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研究人员创建了尼安德特肋骨笼的3D模型

根据一组科学家完成对成年雄性尼安德特人的肋骨的第一次3D虚拟重建,与解剖学上的现代人类相比,我们的近亲表兄弟可能有一种微妙但有些不同的呼吸机制。

该团队由巴斯克大学的Asier Gomez-Olivencia博士领导,专注于胸部 - 包含胸腔和上脊柱的身体区域,形成容纳心脏和肺部的腔。研究人员使用了一具6万年历史的男性尼安德特人骨架,标记为Kebara 2,于1983年在以色列的Kebara Cave发现。使用Kebara 2化石的CT扫描,他们能够创建一个胸部的三维模型 - 这与长期以来的桶状胸部驼背“穴居人”形象不同。

结论指出,与今天的现代人类相比,可能是一个具有更大肺活量和更直脊柱的正直人。“胸部的形状是了解尼安德特人如何在他们的环境中移动的关键,因为它告诉我们他们的呼吸和平衡,”Gomez-Olivencia博士说。

华盛顿大学的共同作者Patricia Kramer教授补充说:“尼安德特人的行动将如何直接影响他们依靠现有资源生存的能力。”“尼安德特人与我们有着密切相关的复杂文化适应性,就像现代人类一样,但他们的身体形态在很大程度上与我们不同。了解他们的适应性使我们能够更好地理解我们自己的进化道路。“

比较Kebara 2胸腔(左列)与现代人类男性样本(灰色;中间列)和两种形态的叠加(蓝色,Kebara 2;灰色,现代人类样本男性平均值;右列)颅(顶行),腹侧(中间行)和左侧(下行)视图。

在19世纪和20世纪初,对其他尼安德特人遗骸的发现和研究产生了一个刻板的,弯腰的穴居人的理论和图像。

随着时间的推移,进一步的研究澄清了对许多尼安德特人特征的科学理解,但是一些争论仍然笼罩着胸部的结构,肺部的能力以及尼安德特人可能适应或不适应的条件。“在过去的十年中,虚拟重建在生物人类学中已经变得越来越普遍,”克莱默教授说。“这种方法对于诸如胸部等化石很有用,因为脆弱的骨骼会使物理重建变得困难和危险。”

大约两年前,同一个团队创建了Kebara 2脊柱的虚拟重建,这是更新尼安德特人生物力学理论的第一步。对于他们的胸部模型,科学家们使用了Kebara 2骨架的直接观察和椎骨,肋骨和骨盆骨的医学CT扫描,以及为科学使用而设计的3D软件。“在重建过程中,有必要实际上'切割'并重新调整一些显示变形的部分,并镜像一些未完全保存的部分以获得完整的胸部,”Gomez博士-Olivencia说。

胸部的重建,加上该团队早先的发现,显示肋骨向内连接到脊柱,迫使胸腔向外,允许​​脊柱稍微向后倾斜,腰部曲线很少是腰部曲线的一部分。现代人类骨骼结构。“尼安德特人和现代人类胸腔之间的差异是惊人的,”共同作者,国家自然历史博物馆虚拟人类学实验室研究员Markus Bastir博士说。

“尼安德特人脊柱更位于胸腔内,提供更多稳定性。此外,胸部下部较宽。肋骨的这种形状表明更大的横膈膜,从而更大的肺活量,“Gomez-Olivencia博士说。“尼安德特人的宽阔下胸部和肋骨的水平方向表明,尼安德特人更多地依靠他们的横膈膜进行呼吸,”高野作家,小野学院的Ella Been博士说。

“另一方面,现代人依靠横膈膜和胸腔扩张来呼吸。在这里,我们看到化石遗存研究中的新技术如何为了解灭绝物种提供新信息。“

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