Alterações do esqueleto humano devido ao bipedalismo - Human skeletal changes due to bipedalism

A evolução do bipedalismo humano , que começou nos primatas cerca de quatro milhões de anos atrás, ou já em sete milhões de anos atrás com Sahelanthropus , ou cerca de 12 milhões de anos atrás com Danuvius guggenmosi , levou a alterações morfológicas no esqueleto humano, incluindo mudanças no arranjo e tamanho dos ossos do pé, tamanho e formato do quadril , tamanho do joelho , comprimento da perna e o formato e orientação da coluna vertebral . Os fatores evolutivos que produziram essas mudanças foram objeto de várias teorias .

Eficiência energética

A caminhada humana é cerca de 75% menos dispendiosa do que a caminhada quadrúpede e bípede em chimpanzés. Algumas hipóteses sustentam que o bipedalismo aumentou a eficiência energética da viagem e que este foi um fator importante na origem da locomoção bípede. Os humanos economizam mais energia do que os quadrúpedes ao caminhar, mas não ao correr. A corrida humana é 75% menos eficiente do que a caminhada. Um estudo ajudou a provar que andar de bípedes hominídeos vivos é visivelmente mais eficiente do que andar de quadrúpedes hominídeos vivos, mas os custos da viagem de quadrúpedes e bípedes são os mesmos.

Os pés humanos desenvolveram calcanhares alargados para suportar o peso que a evolução também aumentou. O humano evoluiu como uma plataforma para suportar todo o peso do corpo, em vez de atuar como uma estrutura de preensão, como acontecia nos primeiros hominídeos . Os humanos, portanto, têm dedos menores do que seus ancestrais bípedes. Isso inclui um hálux não oponível , que é realocado em linha com os outros dedos do pé. Além disso, os humanos têm um arco de pé em vez de pés chatos. Quando os hominídeos não humanos andam eretos, o peso é transmitido do calcanhar , ao longo da parte externa do pé e, em seguida, através dos dedos médios, enquanto um pé humano transmite o peso do calcanhar, ao longo da parte externa do pé, através da bola do pé e, finalmente, através do dedão. Essa transferência de peso contribui para a conservação de energia durante a locomoção .

Joelho

As articulações dos joelhos humanos são aumentadas pela mesma razão que o quadril - para melhor suportar um aumento no peso corporal. O grau de extensão do joelho (o ângulo entre a coxa e a perna em um ciclo de caminhada) diminuiu. O padrão de mudança do ângulo da articulação do joelho em humanos mostra um pequeno pico de extensão, chamado de “ação dupla do joelho”, na fase intermediária. A ação do joelho duplo diminui a energia perdida pelo movimento vertical do centro de gravidade. Os humanos andam com os joelhos retos e as coxas dobradas para dentro, de modo que os joelhos fiquem quase diretamente sob o corpo, em vez de para os lados, como é o caso dos hominídeos ancestrais. Esse tipo de marcha também ajuda no equilíbrio.

Membros

Um aumento no comprimento da perna desde a evolução do bipedismo mudou a forma como os músculos das pernas funcionavam na marcha ereta. Em humanos, o "empurrão" para caminhar vem dos músculos das pernas que atuam no tornozelo. Uma perna mais longa permite o uso do balanço natural do membro de forma que, ao caminhar, os humanos não precisem usar músculos para balançar a outra perna para a frente para o próximo passo. Como consequência, uma vez que os membros anteriores humanos não são necessários para a locomoção, eles são otimizados para carregar, segurar e manipular objetos com grande precisão. Isso resulta em diminuição da força dos membros anteriores em relação ao tamanho do corpo dos humanos em comparação com os macacos. Ter membros posteriores longos e membros anteriores curtos permite que os humanos andem eretos, enquanto orangotangos e gibões tiveram a adaptação de braços mais longos para balançar nos galhos. Os macacos podem ficar em pé sobre os membros posteriores, mas não podem fazê-lo por longos períodos de tempo sem se cansar. Isso ocorre porque seus fêmures não são adaptados para o bipedalismo. Os macacos têm fêmures verticais, enquanto os humanos têm fêmures ligeiramente angulados medialmente do quadril até o joelho, tornando os joelhos humanos mais próximos e abaixo do centro de gravidade do corpo. Essa adaptação permite que os humanos travem os joelhos e fiquem em pé por longos períodos de tempo sem muito esforço dos músculos. O glúteo máximo tornou-se um papel importante na caminhada e é um dos maiores músculos dos humanos. Esse músculo é muito menor nos chimpanzés, o que mostra que tem um papel importante no bipedalismo. Quando os humanos correm, nossa postura ereta tende a flexionar para frente conforme cada pé atinge o solo, criando impulso para a frente. O músculo glúteo ajuda a evitar que a parte superior do tronco "se incline para a frente" ou caia.

Quadril e pelve

As articulações do quadril humano moderno são maiores do que nas espécies ancestrais quadrúpedes para melhor suportar a maior quantidade de peso corporal que passa por elas, além de terem uma forma mais curta e larga. Essa alteração na forma aproximou a coluna vertebral da articulação do quadril, proporcionando uma base estável para sustentação do tronco ao caminhar ereto. Além disso, como o andar bípede exige que os humanos se equilibrem em uma articulação esférica e cilíndrica relativamente instável , a colocação da coluna vertebral mais próxima da articulação do quadril permite que os humanos invistam menos esforço muscular no equilíbrio . A mudança na forma do quadril pode ter levado à diminuição do grau de extensão do quadril , uma adaptação com eficiência energética. O ílio mudou de uma forma longa e estreita para uma forma curta e larga e as paredes da pelve se modernizaram para ficarem voltadas lateralmente. Essas mudanças combinadas fornecem maior área para os músculos glúteos se fixarem; isso ajuda a estabilizar o torso ao se apoiar em uma perna só. O sacro também se tornou mais largo, aumentando o diâmetro do canal do parto e facilitando o parto . Para aumentar a superfície de fixação do ligamento para ajudar a apoiar as vísceras abdominais durante a postura ereta, as espinhas dos ísquios se tornaram mais proeminentes e deslocadas para o meio do corpo.

Coluna vertebral

A coluna vertebral dos humanos curva-se para a frente na região lombar (inferior) e para trás na região torácica (superior). Sem a curva lombar, a coluna vertebral sempre se inclinaria para a frente, posição que exige muito mais esforço muscular para os animais bípedes. Com uma flexão para frente, os humanos usam menos esforço muscular para ficar de pé e andar eretos. Juntas, as curvas lombar e torácica trazem o centro de gravidade do corpo diretamente sobre os pés. Além disso, o grau de ereção do corpo (o ângulo da inclinação do corpo em uma linha vertical em uma bicicleta de caminhada) é significativamente menor para conservar energia.

Crânio

O crânio humano é equilibrado na coluna vertebral: o forame magno está localizado inferiormente sob o crânio, o que coloca grande parte do peso da cabeça atrás da coluna vertebral. Além disso, o rosto humano plano ajuda a manter o equilíbrio dos côndilos occipitais . Por causa disso, a posição ereta da cabeça é possível sem as saliências supraorbitais proeminentes e as fortes ligações musculares encontradas, por exemplo, nos macacos. Como resultado, em humanos, os músculos da testa (o occipitofrontal ) são usados ​​apenas para expressões faciais. O aumento do tamanho do cérebro também foi significativo na evolução humana. Começou a aumentar há cerca de 2,4 milhões de anos, mas os níveis modernos de tamanho do cérebro não foram atingidos até 500.000 anos atrás. Análises zoológicas mostraram que o tamanho dos cérebros humanos é significativamente maior do que você esperaria para seu tamanho. O cérebro humano é na verdade três a quatro vezes maior do que seu parente mais próximo - o chimpanzé.

Significado

Mesmo com muitas modificações, algumas características do esqueleto humano permanecem mal adaptadas ao bipedalismo, levando a implicações negativas prevalentes em humanos hoje. A região lombar e as articulações dos joelhos são afetadas por disfunções osteológicas, sendo a dor lombar a principal causa de dias de trabalho perdidos, porque as articulações suportam mais peso. A artrite tem sido um problema desde que os hominídeos se tornaram bípedes: os cientistas descobriram seus traços nas vértebras de caçadores-coletores pré-históricos. Restrições físicas tornaram difícil modificar as articulações para maior estabilidade, mantendo a eficiência da locomoção.

Veja também

Referências

Leitura adicional

links externos