímos para andar eretos a fim de ver sobre a grama alta, embora outros argumentem que isso teria anunciado imediatamente nossa presença aos predadores. Alguns acreditam que começamos a andar eretos porque estávamos usando ferramentas de pedra, mas as primeiras ferramentas de pedra aparecem no registro fóssil muito depois que nossos ancestrais começaram a andar eretos.

Outros argumentam que o bipedalismo é mais eficiente, o que significa que usamos menos energia, do que andar de quatro em longas distâncias. De fato, um estudo recente mostrou que os humanos são cerca de 75% mais eficientes do que os chimpanzés quando os chimpanzés andam sobre duas pernas devido a diferenças em nossa anatomia.

Outra teoria afirma que andar ereto era vantajoso para os machos porque eles eram capazes de levar comida de volta para as fêmeas com seus filhos. Os machos forneceram fêmeas e, portanto, reduziram os custos reprodutivos. Essa teoria também tem problemas, pois nossos parentes primatas mostram que geralmente são as fêmeas que cuidam de seus filhotes. Portanto, essa ideia de nossas ancestrais femininas por aí carregadas de descendentes ignora o que vemos em primatas vivos.


Paus e pedras que quebram ossos

Os humanos são a única espécie que pode lançar bem o suficiente para matar rivais e presas. Como o arremesso requer movimentos altamente coordenados e extraordinariamente rápidos de várias partes do corpo, provavelmente houve uma longa história de seleção que favoreceu a evolução do arremesso especializado em nossos ancestrais.

A maioria das pessoas provavelmente não pensa que arremessar é importante fora dos esportes porque elas se esqueceram de sua utilidade. Parte disso tem a ver com o fato de que as pessoas usam armas como arcos e armas de fogo há séculos.

Mas antes da invenção dessas armas, nossos ancestrais caçadores-coletores atiravam dardos, facas, lanças, paus e pedras nos rivais e nas presas. Mesmo hoje, as pedras continuam a ser armas eficazes. Você verá os manifestantes atirando pedras contra a polícia e o apedrejamento usado como forma de punição em alguns lugares.

Darwin considerou a evolução do arremesso crítica para o sucesso de nossos ancestrais. Como ele escreveu em "A descendência do homem e a seleção em relação ao sexo", isso permitiu que "os progenitores do homem" melhor "se defendessem com pedras ou porretes, para atacar suas presas ou, de outra forma, para obter comida".

O desenvolvimento da habilidade começa com a evolução da locomoção bípede, ou seja, andar sobre dois pés. Isso aconteceu há cerca de 4 milhões de anos e liberou os braços e as mãos para aprender novas habilidades, como fazer ferramentas, carregar mercadorias e arremessar.

Os australopitecíneos, os ancestrais bípedes de nosso gênero de cérebro relativamente pequeno que viveram na África em algum lugar entre 1 milhão e 4 milhões de anos atrás, provavelmente lançaram projéteis também, já que seus ossos das mãos indicam sua capacidade de agarrar objetos e jogá-los.

Mas só porque você pode jogar, não significa que você pode jogar bem. Adaptações anatômicas como uma cintura alta e móvel que desacoplava os quadris e o tórax permitiam maior rotação do tronco. Uma articulação do ombro orientada lateralmente, que melhor alinhava o eixo principal do braço com a ação dos músculos peitorais, permitia uma maior amplitude de movimento. Ambos são necessários para arremessos em alta velocidade e apareceram juntos pela primeira vez em Homo erectus - o primeiro membro do nosso gênero - cerca de 2 milhões de anos atrás.

As duas principais teorias que explicam por que a seleção favorece o arremesso são a luta e a caça. A maioria dos estudiosos favorece a hipótese da caça. No entanto, macacos e macacos - especialmente chimpanzés, nossos parentes mais próximos - freqüentemente atiram gravetos, pedras e vegetação durante o combate uns com os outros e predadores em potencial. Raramente o fazem durante a caça. Como atirar em outros membros da mesma espécie é uma característica ancestral dos primatas, argumentamos que nossas habilidades de arremesso evoluíram primeiro no contexto do combate e só mais tarde se tornaram uma tática de caça.


Créditos de produção de eFossils

eFósseis é um site colaborativo no qual os usuários podem explorar importantes localidades fósseis e navegar na biblioteca digital de fósseis. Se você tiver qualquer problema ao usar este site ou outras perguntas, não hesite em nos contatar.

O financiamento para eFossils foi fornecido pelo Prêmio Longhorn Innovation Fund for Technology (LIFT) do Comitê de Pesquisa e Tecnologia Educacional (R & ampE) da estrutura de governança de TI da Universidade do Texas em Austin.


Bipedalismo, nascimento e evolução do cérebro

Uma das coisas que torna nossa espécie única é nosso cérebro excepcionalmente grande em relação ao tamanho do corpo. O tamanho do cérebro mais que triplicou durante o curso da evolução humana, e esse aumento de tamanho foi acompanhado por uma reorganização significativa do córtex cerebral, a proeminente estrutura convoluta responsável por funções mentais complexas, que responde por algo em torno de 85% do volume total do cérebro.

Que forças evolutivas impulsionaram esse aumento dramático no tamanho do cérebro? Muitas teorias foram apresentadas ao longo dos anos, sendo uma popular a de que os cérebros de nossos ancestrais se expandiram para acomodar a faculdade da linguagem. Um fragmento de crânio fossilizado pertencente a um ancestral humano que viveu há vários milhões de anos fornece ainda mais pistas. Uma nova análise do crânio sugere que a evolução do cérebro humano pode ter sido moldada por mudanças no sistema reprodutor feminino que ocorreram quando nossos ancestrais estavam eretos.

Em algum ponto da evolução, nossos ancestrais mudaram de andar sobre os quatro membros para apenas dois, e essa transição para o bipedalismo levou ao que é conhecido como dilema obstétrico. A mudança envolveu uma grande reconfiguração do canal de parto, que se tornou significativamente mais estreito devido a uma mudança na estrutura da pelve. Mais ou menos na mesma época, porém, o cérebro começou a se expandir.

Uma adaptação que evoluiu para contornar o problema foi o surgimento de aberturas no crânio chamadas fontanelas. A fontanela anterior permite que os dois ossos frontais do crânio deslizem um sobre o outro, como as placas tectônicas que constituem a crosta terrestre. Isso comprime a cabeça durante o parto, facilitando sua passagem pelo canal do parto.

Em humanos, a fontanela anterior permanece aberta durante os primeiros anos de vida, permitindo o aumento maciço no tamanho do cérebro, que ocorre principalmente durante o início da vida. A abertura fica gradualmente menor à medida que um novo osso é colocado, e é completamente fechado por volta dos dois anos de idade, quando os ossos frontais se fundem para formar uma estrutura chamada sutura metópica. Em chimpanzés e bononbos, por outro lado, o crescimento do cérebro ocorre principalmente no útero, e a fontanela anterior é fechada por volta do momento do nascimento.

Quando esse padrão de crescimento apareceu é uma das muitas perguntas sem resposta sobre a evolução do cérebro humano. O novo estudo, liderado por Dean Falk, da Florida State University, procurou abordar isso. Trabalhando em colaboração com pesquisadores do Instituto e Museu Antropológico da Universidade de Zurique, Falk comparou os crânios de humanos, chimpanzés e bonobos de várias idades ao crânio fossilizado da chamada Criança Taung.

Taung Child foi encontrado em 1924 em uma pedreira de calcário perto de Taung, na África do Sul, e foi o primeiro espécime de australopitecíneo a ser descoberto. Pertenceu a uma criança de três a quatro anos de idade e tem aproximadamente 2,5 milhões de anos. O crânio está incompleto, incluindo o rosto, a mandíbula e os dentes, mas contém um molde completo da caixa do cérebro, que se formou naturalmente a partir de minerais que foram depositados dentro dele e depois se solidificaram.

"A maior parte do caso do cérebro da criança de Taung não está mais presente, mas você vê todos os tipos de estruturas interessantes no endocast, como as impressões das convoluções corticais", diz o co-autor do estudo, Christoph Zollikofer. "Olhamos as marcas das suturas. Essas características estão muito bem preservadas e são conhecidas há 50 anos, mas ninguém deu atenção a elas."

Em 1990, pesquisadores da Washington University Medical School publicaram uma tomografia computadorizada tridimensional do endocast Taung Child, e Falk posteriormente o reconstruiu usando uma tecnologia de computador mais avançada. A comparação dessa reconstrução mais recente com varreduras de outras espécies agora revela que o crânio de Taung Child tem um pequeno remanescente em forma de triângulo da fontanela anterior.

Isso sugere que Taung Child tinha uma sutura metópica parcialmente fundida no momento da morte e, portanto, que o padrão de desenvolvimento do cérebro nesta espécie de Australopithecine era semelhante ao dos humanos anatomicamente modernos. A fusão tardia da sutura metópica indica que o rápido crescimento do cérebro no período após o nascimento veio antes do surgimento do Homo, o gênero que evoluiu dos australopitecinos e eventualmente deu origem à nossa própria espécie, o Homo sapiens.

"Há uma compensação entre andar bípede de maneira ideal, o que estreita ou contrai o canal do parto, e bebês gordos e de cérebro grande que precisam de uma passagem ampla para o parto", diz Zollikofer. "O bipedalismo e os grandes cérebros são processos evolutivos independentes. Os homininos começaram a andar bípede muito antes de o cérebro se expandir, mas essas tendências colidiram no nascimento, e acreditamos que isso aconteceu muito antes do que se pensava."

A evolução é um processo oportunista - as espécies mudam com o tempo, mas apenas algumas dessas mudanças se mostram vantajosas para a sobrevivência de um organismo. Alguns deles podem ser vantajosos de maneiras diferentes e não relacionadas, e esse parece ser o caso da evolução do cérebro humano. A fusão tardia da sutura metópica aparentemente evoluiu para superar o dilema obstétrico que surgiu quando nossos ancestrais ficavam de pé, mas tinha a vantagem adicional de permitir o padrão de crescimento do cérebro humano moderno.

Existem outras maneiras pelas quais o bipedalismo poderia ter levado ao aumento do tamanho do cérebro. Teria, por exemplo, liberado os membros anteriores e provavelmente teria levado à expansão e reorganização das áreas sensoriais e motoras do cérebro que processam a sensação e controlam o movimento. Da mesma forma, ficar de pé teria levado a grandes mudanças no que nossos ancestrais viam, o que pode ter levado a uma expansão das áreas visuais na parte posterior do cérebro.

As novas descobertas sugerem que a expansão do cérebro, bem como a reorganização do córtex pré-frontal, podem ter ocorrido como resultado indireto das modificações pélvicas que se seguiram à transição para o bipedalismo.

Todas as mudanças evolutivas são devidas a mudanças que ocorrem no nível genético, e o aumento dramático no tamanho do cérebro que ocorreu durante a evolução humana não é exceção. Numerosos genes foram implicados na evolução do cérebro humano, mas é difícil vincular qualquer um deles a mudanças específicas na organização ou estrutura do cérebro.

Na semana passada, no entanto, Evan Eichler e colegas relataram que um gene conhecido por estar envolvido no desenvolvimento do córtex cerebral foi duplicado várias vezes e que isso ocorreu exclusivamente em humanos. Eles também estimam que essas duplicações ocorreram entre dois e três milhões de anos atrás, então é tentador especular que elas estão de alguma forma ligadas às mudanças que podem ter ocorrido como resultado do bipedalismo.

Referência: Falk, D., et al. (2012). Sutura metópica de Taung (Australopithecus africanus) e suas implicações para a evolução do cérebro dos hominídeos. PNAS, DOI: 10.1073 / pnas.1119752109


As verdadeiras razões pelas quais andamos sobre duas pernas, e não quatro

Há evidências fósseis que sugerem que nossos ancestrais têm andado eretos por pelo menos seis milhões de anos. A questão é: por que eles assumiram a posição icônica?

Espalhadas por uma laje de rocha cor de cinza que emerge do leito de um rio seco no norte da Tanzânia, estão talvez algumas das relíquias mais evocativas de nosso passado evolucionário.

Comprimidos na cinza vulcânica endurecida estão três conjuntos de pegadas. Os maiores aparentemente conduzem os menores ao longo de uma trilha que serpenteia por 27 m (88 pés) através da superfície outrora pulverulenta. Eles foram feitos por uma espécie de humano primitivo que passeou com confiança pela área cerca de 3,66 milhões de anos atrás, muito antes de nossa própria espécie, Homo sapiens, caminhou na Terra.

Cruzando as pegadas estão as pegadas aleatórias feitas por coelhos antigos, antílopes, hienas, babuínos, girafas e rinocerontes. Os animais podem ter sido atraídos por um bebedouro que antes ficava nas proximidades.

Podemos apenas especular o que esses ancestrais humanos estavam fazendo quando deixaram marcas no solo, normalmente de curta duração, durante o Plioceno tardio. Estariam perseguindo uma presa, perseguindo animais no bebedouro ou apenas dando um passeio depois do jantar? Mas uma coisa fica imediatamente clara para quem olha as fotos. O que quer que aqueles ancestrais humanos estivessem fazendo, eles o faziam sobre duas pernas.

As pegadas foram descobertas em Laetoli, perto do desfiladeiro de Olduvai, na Tanzânia, uma área rica em fósseis de nossos ancestrais pré-históricos. Eles são as primeiras evidências indiscutíveis de que nossos ancestrais distantes passaram de quatro patas para duas, tornando-se "bípedes".

Andar em pé libera as mãos para carregar e manipular ferramentas

Exatamente por que e quando nossos ancestrais ficaram de pé e começaram a se mover sobre dois pés ainda está envolto em mistério. A comunidade científica discorda sobre o que levou os primeiros humanos a abandonar uma vida de quatro & ndash, embora seja claramente uma das características definidoras de nossa espécie.

No entanto, pesquisas de ponta agora fornecem novas pistas sobre o que pode ter impulsionado essa mudança.

Compreender como viemos a ser as criaturas bípedes que somos hoje promete responder a muitas das questões fundamentais que temos sobre a evolução de nossa espécie. É amplamente reconhecido que ficar em pé permanentemente abriu novas oportunidades para nossos ancestrais tocarem, explorarem, pegarem, jogarem e aprenderem.

"Walking upright freed the hands for carrying and manipulating tools," says Chris Stringer, a leading anthropologist at the Natural History Museum in London. "It allows longer-distance walking and, eventually, endurance running. Ultimately, it may have been a key step that led our ancestors' brains to grow."

Our earliest "human" predecessors are thought to have diverged from the common ancestor we share with chimpanzees sometime between 13 million and six million years ago. Most scientists agree these creatures lived high in the trees that are thought to have covered much of Africa at the time.

We only need to look at newborn human babies to see some remnants of that tree-dwelling past. Place a finger under a baby's toes and they will instinctively curl their tiny digits around it to get a grip. In the trees, infant primates cling to their mothers and to branches from birth. If they do not, they will fall and perish.

The long-standing and dominant theory suggests climate change was a key driver of the process

Our ancestors went through several fundamental anatomical modifications to shift from four legs to two. The pelvis changed from being tall and flat from front to back to being much shorter and more bowl-shaped, giving better leverage for the muscles that move the hip in upright walking.

The angle of the thigh bone changed to point inwards, bringing our feet more directly under the centre of our bodies. Our spines also curved, forming a distinct S-shape and helping to bring our body weight over the hips and to cushion the brain while walking. Eventually our lower limbs also grew longer, allowing us to take larger, more efficient steps.

Our feet changed, too. Apes have long, opposable big toes to grab branches. Human toes are shorter and they line up with one another to create a lever to push off at the end of a step.

How and why did these changes occur?

The long-standing and dominant theory suggests climate change was a key driver of the process. Several million years ago, Africa began to lose some of its forests as vast grasslands grew, so our ancestors gradually left their ancestral forests and moved out onto the savannahs.

Bipedalism made more sense in an environment where trees were rare. Standing up allows you to see over long grass to scan for predators and prey. The ancestral humans who were best at standing would have been more likely to survive and pass on their genes, so it is easy to imagine how natural selection could have resulted in a gradual shift from simply standing up briefly to permanently moving around in an upright posture.

The climate in Africa did not dry out enough to create savannahs until long after Sahelanthropus and Orrorin had evolved

The fossil record suggests the shift to walking on two legs might have occurred relatively early in our evolution.

For instance, fragments of a fossilised skull were discovered in Chad, west central Africa in 2001 and 2002. The ape-like creature the skull belonged to is now called Sahelanthropus tchadensis, and it lived between seven and six million years ago. The base of the skull shows that the neck was tucked directly below the head in a vertical position, like ours are, whereas chimpanzees tend to hold their neck horizontally. This suggests, according to its discoverers, that Sahelanthropus may have walked upright on two legs.

E se Sahelanthropus did not, another ancient ape alive six million years ago probably did. This animal, Orrorin tugenensis, appears to have had a thigh bone very similar in shape to a modern human one, suggesting it walked upright.

But for many, there are problems with the savannah theory. Most obviously, the climate in Africa did not dry out enough to create savannahs until long after Sahelanthropus e Orrorin had evolved.

In fact, the African climate has gone through many cycles through the course of human evolution, each of which altered the vegetative landscape. There was not really a clear and permanent landscape change that would have provided the impetus for such a fundamental lifestyle change as the shift from four legs to two.

These apes move through the forest canopy by walking along branches on two legs

And then there is another niggling problem. Why do so many other creatures adapted to live on the savannah move around on all fours? There are even other primates that spend considerable time on open grasslands, like baboons, but they still move around on four legs.

Finally, there is one interesting point about the fossils of the early two-legged human ancestors. They are often found alongside the fossil bones of forest and woodland species of plants and animals.

"It sounds counter-intuitive, but perhaps the behaviour actually began in the trees," suggests Stringer. He is referring to recent research that has suggested our ancestors were already moving around on two legs long before they left the dense forests.

Observations of orangutans in Sumatra have revealed that these apes move through the forest canopy by walking along branches on two legs, using their arms to help support their weight or to hang. This helps them move over branches that are much thinner than a heavy four-legged ape would normally be able to use, allowing them to reach more fruit and also to cross from tree to tree.

Human ancestors probably split from the orangutan evolutionary line about 10 million years ago, yet orangutans have knee joints strikingly similar to modern humans. According to Robin Crompton, an anthropologist at the University of Liverpool, and Susannah Thorpe, a primatologist at the University of Birmingham, this suggests the origins of bipedalism go back far further than previously believed.

"Orrorin shows a range of features that convince me that it is a good match for the arboreal &hellip hand-assisted biped we envisaged," explains Crompton.

There could be another largely overlooked intermediary step in our journey towards bipedalism

It is a theory that is gaining ground, but it is still just one of dozens of ideas that have been put forward to explain why our ancestors first stood up on two legs.

Some researchers have linked the change to a shift in hunting strategy. Two-legged apes could throw weapons and so take on bigger, faster moving prey.

Other researchers think standing upright helped our ancestors stay cool under the hot African sun. As a bonus, this idea might also help explain why our ancestors lost their hair to become naked apes. Standing up means only the top of the body needs to be protected with hair from the glare of the sun, while losing other body hair allows skin to cool more effectively in any breeze.

Arguments rage about exactly at what point in human evolution these various traits and abilities emerged, and whether they occurred early enough to push our ancestors up onto two legs.

But there is some recent research that indicates there could be another largely overlooked intermediary step in our journey towards bipedalism. And this brings us back to those footprints in Tanzania.

Some researchers are now using 3D scanning technology and computer modelling to reconstruct how some species may actually have looked when they walked by studying the prehistoric footprints they left behind. Combining this with what we know about their anatomy has allowed scientists to make detailed comparisons between the gait of our early ancestors and our own way of walking today.

Two recent studies used this approach to study the Laetoli footprints. The prints are thought to belong to individuals belonging to the same species as the famous Lucy, Australopithecus afarensis. Living between 3.9 million and 2.9 million years ago, this species is thought to have already undergone many of the anatomical changes that allowed our ancestors to walk upright, even if there was still some way to go before walking as we would now recognise it evolved.

She suffered multiple fractures just before her death that seem consistent with a fall from a great height

One study, by researchers at the Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology and the American Museum of Natural History, suggested Lucy and her kin walked in a slightly unusual way. Their reconstructions from the Laetoli footprints, published in August 2016, suggest A. afarensis walked around on two legs with bent knees in a kind of slouched posture. This certainly would not have been terribly efficient for moving around on the open savannah at any speed.

"It does not appear that they walked in a dramatically different way from modern humans, but the Laetoli footprints still suggest some slight differences that could have made bipedal walking more energetically costly for those who made them," says Kevin Hatala of the Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, who led the work.

And here the story gets more perplexing. A new analysis of Lucy's skeleton, also published in August 2016, suggests she suffered multiple fractures just before her death that seem consistent with a fall from a great height. The study &ndash and another that the same team published in November 2016 &ndash suggests A. afarensis may have spent considerable time climbing in trees.

Some new research from a surprising angle is now suggesting another possibility. Lucy might have been a rock climber.

"It would be easier, evolutionarily speaking, for an ape that is already adapted to climbing to move onto rough landscapes and scramble across them, gradually spending more and more time on the ground and, eventually, more and more time out on the flat plains, than it would be for the same ape to go straight to walking on plains," says Isabelle Winder, a palaeoanthropologist at the University of York.

Bennett believes that the human foot is actually a much more subtle and flexible tool than we give it credit for

In a paper published in 2015, Winder and her colleagues suggested it may have been changes in the geological landscape that helped shape our ancestors move onto two legs.

The researchers showed that areas of east Africa where the majority of early human ancestor fossils have been found were also geologically active. Living in the tumultuous Rift Valley, these human ancestors were amidst unstable landscapes dotted with escarpments and crags.

"I think we are adapted to unstable terrain and our feet reflect that," says Matthew Bennett, an anthropologist at Bournemouth University. "East Africa has lots of fault scarps and outcrops that provide points of refuge from predators and protected places to sleep."

Bennett's own work has focused on finding new ways to study the human foot and compare this to the feet of our ancestors. Using 3D scanning he has created models of the Laetoli footprints and others at Ileret in Kenya dating to 1.5 million years ago. These models suggest the species that made them walked around just like we do and differences to modern humans lie within the natural variability seen in the way our own species walk today.

Bennett believes that the human foot is actually a much more subtle and flexible tool than we give it credit for, perhaps because we tend to encase our own in shoes.

Our feet are not that different from the ancient feet that made those prints more than three million years ago

"We see the foot as a simple lever that allows us to 'toe off' as we walk," he says. "That is an overly simplistic action. We have a lot of flexibility in our foot that allows us to do a range of things.

"You can scamper up a tree if you need to, you could seek refuge up a rocky slope, or you could equally make progress when moving from one water source to another on slippery ground."

So, while smudged lines of tracks in places like Laetoli provide a powerful link to our early ancestors, it seems they may also reveal that our feet are not that different from the ancient feet that made those prints more than three million years ago.

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Homosexuality May Have Evolved In Humans Because It Helps Us Bond, Scientists Say

Scientists have long been puzzled by homosexuality, as it seems to be at odds with the basic human drive to reproduce.

Various theories have been offered--from the notion that homosexual men make more diligent uncles than their heterosexual counterparts (and thus are better at ensuring the survival of their relatives) to the notion that the same gene that codes for homosexuality in men makes women more fertile.

Now researchers from the University of Portsmouth in England have put forth a controversial new theory. They say homosexuality evolved in humans and other primates because it helps us form bonds with one another.

“From an evolutionary perspective, we tend to think of sexual behavior as a means to an end for reproduction," Dr. Diana Fleischman, an evolutionary psychologist at the university and one of the researchers, said in a written statement. "However, because sexual behavior is intimate and pleasurable, it is also used in many species, including non-human primates, to help form and maintain social bonds. We can all see this in romantic couples who bond by engaging in sexual behavior even when reproduction is not possible."

For the study, 92 women were asked to indicate the extent to which they agreed or disagreed with various hypothetical statements about homosexual behavior, such as: "The idea of kissing a person of the same sex is sexually arousing to me" and "If someone of the same sex made a pass at me I would be disgusted."

Then the researchers measured levels of the hormone progesterone in the women's saliva. Progesterone is linked to social bonding.

What did the researchers find? Women with high progesterone levels were more open to engaging in homosexual activity. The researchers theorize that progesterone may make people want to bond with others--and since sexual activity is one form of bonding, homosexual as well as heterosexual behavior is encouraged.

In another experiment, 59 men did word completion puzzles, filling in the blanks of words from one of the following three categories: friendship (for instance, "fr. ds" becomes "friends"), sex ("br. ts" becomes "breasts"), or neutral ("sq.ar." becomes "square").

The researchers found that the men who completed the friendship puzzles were 26 percent more likely to be open to the idea of having sex with other men compared to the men in the other two groups. In other words, when men were led to think about forming bonds with others, they were more open to homosexual as well as heterosexual behavior, Fleischman told The Huffington Post in an email.

"It’s very complex, but it’s clear there’s a continuum between affection and sexuality, and. the ability to engage sexually with those of the same sex or the opposite sex is common," Fleischman said in the statement. "In humans, much, if not most of same-sex sexual behavior occurs in those who don’t identify as homosexual.”

An intriguing theory, for sure. But not everyone is buying the new research.

“It is a plausible theory that there is a societal benefit from homosexual behavior, but the link to progesterone is probably spurious," Dr. Gerard Conway, professor of reproductive endocrinology at University College, London, who was not involved in the study, told The Telegraph. "It’s a long way from proving cause and effect.”

The study was published Nov. 25 in the journal Archives of Sexual Behavior.


Assista o vídeo: Como os Hominídeos se Tornaram Bípedes? (Agosto 2022).