Uma interseção da abordagem de modelagem muscular poligonal guiada por cicatriz muscular e dados de ressonância magnética. Crédito: Dra. Ashley Wiseman
A modelagem digital do tecido mole do lendário fóssil mostra que o Australopithecus afarensis tinha músculos poderosos da perna e do quadril para morar em árvores, mas músculos do joelho que permitiam que ele andasse totalmente ereto.
Um pesquisador da Universidade de Cambridge reconstruiu digitalmente pela primeira vez o tecido mole ausente de um ancestral humano primitivo – ou hominídeo – revelando a capacidade de ficar de pé como fazemos hoje.
“Os músculos de Lucy sugerem que ela é uma especialista em bípedes como nós.” — dr. Ashley Wiseman
dr. Ashley Wiseman modelou em 3D a perna e os músculos do quadril do hominídeo Australopithecus afarensis Usando as varreduras de Lucy: um famoso espécime fóssil descoberto na Etiópia em meados da década de 1970.
Australopithecus afarensis O homem primitivo[{” attribute=””>species that lived in East Africa over three million years ago. Shorter than us, with an ape-like face and smaller brain, but able to walk on two legs, it adapted to both tree and savannah dwelling – helping the species survive for almost a million years.
Named for the Beatles classic ‘Lucy in the Sky with Diamonds’, Lucy is one of the most complete examples to be unearthed of any type of Australopithecus – with 40% of her skeleton recovered.
A digitization of the muscle attachment areas used to build the model of Lucy’s muscles, next to the completed 3D muscle model. Credit: Dr. Ashleigh Wiseman
Wiseman was able to use recently published open-source data on the Lucy fossil to create a digital model of the 3.2 million-year-old hominin’s lower body muscle structure. The study is published in the journal Royal Society Open Science.
The research recreated 36 muscles in each leg, most of which were much larger in Lucy and occupied greater space in the legs compared to modern humans.
For example, major muscles in Lucy’s calves and thighs were over twice the size of those in modern humans, as we have a much higher fat-to-muscle ratio. Muscles made up 74% of the total mass in Lucy’s thigh, compared to just 50% in humans.
Um modelo poligonal 3D, guiado por dados de varredura de imagem e cicatrizes musculares, reconstrói os músculos dos membros inferiores do fóssil AL 288-1 do Australopithecus afarensis, conhecido como ‘Lucy’. Neste modelo, os músculos são codificados por cores. Crédito: Dra. Ashley Wiseman
Eles concordam que Lucy era bípede, mas discordam sobre como ela andava. Alguns argumentaram que quando os chimpanzés – nosso ancestral comum – andavam sobre duas pernas, ela se movia em um gingado curvado. Outros acreditam que sua locomoção estava mais próxima de nossa própria marcha bípede ereta.
Ao longo dos últimos 20 anos de pesquisa, um consenso começou a surgir para andar totalmente ereto, e o trabalho de Wiseman acrescenta mais peso a isso. Os músculos extensores do joelho de Lucy e a alavancagem que eles permitem garantem sua capacidade de endireitar a articulação do joelho tanto quanto uma pessoa saudável pode hoje.
“A capacidade de Lucy de andar ereta só pode ser determinada pela reconstrução do caminho e do espaço ocupado pelos músculos do corpo”, diz Wiseman, do Instituto Macdonald de Arqueologia da Universidade de Cambridge.
Vistas completas da abordagem de modelagem muscular poligonal (ventral, dorsal, lateral e medial) no AL 288-1, onde foram criados 36 músculos para o membro inferior. Músculos poligonais de AL 288-1 são mostrados em comparação com músculos 3D humanos segmentados a partir de dados de varredura de ressonância magnética. Crédito: Dra. Ashley Wiseman
“Agora somos o único animal que pode ficar de pé com os joelhos retos. Os músculos de Lucy sugerem que, mesmo em casa nas árvores, ela dominava o bipedalismo como todos nós. “Lucy provavelmente andava e se movia de uma forma que não é vista em nenhuma criatura viva hoje”, disse Wiseman.
“Australopithecus afarensis 3 a 4 milhões de anos atrás percorriam a África Oriental em pastagens arborizadas abertas e florestas densas. Essas reconstruções dos músculos de Lucy sugerem que ela poderia ter explorado os dois habitats com eficiência.
Lucy era uma jovem adulta que tinha mais de um metro de altura e pesava 28 kg. O cérebro de Lucy seria cerca de um terço do nosso.
Para recriar os músculos deste hominídeo, Wiseman começou com alguns humanos vivos. Usando exames de ressonância magnética e tomografia computadorizada dos sistemas muscular e esquelético de uma mulher e um homem modernos, ele conseguiu mapear “caminhos musculares” e criar um modelo musculoesquelético digital.
Weissman então usou modelos virtuais existentes do esqueleto de Lucy para “reorganizar” as articulações – ou seja, juntar o esqueleto novamente. Este trabalho definiu o eixo a partir do qual cada articulação poderia se mover e girar, refletindo como elas se moviam na vida.
Finalmente, os músculos foram sobrepostos com base nas trajetórias dos mapas musculares humanos modernos, bem como pequenas “cicatrizes musculares” (vestígios de fixação muscular encontrados em ossos fósseis). “Sem ciência de acesso aberto, esta pesquisa não seria possível”, disse Wiseman.
Essas reconstruções agora podem ajudar os cientistas a entender como esses ancestrais humanos andavam. “Por exemplo, a reconstrução muscular já foi usada para medir a velocidade de corrida do T-rex”, disse Wiseman. “Ao aplicar técnicas semelhantes aos nossos ancestrais, queremos revelar o espectro de movimento físico que impulsionou nossa evolução – incluindo habilidades que perdemos”.
Referência: “Medição Tridimensional da Reconstrução Muscular Australopithecus afarensis Quadril e articulação, com avaliações de alavancagem conjunta ”Por Ashley LA Wiseman, 14 de junho de 2023, Ciência Aberta da Sociedade Real.
DOI: 10.1098/rsos.230356
