Højde og vægt udviklede sig med forskellige hastigheder i vore forfædres kroppe

En omfattende ny undersøgelse af fossiler, der spænder over fire millioner år, tyder på, at statur og kropsmasse avancerede med forskellige hastigheder under udviklingen af ​​homininer - hvis forfædres slægt var Homo sapiens alene eksisterer stadig.

Udgivet i dag i tidsskriftet Royal Society Open Science , forskningen viser også, at frem for støt at stige i størrelse, homininlegemer udviklede sig i "puls- og stasis" -svingninger, med nogle slægter, der endda krymper.

Resultaterne er fra den største undersøgelse af hominin -kropsstørrelser, involverer 311 eksemplarer, der stammer fra de tidligste opretstående arter for 4,4 millioner år siden, helt frem til de moderne mennesker, der fulgte den sidste istid.

Mens forskere beskriver den fysiske udvikling af diverse homininarter som en "lang og snoede vej med mange grene og blindgyder", de siger, at brede mønstre i dataene tyder på vækstudbrud på vigtige stadier, efterfulgt af plateauer, hvor lidt ændrede sig i mange årtusinder.

Forskerne blev overraskede over at finde en "afkobling" af bulk og statur for omkring halvanden million år siden, når homininer blev cirka 10 cm højere, men ikke konsekvent ville få nogen vægt i yderligere millioner år, med en gennemsnitlig stigning på 10-15 kg forekommende omkring 500, 000 år siden.

Inden denne begivenhed, højde og vægt hos hominin -arter syntes at udvikle sig nogenlunde "i samklang", siger forfatterne til denne første undersøgelse for i fællesskab at analysere begge aspekter af kropsstørrelse over millioner af år.

"En stigning udelukkende i statur ville have skabt en slankere fysik, med lange ben og smalle hofter og skuldre. Dette kan have været en tilpasning til nye miljøer og udholdenhedsjagt, så tidligt Homo arter forlod skovene og gik videre til mere tørre afrikanske savanner, "siger hovedforfatter Dr. Manuel Will fra Cambridge's Department of Archaeology, og forsker ved Gonville og Caius College.

"Det højere overflade-til-volumen-forhold på en høj, slank krop ville være en fordel, når man stalkede dyr i timevis i den tørre varme, som et større hudområde øger kapaciteten til fordampning af sved. "

"Den senere tilføjelse af kropsmasse falder sammen med stadigt stigende migrationer til højere breddegrader, hvor en større krop ville være bedre egnet til termoregulering i koldere eurasiske klimaer, " han siger.

Imidlertid, Dr. Will påpeger, at mens disse er gyldige teorier, store huller i den fossile rekord fortsætter med at maskere absolutte sandheder. Faktisk, Will og kolleger måtte ofte estimere kropsstørrelser ud fra stærkt fragmenterede rester - i nogle tilfælde kun fra en enkelt tåben.

Undersøgelsen fandt, at kropsstørrelse var meget variabel under tidligere hominin -historie, med en række forskellige former:fra bred, gorilla-lignende Paranthropus til de mere wiry eller 'yndefulde' Australopithecus afarensis . Hominins fra fire millioner år siden vejede et groft gennemsnit på 25 kg og stod på 125-130 cm.

Efterhånden som fysikaliteten forandrer sig over dyb tid, mere og mere konvergerende på større kropsstørrelser, forskerne observerer tre centrale "pulser" med betydelig ændring.

Det første sker med daggryet for vores egen definerede artbeslag, Homo , omkring 2,2-1,9 mio. år siden. Denne periode ser en fælles stigning i både højde (ca. 20 cm) og vægt (mellem 15-20 kg).

Størrelsen blev derefter adskilt fra heftet med en højdeforøgelse alene på 10 cm mellem 1,4-1,6 m år siden, kort efter fremkomsten af Homo erectus . "Fra et moderne perspektiv er det her, vi ser en velkendt statur nået og vedligeholdt. Kropsmasse, imidlertid, er stadig et stykke væk, "forklarer Will.

Det er først en million år senere (for 0,5-0,4 mio. År siden), at der konstant kommer tungere homininer i fossilrekorden, med en anslået 10-15 kg større kropsmasse-signaltilpasning til miljøer nord for Middelhavet.

"Fra da af gennemsnitlig kropshøjde og vægt forbliver mere eller mindre den samme i hominin -slægten, fører i sidste ende til os selv, «siger Will.

Der er, imidlertid, et par undtagelser fra denne store fortælling: Homo naledi og Homo floresiensis *. Nyligt opdagede rester tyder på, at disse arter svømmede mod strømmen af ​​stigende kropsstørrelse gennem tiden.

"De kan have stammet fra meget ældre småfedre forfædre, eller tilpasset evolutionært pres, der forekommer i små og isolerede populationer, «siger Will. Floresiensis blev opdaget på en indonesisk ø.

"Vores undersøgelse viser, at andre end disse to arter, homininer, der optræder efter 1,4 millioner år siden, er alle større end 140 cm og 40 kg. Dette ændrer sig ikke, før menneskekroppe igen diversificeres i løbet af de sidste tusinde år. "

"Disse fund tyder på ekstremt stærkt selektivt pres mod små kropsstørrelser, som forskydte det evolutionære spektrum mod de større kroppe, vi har i dag."

Will og kolleger siger, at evolutionært pres, der kan have bidraget, omfatter 'cladogenesis':opdelingen af ​​en slægt, med en linje - den mindre fyldige, i dette tilfælde - at uddø, måske som følge af konkurrence mellem arter.

De foreslår også, at seksuel dimorfisme - den fysiske sondring mellem køn, med hunner typisk mindre hos pattedyr - var mere udbredt i tidlige homininarter, men blev derefter støt udjævnet ved evolution.

Undersøg medforfatter Dr Jay Stock, også fra Cambridge's Institut for Arkæologi, tyder på, at denne vækstbane kan fortsætte.

"Mange menneskelige grupper er fortsat blevet højere i løbet af det sidste århundrede. Med forbedret ernæring og sundhedspleje, gennemsnitlige staturer vil sandsynligvis fortsætte med at stige i den nærmeste fremtid. Imidlertid, der er bestemt et loft fastsat af vores gener, som definerer vores maksimale potentiale for vækst, "Stock siger.

"Kropsstørrelse er en af ​​de vigtigste determinanter for biologien for enhver organisme på planeten, "tilføjer Will." Rekonstruktion af den evolutionære historie med kropsstørrelse har potentiale til at give os indsigt i udviklingen af ​​bevægelse, hjernens kompleksitet, fodringsstrategier, endda socialt liv. "