首次人类肌肉重建显示320万年前的“露西”可以像我们一样直立 _人类

多边形肌肉建模方法的横截面，由肌肉疤痕和MRI数据指导。致谢:阿什丽·怀斯曼博士
据剑桥大学：剑桥大学的一名研究人员首次用数字技术重建了早期人类祖先(或称原始人)缺失的软组织，揭示了我们今天直立行走的能力。
Ashleigh Wiseman博士使用“Lucy”的扫描图对人类南方古猿afarensis的腿部和骨盆肌肉进行了3D建模，Lucy是20世纪70年代中期在埃塞俄比亚发现的著名化石标本。
阿法南猿是三百万年前生活在东非的早期人类物种。比我们矮，有一张类人猿的脸和更小的大脑，但能用两条腿走路，它适应了树和热带草原的生活——帮助这个物种生存了近一百万年。
露西以披头士经典作品《戴着钻石的天空中的露西》命名，她是出土的所有南方古猿中最完整的一个——她40%的骨骼已经复原。
怀斯曼能够使用最近发表的露西化石的开源数据，创建一个320万年前人类下半身肌肉结构的数字模型。这项研究发表在《皇家学会开放科学》杂志上。
这项研究在每条腿上重建了36块肌肉，其中大多数在露西身上要大得多，与现代人相比，在腿上占据了更大的空间。
例如，露西小腿和大腿的主要肌肉是现代人的两倍多，因为我们有更高的脂肪肌肉比。肌肉占露西大腿总质量的74%，而人类只有50% 。
古人类学家同意露西是两足动物，但不同意她如何行走。有些人认为她是蹲着走路的，类似于黑猩猩——我们共同的祖先——用两条腿走路。其他人认为她的运动更接近于我们直立行走。
在过去20年的研究中，人们开始对完全直立行走有了共识，怀斯曼的工作进一步增加了这一点。露西的膝盖伸肌，以及它们所允许的杠杆作用，证实了她有能力像今天的健康人一样伸直膝关节。
“露西直立行走的能力只能通过重建肌肉在体内占据的路径和空间来了解，”剑桥大学麦当劳考古研究所的怀斯曼说。
“我们现在是唯一能够直立行走、膝盖挺直的动物。露西的肌肉表明，她和我们一样擅长两足行走，同时也可能是在树上的家。怀斯曼说:“露西行走和移动的方式可能是我们今天在任何现存物种中都没有看到的。
“大约300万到400万年前，阿法南方古猿可能在东非开阔的森林草原和更茂密的森林中漫游。露西肌肉的这些重建表明，她能够有效地利用这两种栖息地。”
露西是一个年轻的成年人，身高仅一米多一点，体重可能在28公斤左右。露西的大脑大概只有我们的三分之一大。
为了再造这个原始人的肌肉，怀斯曼从一些活着的人类开始。使用现代女性和男性的肌肉和骨骼结构的MRI和CT扫描，她能够绘制“肌肉路径”并建立一个数字肌肉骨骼模型。

用于构建Lucy肌肉模型的肌肉附着区域的数字化，与已完成的3D肌肉模型相邻。致谢:阿什丽·怀斯曼博士

AL 288-1中多边形肌肉建模方法的完整视图(腹侧、背侧、外侧和内侧),其中每条下肢创建36块肌肉。示出了AL 288-1的多边形肌肉与从MRI扫描数据分割的人的3D肌肉的比较。致谢:阿什丽·怀斯曼博士
怀斯曼然后使用露西骨骼的现有虚拟模型来“重新连接”关节——也就是说，将骨骼重新组合在一起。这项工作定义了每个关节能够移动和旋转的轴，复制了它们在生命中的移动方式。
最后，根据现代人类肌肉图的路径，以及可辨别的少量“肌肉疤痕”(在化石骨骼上可检测到的肌肉连接痕迹)，肌肉被分层放置在顶部。“没有开放获取科学，这项研究是不可能的，”怀斯曼说。
这些重建现在可以帮助科学家了解这个人类祖先是如何行走的。“例如，肌肉重建已经被用来测量霸王龙的奔跑速度，”怀斯曼说。“通过将类似的技术应用于祖先人类，我们希望揭示推动我们进化的物理运动的光谱——包括我们已经失去的那些能力。”