Motivele reale pentru care mergem pe doua picioare, si nu pe patru

Raspandite pe o placa de piatra de culoare taupe care iese din albia unui rau uscat din nordul Tanzaniei sunt probabil unele dintre cele mai evocatoare relicve ale trecutului nostru evolutiv.

Presate in cenusa vulcanica intarita sunt trei seturi de urme. Cele mai mari aparent le conduc pe cele mai mici de-a lungul unei trasee care serpuieste 27m (88ft) pe suprafata odata pudrata. Acestea au fost facute de o specie de om timpuriu care se plimba cu incredere prin zona in urma cu aproximativ 3,66 milioane de ani, cu mult inainte ca propria noastra specie, Homo sapiens , sa mearga pe Pamant.

Incrucisat in jurul amprentelor sunt urmele intamplatoare realizate de iepuri stravechi, antilopa, hiena, babuini, girafe si rinocer. Este posibil ca animalele sa fi fost atrase de o gaura de udare care odinioara zacea in apropiere.

Putem specula doar ce faceau acesti stramosi umani cand au lasat aceste pete in mod normal de scurta durata pe sol in timpul Pliocenului tarziu. Urmareau prada, urmareau animale la gaura de adancitura sau pur si simplu faceau o plimbare dupa cina? Dar un lucru este imediat clar pentru oricine se uita la amprente. Orice faceau acei stramosi umani, il faceau pe doua picioare.

Amprentele au fost dezgropate la Laetoli, aproape de defileul Olduvai din Tanzania, o zona bogata in fosile ale stramosilor nostri preistorici. Ele sunt cele mai vechi dovezi incontestabile ca stramosii nostri indepartati s-au mutat de la patru picioare la doua, devenind „bipede”.

Mersul in pozitie verticala elibera mainile pentru transportul si manipularea instrumentelor

Exact de ce si cand stramosii nostri au stat in picioare si au inceput sa se deplaseze pe doua picioare este inca invaluit in mister. Comunitatea stiintifica nu este de acord cu ceea ce i-a determinat pe primii oameni sa abandoneze o viata pe patru picioare – chiar daca este in mod clar una dintre trasaturile definitorii ale speciei noastre.

Cu toate acestea, cercetarea de ultima ora ofera acum noi indicii cu privire la ceea ce ar fi putut determina aceasta schimbare.

Intelegerea modului in care am ajuns sa fim creaturile bipede care suntem astazi promite sa raspunda la multe dintre intrebarile fundamentale pe care le avem despre evolutia speciei noastre. Este recunoscut pe scara larga ca in picioare permanent au deschis noi oportunitati stramosilor nostri de a atinge, explora, ridica, arunca si invata.

„Mersul in pozitie verticala a eliberat mainile pentru purtarea si manipularea instrumentelor”, spune Chris Stringer, un antropolog de frunte la Muzeul de Istorie Naturala din Londra.

Array

“Permite mersul pe distante mai mari si, in cele din urma, alergarea de anduranta. In cele din urma, este posibil sa fi fost un pas cheie care a dus la cresterea creierilor stramosilor nostri”.

Se considera ca primii nostri predecesori „umani” s-au indepartat de stramosul comun pe care il impartasim cu cimpanzeii, intre 13 si 6 milioane de ani in urma. Majoritatea oamenilor de stiinta sunt de acord ca aceste creaturi au trait sus in copacii despre care se crede ca au acoperit o mare parte din Africa la acea vreme.

Trebuie doar sa ne uitam la bebelusii umani nou-nascuti pentru a vedea cateva ramasite ale acelui trecut care locuieste in copaci. Asezati un deget sub degetele de la picioare ale bebelusului si acestea isi vor ondula instinctiv cifrele minuscule in jurul lui pentru a obtine o aderenta. In copaci, primatele infantile se agata de mame si de ramuri de la nastere. Daca nu, vor cadea si vor pieri.

Teoria dominanta si indelungata sugereaza ca schimbarile climatice au fost un factor cheie al procesului

Stramosii nostri au trecut prin cateva modificari anatomice fundamentale pentru a trece de la patru picioare la doua. Bazinul s-a schimbat de la a fi inalt si plat din fata in spate, pentru a fi mult mai scurt si mai in forma de castron, oferind o parghie mai buna pentru muschii care misca soldul in mers vertical.

Unghiul osului coapsei s-a schimbat pentru a se indrepta spre interior, aducandu-ne picioarele mai direct sub centrul corpului nostru. De asemenea, coloanele noastre vertebrale s-au curbat, formand o forma distincta de S si contribuind la aducerea greutatii corporale peste solduri si la amortizarea creierului in timp ce mergem. In cele din urma, membrele noastre inferioare au crescut si ele mai mult, permitandu-ne sa facem pasi mai mari si mai eficienti.

Si picioarele noastre s-au schimbat. Maimutele au degetele mari lungi, opozabile, pentru a apuca ramurile. Degetele umane sunt mai scurte si se aliniaza una cu cealalta pentru a crea o parghie de impins la sfarsitul unui pas.

Cum si de ce au avut loc aceste schimbari?

Teoria dominanta si indelungata sugereaza ca schimbarile climatice au fost un factor cheie al procesului. Cu cateva milioane de ani in urma, Africa a inceput sa-si piarda unele paduri pe masura ce crestea pasuni vaste, asa ca stramosii nostri si-au parasit treptat padurile ancestrale si s-au mutat in savane.

Bipedalismul avea mai mult sens intr-un mediu in care copacii erau rare. In picioare va permite sa vedeti peste iarba lunga pentru a cauta pradatori si prada. Oamenii ancestrali care au fost cei mai buni in picioare ar fi fost mai predispusi sa supravietuiasca si sa-si transmita genele, asa ca este usor sa ne imaginam cum selectia naturala ar fi putut duce la o trecere treptata de la simpla inaltare scurta la deplasare permanenta intr-o postura verticala .

Clima din Africa nu s-a uscat suficient pentru a crea savane pana la mult timp dupa ce Sahelanthropus si Orrorin au evoluat

Inregistrarile fosile sugereaza ca trecerea la mersul pe doua picioare s-ar fi putut produce relativ devreme in evolutia noastra.

De exemplu, fragmente dintr-un craniu fosilizat au fost descoperite in Ciad, vestul Africii Centrale in 2001 si 2002. Creatura asemanatoare maimutei la care a apartinut craniul se numeste acum Sahelanthropus tchadensis si a trait intre sapte si sase milioane de ani in urma. Baza craniului arata ca gatul a fost ascuns direct sub cap intr-o pozitie verticala, asa cum sunt si ale noastre, in timp ce cimpanzeii tind sa-si tina gatul pe orizontala. Acest lucru sugereaza, potrivit descoperitorilor sai, ca Sahelanthropus ar fi putut merge vertical pe doua picioare.

Si daca Sahelanthropus nu a facut-o, probabil o alta maimuta veche vie acum sase milioane de ani a facut-o. Acest animal, Orrorin tugenensis , pare sa aiba un os al coapsei cu o forma foarte asemanatoare cu un om modern, sugerand ca a mers vertical.

Dar pentru multi, exista probleme cu teoria savanei. Cel mai evident, clima din Africa nu s-a uscat suficient pentru a crea savane pana la mult timp dupa ce Sahelanthropus si Orrorin au evoluat.

De fapt, climatul african a trecut prin multe cicluri de-a lungul evolutiei umane, fiecare dintre ele modificand peisajul vegetativ. Nu a existat intr-adevar o schimbare clara si permanenta a peisajului care ar fi oferit impulsul unei schimbari atat de fundamentale a stilului de viata precum trecerea de la patru picioare la doua.

Aceste maimute se misca prin baldachinul padurii mergand de-a lungul ramurilor pe doua picioare

Si apoi exista o alta problema. De ce atat de multe alte creaturi adaptate sa traiasca pe savana se misca in patru picioare? Exista chiar si alte primate care petrec mult timp pe pajisti deschise, precum babuinii, dar se misca totusi pe patru picioare.

In cele din urma, exista un punct interesant despre fosilele stramosilor umani cu doua picioare timpurii. Acestea sunt adesea gasite alaturi de oasele fosile ale speciilor de plante si animale din paduri si paduri.

„Suna contra-intuitiv, dar poate ca comportamentul a inceput de fapt in copaci”, sugereaza Stringer. Se refera la cercetari recente care au sugerat ca stramosii nostri se miscau deja pe doua picioare cu mult inainte de a parasi padurile dense.

Observatiile orangutanilor din Sumatra au aratat ca aceste maimute se misca prin coronamentul padurii mergand de-a lungul ramurilor pe doua picioare, folosindu-si bratele pentru a-si sustine greutatea sau pentru a agata. Acest lucru ii ajuta sa se deplaseze peste ramuri mult mai subtiri decat ar putea folosi in mod normal o maimuta grea cu patru picioare, permitandu-le sa ajunga la mai multe fructe si, de asemenea, sa treaca din copac in copac.

Stramosii umani s-au despartit probabil de linia evolutiva a orangutanului cu aproximativ 10 milioane de ani in urma, totusi orangutanii au articulatii ale genunchiului extrem de asemanatoare cu oamenii moderni. Potrivit lui Robin Crompton, antropolog la Universitatea din Liverpool, si Susannah Thorpe, primatolog la Universitatea din Birmingham, acest lucru sugereaza ca originile bipedalismului se intorc mult mai departe decat se credea anterior.

Orrorin arata o serie de caracteristici care ma conving ca este o potrivire buna pentru arborealul … biped asistat manual cu care ne-am gandit”, explica Crompton.

Ar putea exista un alt pas intermediar neglijat in mare parte in calatoria noastra catre bipedalism

Este o teorie care castiga teren, dar este inca doar una dintre zecile de idei care au fost prezentate pentru a explica de ce stramosii nostri s-au ridicat prima data pe doua picioare.

Unii cercetatori au legat schimbarea de o schimbare a strategiei de vanatoare. Maimutele cu doua picioare aruncau arme si astfel puteau lua prada mai mare si mai rapida.

Alti cercetatori cred ca a sta in pozitie verticala i-a ajutat pe stramosii nostri sa se raceasca sub soarele fierbinte african. Ca bonus, aceasta idee ar putea ajuta, de asemenea, sa explice de ce stramosii nostri si-au pierdut parul pentru a deveni maimute goale. Stand in picioare inseamna ca numai partea superioara a corpului trebuie protejata cu par de stralucirea soarelui, in timp ce pierderea altor paruri corporale permite pielii sa se raceasca mai eficient in orice briza.

Argumente se dezlantuie cu exactitate in ce moment al evolutiei umane au aparut aceste trasaturi si abilitati diferite si daca acestea au aparut suficient de devreme pentru a ne impinge stramosii in sus pe doua picioare.

Dar exista unele cercetari recente care indica faptul ca ar putea exista un alt pas intermediar ignorat in mare parte in calatoria noastra catre bipedalism. Si acest lucru ne aduce inapoi la acele urme din Tanzania.

Unii cercetatori folosesc acum tehnologia de scanare 3D si modelarea computerizata pentru a reconstrui modul in care ar fi putut arata unele specii atunci cand au mers studiind amprentele preistorice pe care le-au lasat in urma. Combinand acest lucru cu ceea ce stim despre anatomia lor a permis oamenilor de stiinta sa faca comparatii detaliate intre mersul stramosilor nostri timpurii si propriul nostru mod de a merge astazi.

Doua studii recente au folosit aceasta abordare pentru a studia amprentele Laetoli. Se considera ca amprentele apartin unor indivizi care apartin aceleiasi specii ca faimosul Lucy, Australopithecus afarensis . Traind intre 3,9 milioane si 2,9 milioane de ani in urma, se crede ca aceasta specie a suferit deja multe dintre modificarile anatomice care au permis stramosilor nostri sa mearga in pozitie verticala, chiar daca mai existau o cale de parcurs inainte de a merge, asa cum am recunoaste ca a evoluat.

A suferit multiple fracturi chiar inainte de moarte, care par sa fie in concordanta cu o cadere de la o inaltime mare

Un studiu realizat de cercetatorii de la Institutul Max Planck pentru Antropologie Evolutiva si Muzeul American de Istorie Naturala a sugerat ca Lucy si rudele ei mergeau intr-un mod usor neobisnuit. Reconstructiile lor din amprentele Laetoli, publicate in august 2016, sugereaza ca A. afarensis se plimba pe doua picioare cu genunchii indoiti intr-un fel de postura inclinata. Acest lucru cu siguranta nu ar fi fost teribil de eficient pentru deplasarea pe savana deschisa cu orice viteza.

„Nu pare ca au mers intr-un mod dramatic diferit de oamenii moderni, dar amprentele Laetoli inca sugereaza cateva usoare diferente care ar fi putut face ca mersul pe bipede sa fie mai costisitor din punct de vedere energetic pentru cei care le-au facut”, spune Kevin Hatala de la Institutul Max Planck pentru Antropologia Evolutiva, care a condus lucrarea.

Si aici povestea devine mai uimitoare. O noua analiza a scheletului lui Lucy, publicata si in august 2016, sugereaza ca a suferit multiple fracturi chiar inainte de moarte, care par in concordanta cu o cadere de la o inaltime mare. Studiul – si altul pe care aceeasi echipa l-a publicat in noiembrie 2016 – sugereaza ca A. afarensis ar fi putut petrece timp considerabil urcand in copaci.

Unele noi cercetari dintr-un unghi surprinzator sugereaza acum o alta posibilitate. Lucy ar fi putut fi un alpinist. 

„Ar fi mai usor, evolutiv vorbind, ca o maimuta care este deja adaptata sa urce sa mearga pe peisaje aspre si sa se strecoare peste ele, petrecand treptat din ce in ce mai mult timp pe pamant si, in cele din urma, din ce in ce mai mult timp pe campiile plate , decat ar fi ca aceeasi maimuta sa mearga direct la mers pe campii “, spune Isabelle Winder, paleoantropologa la Universitatea din York.

Bennett crede ca piciorul uman este de fapt un instrument mult mai subtil si mai flexibil decat pentru care ii dam credit

Intr-o lucrare publicata in 2015, Winder si colegii ei au sugerat ca este posibil sa fi fost modificari ale peisajului geologic care au ajutat la modelarea stramosilor nostri pe doua picioare.

Cercetatorii au aratat ca zonele din estul Africii in care s-au gasit majoritatea fosilelor stramosilor umani timpurii erau, de asemenea, active din punct de vedere geologic. Locuind in tumultuoasa Valea Riftului, acesti stramosi umani se aflau in mijlocul unor peisaje instabile presarate cu escarpe si cu pietre.

„Cred ca suntem adaptati la teren instabil si picioarele noastre reflecta acest lucru”, spune Matthew Bennett, antropolog la Universitatea Bournemouth. “Africa de Est are o multime de scarpe si afloriri care ofera puncte de refugiu de pradatori si locuri protejate pentru a dormi.”

Opera proprie a lui Bennett s-a concentrat pe gasirea de noi modalitati de a studia piciorul uman si de a compara acest lucru cu picioarele stramosilor nostri. Folosind scanarea 3D, el a creat modele ale amprentelor Laetoli si altele la Ileret, in Kenya, datand de acum 1,5 milioane de ani. Aceste modele sugereaza speciile care i-au facut sa se plimbe la fel ca noi si diferentele fata de oamenii moderni se incadreaza in variabilitatea naturala vazuta in felul in care mergem propriile noastre specii astazi.

Bennett considera ca piciorul uman este de fapt un instrument mult mai subtil si mai flexibil decat pentru care ii dam credit, poate pentru ca avem tendinta de a-l incorpora pe al nostru in pantofi.

Picioarele noastre nu sunt atat de diferite de picioarele antice care au facut acele amprente cu mai mult de trei milioane de ani in urma

„Vedem piciorul ca pe o simpla parghie care ne permite sa ne„ indepartam ”in timp ce mergem”, spune el. „Aceasta este o actiune prea simplista. Avem multa flexibilitate in picior, care ne permite sa facem o serie de lucruri.

„Puteti sa va aruncati un copac daca aveti nevoie, ati putea cauta refugiu pe o panta stancoasa sau ati putea progresa in mod egal atunci cand va deplasati dintr-o sursa de apa in alta pe un teren alunecos”.

Deci, in timp ce liniile murdare de urme in locuri precum Laetoli ofera o legatura puternica cu stramosii nostri timpurii, se pare ca ar putea dezvalui si faptul ca picioarele noastre nu sunt atat de diferite de picioarele antice care au facut acele amprente cu mai mult de trei milioane de ani in urma.

Alaturati-va celor peste sase milioane de fani BBC Earth placandu-ne pe Facebook sau urmariti-ne pe Twitter si Instagram.

Daca ti-a placut aceasta poveste, inscrie-te la buletinul informativ saptamanal bbc.com numit „Daca ai citit doar 6 lucruri in aceasta saptamana”. O selectie selectata de povesti din BBC Future, Earth, Culture, Capital, Travel si Auto, livrate in casuta de e-mail in fiecare vineri.