La prima ricostruzione del muscolo umanoide mostra che “Lucy” di 3,2 milioni di anni può stare in piedi come noi

Un ricercatore dell’Università di Cambridge ha ricostruito digitalmente per la prima volta i tessuti molli perduti dei primi antenati umani – o ominidi -, rivelando la capacità di stare in piedi come facciamo oggi.

La dottoressa Ashley Wiseman ha modellato in 3D i muscoli delle gambe e del bacino dell’ominide Australopithecus afarensis utilizzando una scansione di “Lucy”: il famoso esemplare fossile rinvenuto in Etiopia a metà degli anni ’70.

L’Australopithecus afarensis era una delle prime specie umane vissute nell’Africa orientale più di tre milioni di anni fa. Più basso di noi, con una faccia simile a una scimmia e un cervello più piccolo, ma capace di camminare su due zampe, 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 di qualsiasi Australopithecus mai scoperto – 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 di 3,2 milioni di anni fa. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Società Reale per la Scienza Aperta.

La ricerca ha ricreato 36 muscoli in ciascuna gamba, la maggior parte dei quali erano molto più grandi in Lucy e occupavano più spazio nelle gambe rispetto agli esseri umani moderni.

Ad esempio, la dimensione dei muscoli principali nei polpacci e nelle cosce di Lucy era doppia rispetto a quella degli esseri umani moderni, poiché il nostro rapporto tra grasso e muscoli è molto più alto. I muscoli costituivano il 74% della massa totale nella coscia di Lucy, rispetto a solo il 50% negli esseri umani.

I paleoantropologi concordano sul fatto che Lucy camminasse su due gambe, ma non sono d’accordo su come camminava. Alcuni hanno sostenuto che si muovesse in una costola accovacciata, simile agli scimpanzé – il nostro antenato comune – quando camminano su due zampe. Altri pensano che la sua locomozione fosse simile a quella di camminare su due gambe.

La ricerca negli ultimi 20 anni ha visto emergere un consenso sulla deambulazione completamente eretta, e il lavoro di Wiseman aggiunge ancora più peso a questo. I muscoli estensori del ginocchio di Lucy, e la leva che consentono, confermano la capacità di raddrizzare le articolazioni del ginocchio così come una persona sana può fare oggi.

“La capacità di Lucy di camminare eretta può essere conosciuta solo da una ricostruzione della traiettoria e dello spazio occupato dai muscoli all’interno del corpo”, ha detto Wiseman, del MacDonald Institute for Archaeological Research dell’Università di Cambridge.

“Ora siamo l’unico animale in grado di stare in piedi con le ginocchia dritte. La muscolatura di Lucy indica che era abile nel camminare su due zampe quanto noi, mentre probabilmente era anche a suo agio sugli alberi. Lucy probabilmente camminava e si muoveva come noi fare “, ha detto Wiseman. Vedi che tipo è vivo oggi.”

“L’Australopithecus afarensis avrebbe vagato per aree di praterie aperte e foreste più fitte nell’Africa orientale circa 3-4 milioni di anni fa. Le ricostruzioni dei muscoli di Lucy indicano che era in grado di sfruttare efficacemente entrambi gli habitat”.

Lucy era una giovane donna, alta poco più di un metro e probabilmente pesava circa 28 kg. Il cervello di Lucy sarebbe stato circa un terzo del nostro.

Per ricreare i muscoli degli ominidi, Wiseman ha iniziato con alcuni esseri umani viventi. Utilizzando scansioni MRI e TC dei muscoli e delle strutture ossee di donne e uomini moderni, sono stato in grado di tracciare “percorsi muscolari” e costruire un modello muscoloscheletrico digitale.

Wiseman ha quindi utilizzato i modelli virtuali esistenti dello scheletro di Lucy per “rimodellare” le articolazioni, ovvero per rimettere insieme lo scheletro. Questo lavoro ha identificato l’asse da cui ciascuna articolazione era in grado di muoversi e ruotare, replicando il modo in cui si muovevano nel corso della vita.

Infine, strati di muscoli sono stati stratificati sulla parte superiore, sulla base delle traiettorie delle recenti mappe muscolari umane, oltre a piccole “cicatrici muscolari” distinguibili (tracce di contatto muscolare rilevabili sull’osso fossilizzato). “Senza la scienza dell’accesso aperto, questa ricerca non sarebbe stata possibile”, ha affermato Weissman.

Queste ricostruzioni possono ora aiutare gli scienziati a capire come funzionava questo antenato umano. “La ricostruzione muscolare è già stata utilizzata per misurare le velocità di corsa di un T-Rex, per esempio”, ha detto Wiseman. “Applicando tecniche simili agli antenati umani, vogliamo rivelare lo spettro del movimento fisico che ha guidato la nostra evoluzione, comprese quelle abilità che abbiamo perso”.