Mevcut çalışma için süreci özetleyen iş akışı diyagramı. Karşılaştırmalı veriler, kas LoA'larını, segmental ve atalet özelliklerini yönlendirmek için [22]'deki MRI verilerinin kullanıldığı bir erkek insandan toplanmıştır. Kemik geometrilerinin kalitesiz olması, bu parametrelerin yüksek kaliteli BT verilerine göre ölçeklendirilmesini gerektirmiştir. Hem insan hem de AL 288-1 için eklem merkezleri ve eksenleri oluşturulmuştur. AL 288-1'in her bir vücut segmenti için bir dışbükey gövde oluşturulmuş, kütle merkezi ve atalet özellikleri Coatham ve arkadaşlarına göre düzeltilmiştir. Poligonal bir kas yaklaşımı uygulanmış ve AL 288-1'in biyomekanik modeline uygulanan kas LoA'ları üretilmiştir. ©The Royal society Publishing

Australopithecus afarensis fosillerinin incelenmesi, bipedalizmin ya da dik yürümenin evrimi ve erken insan atalarında ne zaman ortaya çıktığı hakkında fikir verebilir. Wiseman'ın Lucy'nin kaslarını yeniden yapılandırması, Lucy'nin başka şekillerde nasıl hareket ettiğini belirlemek için de kullanılabilir.

Wiseman ve meslektaşları poligonal kas modellemesi adı verilen bir yöntem geliştirdiler ve ilk olarak 247 milyon yıl önce yaşamış archosaurs adı verilen soyu tükenmiş sürüngenlerin eksik yumuşak dokularını yeniden yapılandırmak için kullandılar.

Wiseman daha sonra aynı yöntemi ilk kez Lucy'ye uygulayarak kaslarının şeklini, boyutunu ve onları hareket etmek için nasıl kullandığını anlamış ve bunun dik duran bir şempanzenin çömelmiş yürüyüşü mü yoksa bir insanın duruşu mu olduğunu değerlendirmiştir.

Burada, Brassey ve arkadaşlarının yeniden yapılandırdığı pelvis (mor renkle gösterilmiştir) modifiye edilmiş (gri renkle gösterilmiştir), sakroiliak ve pubik eklemler yeniden eklemlenmiştir. Spesifik olarak, ischiopubic ramus arasındaki mesafe azaltılmış ve her iki Os coxae içten döndürülmüş, böylece sakroiliak artikülasyon iyileştirilmiştir. ©The Royal society Publishing

Wiseman, Australopithecus afarensis'in bacak ve pelvis kaslarının üç boyutlu bir modelini oluşturmak için Lucy'nin fosilinin taramalarını ve insanlardan elde edilen verileri kullandı. Araştırmacı, modern insanlarda kas ve kemik yapılarının MRI ve CT taramalarından veri topladıktan sonra dijital olarak bir kas-iskelet modeli oluşturdu.

Ardından, Lucy'nin fosilinin taramalarını kullanarak eklemlerinin hayatta nasıl eklemlendiğini ve hareket ettiğini belirledi. Wiseman, modern insan verilerinden elde edilen "kas haritası" ile "kas izi" veya fosillerde tespit edilebilen kas bağlantısının fark edilebilir izlerini kullanarak her bacaktaki 36 kası katmanlara ayırdı.

AL 288-1'de alt uzuv başına 36 kasın oluşturulduğu poligonal kas modelleme yaklaşımının tamamlanmış görünümleri (ventral, dorsal, lateral ve medial)  bu toplam, birden fazla kafadan oluşan kaslar arasında ayrım yapmaz (örn. M. extensor digitorum longus). AL 288-1'in poligonal kasları, MRI tarama verilerinden segmente edilen insanın üç boyutlu kaslarıyla karşılaştırmalı olarak gösterilmiştir. Ayağın içsel kasları modellenmemiştir; bunun yerine, korunmuş ayak materyalinin azlığı nedeniyle sadece ayak bileği eklemini geçen 'ayak' kasları dahil edilmiştir. ©The Royal society Publishing

Lucy'nin iskeleti insanlardan farklıdır çünkü daha kısa bacaklara ve daha düz bir pelvise (yukarıdan aşağıya bakıldığında) sahiptir.

Wiseman'ın modeli, modern bir insanın uyluğunun yaklaşık %50 kas kütlesine sahip olduğunu ve geri kalanının yağ ve kemikten oluştuğunu gösterirken, Lucy'nin uyluğunun yaklaşık %75 kas kütlesine sahip olduğunu göstermiştir. Genel olarak, Lucy'nin bacak kasları modern insanlarınkinden çok daha büyüktü ve daha fazla yer kaplıyordu.

"Lucy 3,2 milyon yıl önce Afrika savanasında yaşadı. Engebeli bir zeminde yürümüş ve ormanlık ortamlar ile açık otlakların bir karışımını keşfetmiş olması gerekirdi." diyor Wiseman.

"Daha büyük kas kütlesi tipik olarak daha büyük kas kuvveti anlamına gelir ve Lucy'nin kaslarının rekonstrüksiyonlarının, bir insandan daha büyük kas kütlesine sahip olduğunu ve bu farklı ortamlar arasında özgürce hareket etmesini sağladığını göstermesi çok şaşırtıcı değildir."

Paleoantropologlar Lucy'nin duruşunu merak etmişlerdir çünkü iskeleti modern insanlardan farklıdır.

MRI verileriyle yönlendirilen poligonal kas modelleme yaklaşımının bir kesiti. ©Dr. Ashleigh Wiseman.

İnsanlar tamamen düz bacaklarıyla sabit bir duruşa sahiptir, ancak şempanzeler dik durduklarında bacaklarını düzleştiremezler. Bükülmüş kalçaları ve dizleri nedeniyle çömelmiş bir duruşla yürürler, bu yüzden şempanzeler çoğunlukla dört ayak üzerinde yürürler.

3D model, Lucy'nin diz ekstansör kaslarının kaldıracının, modern insanlar gibi dik durabileceği anlamına geldiğini gösterdi.

Wiseman, "Diz ekstansörlerinin (dik durduğunuzda düz bir diz üreten ve koruyan kaslar) insanla bu kadar karşılaştırılabilir olduğunu görmek beni çok şaşırttı" dedi. "Bu, Lucy'nin ayakta durabildiği ve muhtemelen bizim kadar verimli yürüyebildiği anlamına geliyor."

Lucy gibi Australopithler hem açık otlakları hem de sık ormanları içeren bir ortamda yaşamış ve hem yerde hem de ağaçlarda gelişmeye adapte olmuş vücutlara sahip olmuşlardır.

Wiseman, "Lucy muhtemelen bugün hiçbir canlı türünde görmediğimiz bir şekilde yürüdü ve hareket etti," dedi.

Wiseman, "Eğer Lucy de bizim gibi iki ayaklı olsaydı ve sadece iki ayağı üzerinde yürüseydi, o zaman bizim gibi benzer şekillerde hareket edebilmesi gerekirdi," dedi.

Kaynak: CNN