Primeira reconstrução muscular de hominídeo mostra que ‘Lucy’, de 3,2 milhões de anos, poderia ficar tão ereta quanto nós

Uma seção transversal da abordagem de modelagem muscular poligonal, guiada por cicatrizes musculares e dados de ressonância magnética. Crédito: Dra. Ashleigh Wiseman

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Um pesquisador da Universidade de Cambridge reconstruiu digitalmente o tecido mole ausente de um ancestral humano primitivo – ou hominídeo – pela primeira vez, revelando a capacidade de ficar tão ereto quanto hoje.

O Dr. Ashleigh Wiseman modelou em 3D os músculos da perna e da pelve do hominídeo Australopithecus afarensis usando varreduras de ‘Lucy’: o famoso espécime fóssil descoberto na Etiópia em meados da década de 1970.

Australopithecus afarensis foi uma espécie humana primitiva que viveu na África Oriental há mais de três milhões de anos. Mais baixo do que nós, com rosto de macaco e cérebro menor, mas capaz de andar sobre duas pernas, ele se adaptou tanto a árvores quanto a savanas – ajudando a espécie a sobreviver por quase um milhão de anos.

Batizada com o nome do clássico dos Beatles ‘Lucy in the Sky with Diamonds’, Lucy é um dos exemplos mais completos descobertos de qualquer tipo de Australopithecus – com 40% de seu esqueleto recuperado.

Wiseman foi capaz de usar dados de código aberto publicados recentemente sobre o fóssil de Lucy para criar um modelo digital da estrutura muscular da parte inferior do corpo do hominídeo de 3,2 milhões de anos. O estudo foi publicado na revista Royal Society Open Science.

A pesquisa recriou 36 músculos em cada perna, a maioria dos quais eram muito maiores em Lucy e ocupavam maior espaço nas pernas em comparação com os humanos modernos.

Um modelo poligonal 3D, guiado por dados de varredura de imagem e cicatrizes musculares, reconstruindo os músculos dos membros inferiores do fóssil AL 288-1 do Australopithecus afarensis, conhecido como ‘Lucy’. Crédito: Dra. Ashleigh Wiseman

Por exemplo, os principais músculos das panturrilhas e coxas de Lucy tinham mais do que o dobro do tamanho dos humanos modernos, pois temos uma proporção muito maior de gordura para músculo. Os músculos representavam 74% da massa total da coxa de Lucy, em comparação com apenas 50% nos humanos.

Os paleoantropólogos concordam que Lucy era bípede, mas discordam sobre como ela andava. Alguns argumentaram que ela se movia agachada, semelhante aos chimpanzés – nosso ancestral comum – quando caminham sobre duas pernas. Outros acreditam que seu movimento estava mais próximo do nosso próprio bipedalismo ereto.

A pesquisa nos últimos 20 anos viu um consenso começar a emergir para andar totalmente ereto, e o trabalho de Wiseman acrescenta mais peso a isso. Os músculos extensores do joelho de Lucy, e a alavancagem que permitiriam, confirmam a capacidade de endireitar as articulações do joelho tanto quanto uma pessoa saudável pode hoje.

“A capacidade de Lucy de andar ereta só pode ser conhecida pela reconstrução do caminho e do espaço que um músculo ocupa dentro do corpo”, disse Wiseman, do McDonald Institute for Archaeological Research da Universidade de Cambridge.

Um modelo poligonal 3D, guiado por dados de varredura de imagem e cicatrizes musculares, reconstruindo os músculos dos membros inferiores do fóssil AL 288-1 do Australopithecus afarensis, conhecido como ‘Lucy’. Neste modelo, os músculos foram codificados por cores. Crédito: Dra. Ashleigh Wiseman

“Agora somos o único animal que pode ficar de pé com os joelhos retos. Os músculos de Lucy sugerem que ela era tão proficiente no bipedalismo quanto nós, embora possivelmente também se sentisse em casa nas árvores. Lucy provavelmente andava e se movia da maneira que fazemos não vejo em nenhuma espécie viva hoje”, disse Wiseman.

“Australopithecus afarensis deve ter percorrido áreas de pastagens abertas e florestas mais densas na África Oriental cerca de 3 a 4 milhões de anos atrás. Essas reconstruções dos músculos de Lucy sugerem que ela teria sido capaz de explorar ambos os habitats de forma eficaz.”

Lucy era uma jovem adulta, com pouco mais de um metro de altura e provavelmente pesando cerca de 28 kg. O cérebro de Lucy teria aproximadamente um terço do tamanho do nosso.

Para recriar os músculos deste hominídeo, Wiseman começou com alguns humanos vivos. Usando exames de ressonância magnética e tomografia computadorizada das estruturas musculares e ósseas de uma mulher e um homem modernos, ela conseguiu mapear os “caminhos musculares” e construir um modelo musculoesquelético digital.

Uma digitalização das áreas de inserção muscular usadas para construir o modelo dos músculos de Lucy, ao lado do modelo muscular 3D completo. Crédito: Dra. Ashleigh Wiseman

Vistas completas (ventral, dorsal, lateral e medial) da abordagem de modelagem muscular poligonal em AL 288-1, em que 36 músculos foram criados por membro inferior. Os músculos poligonais de AL 288-1 são mostrados em comparação com os músculos 3D do ser humano que foram segmentados a partir de dados de ressonância magnética. Crédito: Dra. Ashleigh Wiseman

Wiseman então usou modelos virtuais existentes do esqueleto de Lucy para “rearticular” as juntas – isto é, juntar o esqueleto novamente. Este trabalho definiu o eixo a partir do qual cada articulação foi capaz de se mover e girar, replicando como elas se moviam durante a vida.

Por fim, os músculos foram colocados em camadas no topo, com base nos caminhos dos mapas musculares humanos modernos, bem como nas poucas “cicatrizes musculares” discerníveis (os traços de conexão muscular detectáveis nos ossos fossilizados). “Sem ciência de acesso aberto, esta pesquisa não teria sido possível”, disse Wiseman.

Essas reconstruções agora podem ajudar os cientistas a entender como esse ancestral humano andava. “Reconstruções musculares já foram usadas para medir a velocidade de corrida de um T-Rex, por exemplo”, disse Wiseman. “Ao aplicar técnicas semelhantes aos humanos ancestrais, queremos revelar o espectro do movimento físico que impulsionou nossa evolução – incluindo as capacidades que perdemos”.


Publicado em 18/06/2023 13h22

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