لوسي (علم الإنسان)

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

فهرست

[تحرير] لوسي هل هي أحدي الحلقات الانتقالية في مسيرة تطور الجنس البشري ؟

[تحرير] من هي لوسي:

تم اكتشاف لوسي (A.L.288-I) في عام 1974 في متاهه من الأودية الضيقة في عفار (Hadar)- اثيوبيا بواسطة دونالد جونسون و موريس تاييب و توم جاري (Donald Johanson و Maurice Taieb و Tom Gray). و بعد اكتشاف 40 % من هيلكها العظمي قرر العلماء انها لشبيه الانسان او ما يعرف ب Hominid و صنفت علي انها احد اجناس Australopithecus afarensis. و قدر عمرها ب 3.2 مليون سنة. و قدر طولها ب 1.1 متر و وزنها ب 29 كيلوجرام. و استطاعوا استنتاج انها انثي و اطلق عليها اسم لوسي تيمنا باغنية لفريق البيتيلز البريطاني ( لوسي في السماء مع الجواهر ), و قد كانت الاغنية تتردد باستمرار في معسكر التنقيب.و لوسي في تكوينها التشريحي تشبه الي حد كبير الشمبانزي و لكن بالرغم من صغر حجم المخ بالنسبة للانسان فان عظام الحوض و الاطراف السفلية تتطابق وظيفيا مع نظيرتها في الانسان الحديث و توضح بجلاء ان شبيه الانسان هذا استطاع المشي منتصبا علي قدمين. و في عام 1975 أكتشف العلماء 13 جثة أخرى من نفس الجنس في ما يدل علي انها أصيبت جميعا بكارثة طبيعية كسيل أو غيره. هذا الإكتشاف أدى إلى معرفة الكثير عن حياة هذا الجنس الشبه بشري و علاقاته الإجتماعية. وفي عام 2000 تم إکتشاف الأحفور سلام في أثیوبیا و هي ترجع لطفلة من النوع الإنتقالي Australopithecus Afarensis عاشت قبل مایقرب من 3،3 ملیون سنة من الآن. إستغرق إستخراجه من المتحجرة من قبل فریق من العلماء زهاء 6 سنوات متواصلة من العمل.

صورة:Lucy_Mexico.jpg

[تحرير] الابحاث التي اجريت علي هيكل لوسي:

نشرت أول صورة لها في نفس العام (1) و في العام التالي نشر عنها أول بحث (2) و الذي بين ان الحوض يحمل بعض اوجه الشبه ب( STS14 ،Australopitheus Africans ) احد الانواع الاخري لشبيه الانسان ( Hominid). و عظام الركبة متشابهة مع A.L. 129 (حفرية من نفس الجنس) و في العام 1976 نشر بحث(3) يقرر ان عظام الركبة و الرضفة و لقيمات عظمة الفخذ AL129 تتشابه مع الصفات الحركية (للانسان الحديث-homo sapiens) بالاضافة الي القدرة علي فرد المفصل بشكل شبه مستقيم و هي صفة يتميز بها الانسان الحديث و تؤهله للسير منتصب القامة علي قدمين. و بعدها بسنة ظهرت دراسة تقيم القدرات الحركية للوسي و اوضحت ان القدرة التناوبية لعظمة القصبة تزيد عن مثيلها في الانسان بثلاث الي اربع مرات. و في عام 1979 اثناء مؤتمر الجمعية الامريكية للانثروبولجي قدم Lovejoy بحثه حول تجميع هيكل لوسي(4) . و خاصة عظام الحوض و الذي بين قدرات التأقلم مع المشي علي قدمين و ذلك نظرا لعرض عظام الحوض و بالتحديد العظم اللوحي و في نفس العام قدم Hary اكتشافه بتوثيق بصمة القدم ل (Laetoli Hominid) و الذي بين قدرة علي الوقوف منتصبا علي قدمين و المشي بخطوات متزنة(5). ثم قام Lovejoy بنشر بحثه الثاني عن تكيف السلوك الجنسي لل A.afarensis مع المشي منتصبا (6). و تلا ذلك بحثين عن Hominid Laetoli عن تماثل حركة المشي مع الانسان الحديث(7, 8). و في نفس الوقت قام باحثون اخرون بدراسة الاطراف العلوية للوسي و لاحظوا تشابه تكوين عظام العضد و الساعد و الكتف مع القردة و استنتجوا قدرة لوسي علي التعلق و تسلق الاشجار. و استمرت الابحاث حول عظام الركبة و الفخذ و نشر Tradieus ابحاثه التي فحص خلالها تشكيل الاطراف السفلية و قام بقياس انحناءات عظام الحوض و الفخذ و الساق(9, 10) . و قدر ان قدرة لوسي علي المشي علي قدمين اقل من قدرة الانسان الحديث و لكنها تتميز بقدرة اعلي علي التسلق و ان كانت اقل من قدرات القردة العليا. و مما اكد الاستناج الاخير الفحوصات التي اجراها Tuttle علي عقلات الاصابع و التي بينت مقدار تقوسها مما قد يناسب تسلق الاشجار. و في العام التالي نشر Johanson & Edey كتابهم “Lucy, the beginnings of humankind” و ذكروا فيه ان لوسي لم تكن تستطيع تسلق الاشجار بكفاءة و ان الطول النسبي لعظام الاصابع و انحناء عظام الرسغ و ان كان يقترب من عظام القردة الا انه لا يسمح بالتسلق بنفس الكفاءة و ان هذا يمثل مرحلة وسيطة بين الانسان و القردة . بالاضافة الي ان فحوصات الحوض و الفخذ و الركبة بينت القدرة علي المشي بخطوات تكاد تطابق الاداء الحركي للانسان الحديث (11). و اكد هذه الملاحظات Laetoli (سبق ذكره). و في عام 1983 نشر Jungers ابحاثه عن النسب القياسية لاطراف لوسي(12) و اوضح قصر عظام الفخذ و العضد مقارنة بالانسان الحديث و استنتج ان قدرتها علي تسلق الاشجار اقل من القردة و قدرتها علي الركض اقل من سرعة الانسان الحديث. و هو ما يتفق ما استناجات Johanson & Edey . و في عام 1982 قام Feldesman بسلسلة ابحاث قارن فيها بين القياسات المترية لعظام الساعد لدي مجموعات القردة و الانسان الحديث و بعض الهياكل و الحفريات . و قرر ان لوسي تمثل مرحلة بدائية قد تكون النقطة التي بدأ عندها الانفصال النوعي بين Hominid (شبيه الانسان) و Pongid (و هي العائلة التي تجمع الشمبانزي و الغوريلا و الاورانجوتان) و في عام 1983 نشر Stern&Jungers بحثهم عن الاداء الحركي للوسي (13) و تبعه علي مدي عقدين مجموعة هامة من الابحاث المتصلة(14, 15) و التي اوضحت بشكل محدد التشابه و الاختلاف بين لوسي و الانسان الحديث من جهة و بينها و بين القردة العليا من الجهة الاخري . و مما اوضحته هذه المجموعة من الابحاث هو التكوين التشريحي للوسي و الذي يهئ لها القدرة علي المشي علي قدمين . مثل قصر الفقرات العحزية و الازاحة الخلفية لمفصل حق الفخذ و أزدياد زاوية لقيمات عظام الفخذ في اتصالها الركبة. كما اوضحت القصور في بعض هذه الصفات التشريحة عن ان تتطابق مع مثيلها في الانسان الحديث. مثل انعدام التمدد الكامل لمفصلي الفخذ و الركبة اثناء الوقوف. و قصر المسافة بين نتوءات عضلات الالية مما لا يوفر الدعم الكافي لتقليل التأرجح اثناء السير(و هو ما يقترب من خطوة الشمبانزي و الغوريلا اثناء المشي علي قدمين) و بالتوازي استمرت الابحاث من مجموعات بحثية مختلفة علي عظام الساعد و اليد (16, 17) و التي حددت مدي القدرة علي التسلق. و من الابحاث المتفق علي نتائجها و لم يتم معارضتها الي الان بشكل قوي هو ما نشره Korey في 1990 و اوضح فيه نسبة طول عظام الساعد الي عظام الفخذ لدي لوسي مقارنة بفصيلتين من الشمبانزي (اقرب القردة العليا للانسان الحديث) و الغوريلا من جهة و من جهة اخري بينها و بين عظام الانسان الحديث. وكانت النائج ان الانسان يمتلك اذرع اقصر من الشمبانزي (مقارنة بطول الارجل) و وضعت النسب لوسي بين الاثنين تماما. و كانت نسبة عظمة الساعد الي عظمة الفخذ عند لوسي 84.6% بالمقارنة بالنسبة عند الانسان الحديث 71.8% و عند الشمبانزي 97.8 %.

[تحرير] العظام المكتشفة للوسي:

بتأمل الهيكل في الصورة نري ان عظام الذراع الايمن و الايسر و عظام الساعدين موجودة بالاضافة الي بعض عظام اليد اليسري و بعض فقرات الاصابع و الترقوة اليمني. عظام الاطراف السفلي تتكون من عظام العجز و عظمة الحوض اليسري و الفخذ اليسري و الساق اليمني بالاضافة الي احدي عظام مفصل القدم اليمني هذا بالاضافة الي الجمجمة (غير مكتملة) وبعض الضلوع و الفقرات

[تحرير] كيف استطاع العلماء تحديد شكل القدم و اصابعها عند لوسي:

في عام 1978 قام white & Suwe ببناء تقديري لقدم لوسي(18). و اعتمدوا في هذا علي الصفات التشريحية لباقي العظام مع الاخذ في الاعتبارالدراسات التي قام بها Tuttle و فريقه و الدراسات الاخري التي قام بها Stern & Susman . و بمقارنة نتائجهم مع اثار الاقدام المكتشفة في تنزانيا (Tuff 7 at site G in the Garusi River valler ) توصلوا ان A afarensis يمثل النموذج الاكثر قبولا لهذه الاثار. و اظهرت الدراسات ان طول اصابع الاقدام بالنسبة لطول القدم يقع بين الغوريلا و الانسان. و يمثل زيادة مقدارها 45% الي 50% من النسبة المقابلة في الانسان الحديث. بينما كانت نسبة طول القدم الي طول عظمة الفخذ مساوية للحد الاعلي لمتوسط النسبة المماثلة في الانسان الحديث..و في المقابل اظهرت دراسة Latimer في 1990 (19) بعد مقارنة مع عظام العينة ان الطول المتوقع لعقلات اصابع الاقدام اقصر من تقدير البحث السابق. بعدها قام Stern بمقارنة مع عدد من الحفريات الاخري من نفس الجنس (AL 333 – AL 115 ) و استنتج ان طول اصابع قدم لوسي يماثل طول اصابع طفلة عمرها سنتين. و اظهرت نتائج فحص الجزء السفلي من عظمة الساق ان وضع المفصل يسمح بمدي حركة أكبر من الموجود لدي الانسان. ثم قام Asfaw بتكرار التجربة باستخدام عدد أكثر من العينات البشرية و وجد ان هذا المدي من الحركة موجود عند 9% من البشر(20). ومن بعده اوضح MacLatchy ان في الوضع السالب للساق فان عظمة الفخذ تتخذ وضعا متباعدا عن الاخري و هو أكثر من نظيره في الانسان. (21) و كانت التسعينات بداية لسلسلة جديدة من الابحاث و التي اوضحت نقاط الاختلاف حول بعض التقاصيل. في بحث اجراه Rak اوضح ان مدي الحركة للاطراف السفلية حول المحور الافقي متماثل بين لوسي و الانسان الحديث و لكنه يختلف عن الحركة علي المستوي الرأسي و بين ان هذا التكوين يمكن لوسي من المشي بخطوات قريبة من الخطو البشري بالرغم من قصر عظام الارجل(22) و يرجع هذا لعرض عظام الحوض و اتساع مدي الحركة و من ثم يؤدي الي ازدياد استهلاك الطاقة ( و قدم هذا في ابحاث اخري علي انه تفسير لعدم استمرار هذا التكوين التشريحي حيث ان التكوينات التالية في القردة و الانسان أكثر كفاءة من حيث استخدام الطاقة.. و لكن لم تجري ابحاث اخري تؤيد او تنفي) ثم قامت Berge بابحاثها التي توصلت من خلالها الي تصميم نموذجين للحركة العضلية لمحاور الحوض و الركبة و مفصل القدم للوسي – احدهم يمثل التوزيع العضلي للقردة. و الاخر للتوزيع العضلي للانسان بما يتناسب مع تكوين هيكل لوسي. و كانت المفاجأة, التكوين العضلي الخاص بالقردة أكثر ملائمة لهيكل لوسي و يمكنها من المشي علي قدمين بشكل أفضل من التكوين العضلي البشري مما اكد مرة اخري الاستهلاك العالي في معدل الطاقة المطلوبة نظرا لقوة العضلات و التي يمكنها تحريك الفخذ أكثر من تثبيته(23-25). و اشتمل تحليلها النهائي علي انه بالرغم من ان هذا التكوين العضلي يناسب المشي علي قدمين الا انه يوفر مدي اوسع للحركة مما يلائم الحركة فوق الاشجار. و هو ما يشير الي قدرة لوسي المتوازنة علي المشي و التسلق. و هو ما اكدته ابحاث Ruff فيما بعد (26). و قام Crompton بتطبيق نموذج رياضي حسابي علي نمط الحركة لدي لوسي و اقترح زيادة حرارة الجسم نتيجة المشي بانتصاب(27) و لكن ابحاث اخري اثبتت ان الزيادة في الجهد الحراري مقبولة عندما يكون الهدف هو البحث عن الغذاء و هو ما يماثل الجهد الحراري الناتج عن حركة القردة العليا بما فيها الانسان (28, 29). مجموعة اخري من الابحاث علي الاطراف العلوية و السفلية للوسي اوضحت الاتي:

- الاطراف العلوية: الانحناء الموجود في عقل الاصابع يتناسب مع القدرة علي تسلق الاشجار(30)

- الاطراف السفلية: لقيمات عظام الفخذ السفلية للوسي و التي تكون جزء من مفصل الركبة لها نفس التكوين التشريحي لعظام اطفال الانسان الحديث.. وفي المقابل تختلف كليا عن صغار الغوريلا و البابون و الشمبانزي و المكاك(31, 32)

و بتأمل كل الابحاث السابقة لم يكن من الغريب ان يقوم العلماء بتصميم نموذجي لشكل لوسي بما فيه القدم و بما يتناسب مع اكتشافاتهم و تحليلاتهم. و العمل علي تعديل النموذج و تطويره بهدف فهم أكثر للنظام الحركي و اسلوب المعيشة. و لعل واحدة من احدث المحاولات لتصميم هذا النموذج هي ما قامت به Berge & Daynes و قد استخدموا الاتي(33):

- حفريات من نفس الجنس( AL417 – AL 444-2 – AL 288)

- الصفات التشريحية و النظام البيوميكانيكي للقردة العليا لتصميم الجهاز العضلي و معادلات التوازن الحركي

- اثار الاقدام المكتشفة و التي تعود لل hominids (Laetoli footprint )

- نتائج الابحاث السابقة عن الوظائف الحركية و البيولوجية للوسي مع الاخذ في الاعتبار الدرجات المتفاوتة من الشبه و الاختلاف بينها و بين القردة و الانسان

و في تصميم القدم تحديدا استعانوا بنماذج تقديرية بعد اختبارها علي الشمبانزي و القردة العليا و الانسان لتحديد نقاط الارتكاز و تحمل الوزن و انتقال مركز ثقل الجسم اثناء الوقوف و الحركة و الركض بالاضافة الي توزيع الجهد العضلي في حالة استخدام قدمين او اربعة.

و مما يؤكد دقة هذا النموذج هو الدراسة التي قام بها Sellers عام 2005 و فيها قام ببناء نموذج حاسوبي (evolutionary robotics ) لحساب النمط الحركي الاكثر ملائمة من حيث القامة و التكوين التشريحي و النشاط المعيشي و توفير الطاقة. و قبل تطبيق النوذج علي لوسي قام باختباره لتحديد النمط الحركي للانسان . و اثبت النموذج درجة تماثلية في توقع الانماط الحركية . و من ثم بتطبيقه علي لوسي تحت الظروف المختلفة للحركة و التسلق و الركض و بقياس معدلات انقباض العضلات و طول الخطوات و سرعتها. بين النموذج ان لوسي كانت كائن يتحرك علي قدمين بشكل كامل(34).


و هكذا من تسلسل الابحاث و اعادة بعضها و اخنلافها في اساليب البحث و التفاصيل و طرق الاستدلال نراها تشير بوضوح الي نقطتين:

1 – قدرة لوسي علي تسلق الاشجار و احتفاظها بشكل قريب من الاطراف العلوية للقردة

2 – قدرة لوسي علي المشي علي قدمين منتصبة و اقتراب نمط خطواتها من الانسان الحديث

[تحرير] نتائج ما تم من ابحاث:

يعتقد العلماء ان لوسي تمثل احدي الحلقات الانتقالية الهامة بين القردة العليا و الانسان و تمثل صفاتها التشريحية مرحلة وسيطة بين الصفات التشريحية للانسان الحديث و القردة العليا. و تتمثل هذه الصفات في:

- تكوين عظام الحوض و الساقين و الساعدين مما يؤهلها للمشي منتصبة القامة علي قدمين.

- بالرغم من التشابه بين الصفات التشريحية للانسان و لوسي الا ان قدرتها علي المشي لا ترقي لقدرة الانسان من حيث الكفاءة و معدلات استهلاك الطاقة.

- احتفظت لوسي بقدرة علي تسلق الاشجار بشكل يقارب قدرة القردة و يتفوق علي قدرة الانسان علي ذلك.

- حجم المخ عند لوسي يمثل بعضو كبير نسبيا اذا ما قورن بحجم المخ عند القردة ، و لكنه ما زال اقل من نسبة حجم المخ عند الانسان.

[تحرير] المصادر

(1) J. D. Taieb M, Coppens Y, Bonnefille and K. J. R. 1974. De´couverte d’hominide´s dans les se´ries Plio-Ple´istoce`nes d’Hadar (Bassin de l’Awash; Afar, E´ thiopie). CR Acad Sci Paris, Se´r D, 279:735–738. Journal.

(2) J. D. Taieb M, Coppens Y 1975. Expe´dition internationale de l’Afar, E´ thiopie (3e campagne 1974); De´couverte d’hominide´s dans les se´ries Plio-Ple´istoce`nes a Hadar. CR Acad Sci Paris, Se´r D, 281:1297–1300. Journal.

(3) L. C. Johanson DC, Burstein AH, Heiple KG. 1976. Functional implications of the Afar knee joint. Am J Phys Anthropol 44:188. . Journal.

(4) Lovejoy CO. 1979. A reconstruction of the pelvis of AL 288 (Hadar Formation, Ethiopia). Am J Phys Anthropol 50:460. Journal.

(5) H. R. Leakey MD. 1979. Pliocene footprints in the Laetoli Beds at Laetoli, northern Tanzania. Nature 278:317–323. Journal.

(6) Lovejoy CO 1980. Hominid origins: the role of bipedalism. Am J Phys Anthropol 52:250. Journal.

(7) White TD 1980. Evolutionary implications of Pliocene hominid footprints. Science 208:175– 176. Journal.

(8) W. E. Day MH. 1980. Laetoli Pliocene hominid footprints and bipedalism. Nature 286: 385–387. Journal.

(9) Tardieu C 1979. Aspects biome´chaniques de l’articulation du genou chez les Primates. Bull Soc Anat Paris n° 4:66–86. Journal.

(10) Tardieu C 1979. Analyse morpho-fonctionelle de l’articulation de genou chez les primates. Application aux hominides fossiles. These, Universite Pierre et Marie Curie, Paris IV. Journal. (11) E. M. Johanson DC. 1981. Lucy, the beginnings of humankind. New York: Simon & Schuster. Journal.

(12) Jungers WL 1982. Lucy’s limbs: skeletal allometry and locomotion in Australopithecus afarensis. Nature 297:676–678. Journal.

(13) S. R. Stern JT Jr. 1983. The locomotor anatomy of Australopithecus afarensis. Am J Phys Anthropol 60:279–317. Journal.

(14) S. J. J. Jungers WL. 1983. Body proportions, skeletal allometry and locomotion in the Hadar hominids: a reply to Wolpoff. J Hum Evol 12:673–684. Journal.

(15) Jungers WL. 1991. A pygmy perspective on body size and shape in Australopithecus afarensis (AL 288-1, “Lucy”). In: Coppens Y, Senut B, editors. Origine(s) de la bipe´die chez les hominide´s. Paris: CNRS, p 215–224. Journal.

(16) Marzke MW 1983. Joint functions and grips of the Australopithecus afarensis hand, with special reference to the region of the capitate. J Hum Evol 12:197–211. Journal.

(17) McHenry. 1983. The capitate of Australopithecus afarensis and A. africanus. Am J Phys Anthropol 62:187–198. Journal.

(18) White TD and Suwa G (1987). Hominid footprints at Laetolit: facts and interpertations. . Journal 72, 485.

(19) Latimer B and Loverjoy CO (1990). Hallucal trasometatarsal joint in Australopithecus afarensis. Journal 82, 125.

(20) Asfaw B 1985. Proximal femur articulation in Pliocene hominids. Am J Phys Anthropol 68: 535–538. Journal.

(21) MacLatchy LM 1996. Another look at the australopithecine hip. J Hum Evol 31:455–476. Journal.

(22) Rak Y 1991. Lucy’s pelvic anatomy: its role in bipedal gait. J Hum Evol 20:283–290. Journal.

(23) Berge C 1994. How did the australopithecines walk? A biomechanical study of the hip and thigh of Australopithecus afarensis. J Hum Evol 26:259–273. Journal.

(24) Berge C 1991. Quelle est la signification fonctionelle du pelvis tre`s large de Australopithecus afarensis (AL 288-1)? In: Coppens Y, Senut B, editors. Origine(s) de la bipe´die chez les hominide ´s. Paris: CNRS, p 113–119. Journal.

(25) Berge C 1993. L’e´volution de la hanche et du pelvis des hominide´s. Paris: CNRS. Journal.

(26) Ruff C 1998. Evolution of the hominid hip. In: Strasser E, Fleagle J, Rosenberger A, McHenry H, editors. Primate locomotion, recent advances. New York: Plenum Press, p 449–469. Journal.

(27) Crompton RH, W. W. Li Y, Gu¨ nther M and S. R. 1998. The mechanical effectiveness of erect and “bent-hip, bent knee” bipedal walking in Australopithecus afarensis. J Hum Evol 5:55– 74. Journal.

(28) Hunt KD 1994. The evolution of human bipedality: ecology and functional morphology. J Hum Evol 26:183–202. Journal.

(29) Hunt KD 1998. Ecological morphology of Australopithecus afarensis: traveling terrestrially, eating arboreally. In: Strasser E, Fleagle J, Rosenberger A, McHenry H, editors. Primate locomotion: recent advances. New York: Plenum Press, p 397–418. Journal.

(30) Richmond BG 1999. Reconstructing locomotor behavior in early hominids: evidence from primate development. J Hum Evol 36:A20. Journal.

(31) Tardieu C and Preuschoft H 1996. Ontogeny of the knee joint in humans, great apes and fossil hominids: pelvi-femoral relationships during postnatal growth in humans. Folia Primatol 66: 68–81. . Journal.

(32) Tardieu C 1998. Short adolescence in early hominids: infantile and adolescent growth of the human femur. Am J Phys Anthropol 107:163– 178. Journal.

(33) Berge C and D. E. (2001). Modeling three-dimensional sculptures of australopithecinesžAustralopithecus afarensis/for the Museum of Natural History of ViennažAustria/: the post-cranial hypothesis. Journal 131, 145.

(34) Sellers W, Cain G, Wang W and C. R. (2005). Stride lengths, speed and energy costs in walking of Australopithecus afarensis: using evolutionary robotics to predict locomotion of early human ancestors. Journal 2, 431.