木登りをする私たちの祖先は、遠くに投げたり高く届かせたりする能力を進化させた。

ニューヨーク・ジャイアンツのクォーターバック、ダニエル・ジョーンズのようなアスリートが完璧なスパイラルパスを投げる方法や、ワイドレシーバーのダリウス・スレイトンが肘を伸ばしてボールをキャッチする方法の仕組みは、太古の昔に遡るのかもしれない。これらのスキルは、木から安全に脱出する手段を必要としていた霊長類の祖先が自然に備えたブレーキシステムとして最初に進化したのかもしれない。

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ダートマス大学の研究チームは、9月6日に学術誌「ロイヤル・ソサエティ・オープンサイエンス」に発表した研究で、類人猿と初期の人類の祖先は、重力で体が下がっている間に木から降りる速度を遅くする方法として、自由に動く肩と柔軟な肘を進化させた可能性が高いことを発見した。狩りや防衛のために槍を投げたり、木に登ったり、食料を集めたりできる多目的な付属肢は、特に初期の人類が森林を離れて草原のサバンナに移動した際には、生き残るために不可欠だった。

「類人猿の起源については、まだわかっていないことがたくさんあります」と、研究の共著者でダートマス大学の古人類学者ジェレミー・デシルバ氏はPopSciに語った。 「サルと類人猿には約2500万年から3000万年前に生息していた共通の祖先がいて、その後分岐し、現在ではこれら2種類の霊長類が存在します。しかし、なぜ収束したのでしょうか？」

可能性の 1 つは、霊長類のサイズに関連した生態学的、物理的、行動的ニッチの違いです。最初の類人猿は約 2,000 万年前に進化し、他の初期の霊長類よりも大きくなっています。通常、動物が大きくなればなるほど、落下による怪我のリスクが大きくなるため、これらの大型霊長類にとって木から降りることは新たな課題となりました。自然淘汰は最終的に、初期の類人猿が安全に木から降りることを可能にする解剖学的構造を優先したと考えられます。

研究チームはスポーツ分析と統計ソフトウェアを使い、野生のチンパンジーとマンガベイと呼ばれる小型のサルが木登りをする動画と静止画を比較した。マンガベイとチンパンジーは肩と肘を体の近くまで曲げて同じように木登りをしていることがわかった。

しかし、降りるときは、チンパンジーは腕を頭の上に伸ばして枝につかまります。これは、はしごを降りる人が体重で下に引っ張られるのと似ています。この「ダウンクライミング」と呼ばれるプロセスは、類人猿と初期の人類の進化において重要な意味を持つようです。

「私たちの研究は、下山行動が、サルと類人猿の解剖学上の相違が最終的に人間に現れる要因として過小評価されているが、非常に重要な要素であるという考え方を提起している」と、研究の共著者でダートマス大学の大学院生、ルーク・ファニン氏は声明で述べた。

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祖先の類人猿から受け継いだこれらの柔軟な肩と肘のおかげで、アウストラロピテクスなどの初期の人類は、夜間に安全のために木に登り、日中に無傷で降りることができただろう。ホモ・エレクトスが夜間に身を守るために火を使えるようになると、人間の体はより広い肩になり、90 度のひねりが可能なようになった。肩と肘が自由に動くため、人類の祖先は狩りの槍の射撃に優れていた。

「下り坂が、私たちの骨や可動域の進化の仕方を変えるほどの強力な進化の力であるという考えは、とても興味深いものでした」と、研究の共著者であるメアリー・ジョイさんはPopSciに語った。「この分野では、下り坂を自然淘汰に影響を与える独自の動作として考える人はあまりいません」。ジョイさんはトレイルランナーとアスリートとしての経験をこの研究に持ち込み、生物科学と進化の見方に異なる視点を持ち込んだ。

研究チームはまた、ハーバード大学の骨格コレクションを使ってチンパンジーの腕の解剖学的構造を研究し、オハイオ州立大学のコレクションにある骨を使ってマンガベイの腕を研究した。チンパンジーはマンガベイよりも人間に似ており、浅い球関節式の肩を持ち、より広い可動範囲を実現している。チンパンジーはまた、肘のすぐ後ろにある肘頭突起と呼ばれる骨の長さが短いため、腕を完全に伸ばすことができる。

マンガベイや他のサルは、猫や犬のような四足動物に似た体格をしており、深い洋ナシ型の肩関節と、肘頭突起が突出した肘関節を持ち、関節がL字型に見えます。これらの関節はより安定していますが、可動範囲と柔軟性はより制限されています。

分析の結果、チンパンジーの肩の角度は木を登るときよりも降りるときの方が14度大きくなっていた。また、木を降りるときは、登るときよりも肘の外側への腕の伸びが34度大きかった。マンガベイの肩と肘の角度は、木を登るときと降りるときでわずか4度以下だった。

「もし猫が話せたら、下りるのは登るより難しいと教えてくれるだろうし、多くの人間のロッククライマーも同意するだろう。しかし、なぜそんなに難しいのかが疑問だ」と研究の共著者で

人類学者で進化生物学者のナサニエル・ドミニー氏は声明でこう述べた。「その理由は、重力に抵抗するだけでなく、減速もしなければならないからです。」

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デシルバ氏によると、下降運動に関して「なぜこれまで気づかなかったのか」という疑問は、この研究で最も驚くべき点の 1 つだった。ジョイ氏と大学院生ファニン氏の新鮮な視点は、進化の隠れた驚異の 1 つを発見する上で決定的な役割を果たした。

「私たちの進化の祖先は、進化が既存の形態を微調整し、修正する素晴らしい例です」とデシルバ氏は言う。「私たちの体は、何百万年にもわたる自然淘汰を通じて微調整され、修正され、現在の体になっただけですが、今日の私たちの体には祖先の素晴らしい痕跡が残されています。」