Et tredemølleeksperiment gir antropologer løpende bevis på evolusjon: tidlige menneskelige forfedre kan ha begynt å gå stående fordi prosessen sparer energi sammenlignet med firlemmede knokkelvandring av sjimpanser.
Forskere har drøftet hvorfor hominider begynte å gå med to bein for en stund for rundt seks millioner år siden - da nøkkelfunksjonen som skiller dem fra deres forrige forfedre, dukket opp. Noen har tatt til orde for energibesparelsesteorien - delvis fordi det kjølige, tørre klimaet under miocenen kunne ha skilt matplaster med store avstander. Andre har hevdet posturale årsaker til endringen, og antydet at en oppreist holdning gjorde det mulig for forfedre mennesker å se over høyt gress og flekker rovdyr, eller å nå etter frukt i trær eller busker.
Tidligere sammenligninger av turgåing med firbeinte har gitt enestående resultater. En studie som involverte unge sjimpanser fant at apene brukte mer energi enn mennesker gjorde mens de gikk, men mange forskere mente at kostnadene ville endre seg med voksne aper. En fersk undersøkelse av makaker fant at tobenbeina tok høyere energiske bompenger, men aper - i motsetning til sjimpanser - rusler ikke vanlig oppreist.
I den nye analysen samlet en gruppe forskere fra tre universiteter data om energien som ble brukt av fire personer og fem voksne sjimpanser mens de gikk på tredemølle; sjimpansene gikk stående og på alle fire. Forskerne målte respirasjon, bevegelsesvinkler, posisjoner til kritiske ledd og kraften hver lem satt på bakken.
Folk brukte omtrent 25 prosent mindre energi enn sjimpanser gjorde, uavhengig av hvilken stil apene gikk, melder gruppen i 24. juli Proceedings of the National Academy of Sciences . I tillegg spådde anatomiske modeller av mennesker og aper i forskjellige vandringsmuligheter nøyaktig denne kostnadsforskjellen.
"Det er dypt viktige data om opphavet til hvorfor vi startet [å gå på to bein], " sier biologisk antropolog Daniel E. Lieberman ved Harvard University, som ikke var tilknyttet studien. For å sette energitallet i perspektiv, sier han, bruker folk omtrent 30 prosent mer energi på å løpe enn de går.
En gruppe forskere samlet inn data om energien som ble brukt av fire personer og fem voksne sjimpanser mens de gikk på en tredemølle; sjimpansene gikk stående og på alle fire. Folk brukte omtrent 25 prosent mindre energi enn sjimpanser gjorde, uavhengig av hvilken stil apene gikk, rapporterer de. (Cary Wolinsky) 
"Hvis vi skulle gå som en sjimpanse, ville det koste oss [i energi] i utgangspunktet hva det koster å løpe, " sier Daniel Lieberman. (Cary Wolinsky) 
Sjimpansen med den mest menneskelignende gangarten og kroppstypen gikk oppreist mer effektivt enn han gikk i gang - et funn som studiemedforfatter Herman Pontzer kaller et øyeblikksbilde av hvordan denne utviklingen kan ha skjedd. (Dette sammensatte fotografiet hyller den ikoniske Evolution of Man.) (Cary Wolinsky) "Hvis vi skulle gå som en sjimpanse, ville det i utgangspunktet kostet oss hva det koster å løpe, " sier han. "[Stående gåing] sparer deg for mye energi."
Tar gruppen sjimpanser som en helhet, fant forskerne ingen forskjell i energikostnader mellom gåstiler. Men det er ikke overraskende at tospenning koster sjimpanser mye energi, sier studieforfatter Herman Pontzer fra Washington University i St. Louis, fordi aper går stående med knærne bøyd - tenk deg å gå hele dagen i en skisposisjon - og har korte bakben. Disse to egenskapene krever mye energi å kompensere for.
Kanskje viktigst av alt er at sjimpansen med den mest menneskelignende gang og kroppstypen gikk oppreist mer effektivt enn han gikk i kne - et funn som Pontzer kaller et øyeblikksbilde av hvordan denne utviklingen kan ha skjedd.
"Fordi vi forstår mekanikken [ved å gå], kunne vi se hva evolusjonen kan tulle med for å gjøre det rimeligere, " sier Pontzer. Slike endringer inkluderer å rette ut knærne og forlenge bena.
Utseendet til disse trekkene på en abe antyder nok variasjon i populasjonen til at naturlig seleksjon har tatt grep om nødvendig, sier Lieberman. Hvis miljøet fikk apene til å gå mye lenger, kunne de høye energiske kostnadene ved å gå i kne, ha endret oppførselen over tid.
"Det er slik evolusjonen fungerer, " sier Lieberman. "Den ene sjimpansen viste seg å være bedre enn den andre sjimpansen, fordi han tilpasset en mer utvidet holdning."
Selv om fossilprotokollen ikke strekker seg tilbake til når forskere mener splittelsen mellom menneske-sjimpansen skjedde, gjenspeiler flere ben- og hoftebein fra senere tidsperioder - spesielt et hofteben tre millioner år gamle - endringene som reduserer kostnadene for tobeinte gå.
"Minst tre millioner år siden, " sier Lieberman, "hominider fant ut hvordan de ikke ville ha denne [energien] kostnaden."
Smithsonian.com sitt leserforum
Skrevet 16. juli 2007
