Человеческая кисть — биомеханический шедевр, способный как уверенно сжимать рукоять топора, так и проводить микрохирургические операции. Новое исследование с применением 3D-моделирования и машинного обучения показывает, что эту ловкость мы приобрели отнюдь не с чистого листа. Оказывается, наша невероятная способность к точным движениям выросла из анатомического каркаса древних обезьян, привыкших передвигаться, опираясь на костяшки пальцев.
Если посмотреть на гориллу или шимпанзе, их передние конечности выполняют роль дополнительных ног. Обезьяны используют руки для передвижения по деревьям и земле, часто перенося вес на согнутые фаланги. Человеческая же рука освобождена от тяжелой работы по переноске тела. Долгое время палеоантропологи спорили, как именно развилась такая потрясающая свобода движений и чем занимались наши общие с африканскими обезьянами предки в этот длительный переходный период.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Группа исследователей под руководством Лоры Хантер из Чикагского университета решила подойти к проблеме математически. В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society B, ученые проанализировали запястья современных приматов и сравнили их с 55 ископаемыми костями древних гомининов. Запястье состоит из мелких карпальных костей сложной неправильной формы, которые практически невозможно адекватно измерить штангенциркулем. Поэтому авторы работы использовали продвинутое 3D-сканирование и математический алгоритм «сферических гармоник» для точного картирования геометрии каждой отдельной косточки.
Дальше за дело взялось машинное обучение. Ученые поручили алгоритмам классифицировать отсканированные кости ископаемых и современных видов, и тут выяснилась забавная деталь. Программа с трудом могла отличить некоторые кости внутреннего запястья (например, полулунную и трехгранную) современного человека от аналогичных костей гориллы или шимпанзе — настолько они оказались похожи. Выходит, наш лучезапястный сустав — это не радикальная эволюционная инновация, а старый базовый «дизайн».
Судя по всему, наш последний общий предок с шимпанзе действительно передвигался, опираясь на костяшки. И именно эта костная архитектура, первоначально заточенная под распределение веса при ходьбе, оказалась отличной платформой для совершенно других задач. В эволюционной биологии такой процесс называется экзаптацией: признак, возникший для одной цели, со временем находит принципиально новое применение.
Но если наши внутренние кости запястья так похожи на обезьяньи, почему гориллы не собирают адронные коллайдеры?
Авторы работы объясняют, что эволюция кисти шла крайне неравномерно. На протяжении миллионов лет ранние гоминины находились в функциональном лимбе: они уже не проводили всё время на деревьях, но еще и не мастерили сложные орудия труда. Настоящая магия произошла на стороне большого пальца (лучевой стороне запястья). Именно здесь кости постепенно расширились и реорганизовались. Причем произошло это уже у поздних представителей рода Homo, что в итоге и дало нам ту самую недосягаемую для других приматов ловкость.
Как и в любой работе с ископаемыми останками, здесь есть свои ограничения. Ученым пришлось полностью исключить из анализа восьмую кость запястья (гороховидную), поскольку у людей она крошечная и круглая, а у обезьян вытянутая, что ломало алгоритмы машинного обучения. Кроме того, независимые антропологи резонно отмечают, что по одним лишь костям кисти нельзя со стопроцентной уверенностью восстановить походку всего тела — для этого всегда нужны данные по остальному скелету.
Тем не менее, исследование довольно прозрачно намекает: сложный аппарат для тонких манипуляций, которым мы набираем текст на клавиатуре и держим чашку кофе — это лишь слегка модифицированная версия лапы, которая когда-то просто помогала древней обезьяне поудобнее упереться в землю.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Читайте также: Нейрохирург попытался найти бессмертную душу в человеческом мозге
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.