尼安德特人的胸部重建為古代人體解剖學提供了新線索

一個國際科學家團隊完成了迄今為止出土的最完整的尼安德特人骨骼胸腔的首次3D虛擬重建，這可能揭示了這個古代人類是如何活動和呼吸的。

該團隊包括來自西班牙、以色列和美國大學的研究人員，其中包括來自華盛頓大學的研究人員，研究重點是胸部——包含胸腔和上脊柱的身體區(qū)域，形成心臟和肺。利用具有大約6萬年歷史的男性骨骼化石(被稱為Kebara 2)的CT掃描，研究人員能夠創(chuàng)建胸部的3D模型——這不同于胸部和駝背“穴居人”的長期圖像。結論：與今天的現(xiàn)代人相比，他可能是一個肺活量更大、脊柱更直的直立人。

這項研究發(fā)表在10月30日的《自然通訊》上。巴斯克大學的研究員、該研究的第一作者阿西爾戈麥斯-奧利維西亞說：“胸部的形狀是了解尼安德特人在環(huán)境中如何運動的關鍵，因為它告訴我們他們的呼吸和平衡。

加州大學人類學系教授、本文通訊作者帕特里夏克萊默(Patricia Kramer)表示，尼安德特人的行為將如何直接影響他們在現(xiàn)有資源上的生存能力。她說：“尼安德特人與我們有著復雜的文化適應性，這與現(xiàn)代人類的文化適應性密切相關，但他們的體型與我們有很大的不同。“了解它們的適應性能讓我們更好地理解自己的進化之路?！?

尼安德特人是大約40萬年前出現(xiàn)的一種人類，主要生活在今天的西歐和中亞。他們是狩獵采集者。它們生活在一些地區(qū)的洞穴里，在大約40，000年前滅絕之前經(jīng)歷了幾個冰川期。最近的研究表明，尼安德特人和早期智人是混血兒，因為尼安德特人DNA的證據(jù)已經(jīng)出現(xiàn)在很多人身上。

在過去的150年里，歐洲、亞洲和中東的許多地方都發(fā)現(xiàn)了尼安德特人的遺骸。研究小組使用了一具名為凱巴拉2號(Kebara 2)的骨骼，也被稱為“摩西”(Moshe)，這是1983年在以色列北部卡梅爾山脈的凱巴拉洞穴中發(fā)現(xiàn)的。雖然頭骨不見了，但年輕成年男子的遺骸被認為是其中之一。最完整的尼安德特人骨架。對周圍土壤的兩種不同形式的定年，熱釋光和電子自旋共振，使年齡在59，000到64，000年之間。

在19世紀和20世紀初，對其他尼安德特人遺骸的發(fā)現(xiàn)和研究產(chǎn)生了一種僵化的、彎曲的尼安德特人理論和形象。隨著時間的推移，進一步的研究澄清了對尼安德特人許多特征的科學認識，但一些爭論仍然懸而未決，涉及胸部的結構、肺的容量以及尼安德特人可能適應或可能不適應的條件。克萊默解釋說，在過去的十年里，虛擬重建在生物人類學中越來越普遍。這種方法對于胸部等化石非常有用，因為脆弱的骨骼會使身體重建變得困難和危險。

大約兩年前，同一研究團隊創(chuàng)建了Kebara 2脊柱的虛擬重建，這是更新尼安德特人生物力學理論的第一步。這篇論文發(fā)表在《人類古生物與史前史》一書中，書中重申了直立姿勢的可能性，但指出脊椎比現(xiàn)代人更直。對于這個胸腔模型，研究人員使用了目前放在特拉維夫大學的Kebara 2骨骼的直接觀察、椎骨、肋骨和骨盆骨的醫(yī)學ct掃描，以及為科學用途設計的3D軟件?！斑@是一項細致的工作，”以色列巴爾伊蘭大學講師阿龍巴拉什說。“我們必須用CT掃描每一塊椎骨和所有肋骨，然后把它們重新組裝成3D?！?

然后，他們使用了一種叫做形態(tài)計量分析的技術，將尼安德特人骨骼的圖像與今天成年男性骨骼的醫(yī)學掃描進行比較。戈麥斯說：“在重建的過程中，需要對一些顯示變形的部位進行實際的‘切割’和重新調整，對一些沒有很好保存的部位進行鏡像，以獲得完整的胸部。OLIVENCIA .

胸部的重建，加上研究小組早期的發(fā)現(xiàn)，顯示肋骨向內連接到脊柱，迫使胸部向外，讓脊柱稍微向后傾斜，腰部曲線很少是腰部曲線的一部分?，F(xiàn)代人體骨骼結構。西班牙國家自然歷史博物館虛擬人類學實驗室的高級研究科學家馬庫斯巴斯特爾說：“尼安德特人的胸腔和現(xiàn)代人的胸腔有著驚人的不同。

戈麥斯-奧利文西亞說：“尼安德特人的脊柱更多地位于胸腔內，提供了更多的穩(wěn)定性?！按送?，胸部的下部更寬?！崩吖堑倪@種形狀說明橫膈膜比較大，所以肺活量比較大。小野學術學院的資深作者Ella Been說：“尼安德特人胸部的下半部分較寬，肋骨的水平方向表明尼安德特人更多地依靠橫膈膜呼吸?！傲硪环矫?，現(xiàn)代人靠膈肌和肋骨擴張來呼吸。在這里，我們看到了化石遺跡研究中的新技術如何為了解滅絕物種提供新信息?！?

克雷默說，這對克巴拉2號生活方式的意義是成熟的，可以進一步研究。尼安德特人是如何呼吸的，他們需要什么樣的身體，有強壯的肺？

體需求?這告訴我們他們的動作以及他們生活的環(huán)境是什么?這些物理特性是否會使它們或多或少地適應氣候變化?克萊默說，重建胸部是一項從頭開始的練習，故意試圖避免受到過去關于尼安德特人看起來或生活的理論的影響。

“通過對不同碎片的所有排列進行思考，它就像是沒有所有碎片的拼圖。碎片告訴我們什么?”她說。“人們告訴你它應該是一種特定的方式，但你要確保你沒有過度重建，或者按照你認為應該的方式重建它。你正試圖保持一種中立的態(tài)度。”該研究的其他作者是國家自然歷史博物館的Daniel Garcia-Martinez和巴斯克大學的Mikel Arlegi。