La modellazione digitale del tessuto molle del leggendario fossile suggerisce che l’Australopithecus afarensis avesse potenti muscoli delle gambe e del bacino adatti alla dimora sugli alberi, ma muscoli del ginocchio che consentivano di camminare completamente eretti.
Un ricercatore dell’Università di Cambridge ha ricostruito digitalmente per la prima volta il tessuto molle mancante di un antenato umano (o ominide), rivelando la capacità di stare eretti come facciamo oggi.
“I muscoli di Lucy suggeriscono che fosse abile nel bipedismo quanto noi.” — Dott.ssa Ashleigh Wiseman
La dottoressa Ashleigh Wiseman ha modellato in 3D i muscoli delle gambe e del bacino dell’ominide Australopithecus afarensis utilizzando le scansioni di “Lucy”: il famoso esemplare fossile scoperto in Etiopia a metà degli anni ’70.
L’Australopithecus afarensis era una delle prime specie umane vissute nell’Africa orientale oltre tre milioni di anni fa. Più basso di noi, con una faccia simile a una scimmia e un cervello più piccolo, ma in grado di camminare su due zampe, si è adattato sia agli alberi che alla savana, aiutando la specie a sopravvivere per quasi un milione di anni.
Prende il nome dal classico dei Beatles “Lucy in the Sky with Diamonds”, Lucy è uno degli esempi più completi scoperti di qualsiasi tipo di Australopithecus, con il 40% del suo scheletro recuperato.
Wiseman è stato in grado di utilizzare i dati open source pubblicati di recente sul fossile di Lucy per creare un modello digitale della struttura muscolare della parte inferiore del corpo dell’ominide di 3,2 milioni di anni fa. Lo studio è pubblicato sulla rivista Royal Society Open Science.
La ricerca ha ricreato 36 muscoli in ciascuna gamba, la maggior parte dei quali erano molto più grandi in Lucy e occupavano uno spazio maggiore nelle gambe rispetto agli umani moderni.
Ad esempio, i muscoli principali dei polpacci e delle cosce di Lucy erano più del doppio di quelli degli esseri umani moderni, poiché abbiamo un rapporto grasso-muscolo molto più elevato. I muscoli costituivano il 74% della massa totale nella coscia di Lucy, rispetto a solo il 50% negli esseri umani.
Un modello poligonale 3D, guidato da dati di scansione di immagini e cicatrici muscolari, che ricostruisce i muscoli degli arti inferiori del fossile di Australopithecus afarensis AL 288-1, noto come “Lucy”. In questo modello, i muscoli sono stati codificati a colori. Credito: Dr. Ashleigh Wiseman
I paleoantropologi concordano sul fatto che Lucy fosse bipede, ma non sono d’accordo su come camminava. Alcuni hanno sostenuto che si muovesse ondeggiando accovacciata, simile agli scimpanzé – il nostro antenato comune – quando camminano su due zampe. Altri credono che il suo movimento fosse più vicino al nostro bipedismo eretto.
La ricerca negli ultimi 20 anni ha visto emergere un consenso per la camminata completamente eretta, e il lavoro di Wiseman aggiunge ulteriore peso a questo. I muscoli estensori del ginocchio di Lucy, e la leva che consentirebbero, confermano la capacità di raddrizzare le articolazioni del ginocchio tanto quanto una persona sana può oggi.
“La capacità di Lucy di camminare eretta può essere conosciuta solo ricostruendo il percorso e lo spazio che un muscolo occupa all’interno del corpo”, ha detto Wiseman, del McDonald Institute for Archaeological Research dell’Università di Cambridge.
“Ora siamo l’unico animale che può stare in piedi con le ginocchia dritte. I muscoli di Lucy suggeriscono che fosse abile nel bipedismo quanto noi, pur essendo forse anche a suo agio tra gli alberi. Lucy probabilmente camminava e si muoveva in un modo che non vediamo oggi in nessuna specie vivente”, ha detto Wiseman.
“L’Australopithecus afarensis avrebbe vagato per aree di praterie boscose aperte e foreste più fitte nell’Africa orientale circa 3-4 milioni di anni fa. Queste ricostruzioni dei muscoli di Lucy suggeriscono che sarebbe stata in grado di sfruttare efficacemente entrambi gli habitat».
Lucy era una giovane adulta, alta poco più di un metro e probabilmente pesava circa 28 kg. Il cervello di Lucy sarebbe stato circa un terzo delle nostre dimensioni.
Per ricreare i muscoli di questo ominide, Wiseman ha iniziato con alcuni umani viventi. Utilizzando scansioni MRI e TC delle strutture muscolari e ossee di una donna e un uomo moderni, è stata in grado di mappare i “percorsi muscolari” e costruire un modello muscoloscheletrico digitale.
Wiseman ha quindi utilizzato i modelli virtuali esistenti dello scheletro di Lucy per “riarticolare” le articolazioni, ovvero rimettere insieme lo scheletro. Questo lavoro ha definito l’asse da cui ciascuna articolazione era in grado di muoversi e ruotare, replicando il modo in cui si muovevano durante la vita.
Infine, i muscoli sono stati stratificati sulla parte superiore, sulla base dei percorsi delle moderne mappe muscolari umane, oltre a quelle piccole “cicatrici muscolari” distinguibili (le tracce di connessione muscolare rilevabili sulle ossa fossilizzate). “Senza la scienza ad accesso aperto, questa ricerca non sarebbe stata possibile” ha affermato Wiseman.
Queste ricostruzioni possono ora aiutare gli scienziati a capire come camminava questo antenato umano. “Le ricostruzioni muscolari sono già state utilizzate per misurare la velocità di corsa di un T-Rex, per esempio”, ha detto Wiseman. “Applicando tecniche simili agli umani ancestrali, vogliamo rivelare lo spettro del movimento fisico che ha spinto la nostra evoluzione, comprese quelle capacità che abbiamo perso”.
Riferimenti: “Three-dimensional volumetric muscle reconstruction of the Australopithecus afarensis pelvis and limb, with estimations of limb leverage” by Ashleigh L. A. Wiseman, 14 June 2023, Royal Society Open Science.
DOI: 10.1098/rsos.230356
