周産期大腿骨シャフトの形態の共有ヒト - チンパンジーパターンと、人類の運動適応の進化に対するその意味

背景：二重さの獲得は、人間の進化の特徴です。しかし、類人猿のような運動の行動からどのように進化したかは、まだ非常に議​​論されています。これは主に、化石のホミニンの長い骨からの運動機能を推測することが困難であり、さらに運動運動学の運動学です。長い骨の形態は、系統の歴史、発達プログラム、および個人の生涯の間に荷重履歴を反映しているため、構造機能の関係は複雑です。ここでは、運動の開始前に、胎児と新生児の偉大な類人猿と人間の長い骨の形態を調査することにより、これらの要因を区別します。 方法論/主要な調査結果：大腿骨甲状腺症の比較形態計測分析は、その形態が、ヒノド分類群間の系統関係を、分類群固有の運動能の適応よりも大きな程度に反映していることを示しています。運動型の適応に大きな違いにもかかわらず、ヒトとチンパンジーの甲状腺類の形態は、いくつかの共有された特徴を示しています。オランウータンとゴリラの形態はほぼ類似しており、おそらく原始的なヒト状態を表しています。 結論/重要性：これらの調査結果は、2つの可能な進化シナリオと互換性があります。甲状腺類の形態は、先祖の分類群の維持された適応特性を反映している可能性があるため、人間とチンパンジーの共有された特徴は、私たちの最後の共通の祖先の運動挙動を示している可能性があります。あるいは、甲状腺機能障害の形態は、選択よりも遺伝的ドリフト（中性進化）による進化を反映している可能性があり、したがって、運動の適応についてよりも、分類群間の系統関係についてより有益である可能性があります。両方のシナリオは、チンパンジーとゴリラのナックルウォーキングが収束的な進化に起因するという仮説と一致しており、人間の二段階の進化は現存する類人猿の運動の専門化とは無関係であるということです。

BACKGROUND: Acquisition of bipedality is a hallmark of human evolution. How bipedality evolved from great ape-like locomotor behaviors, however, is still highly debated. This is mainly because it is difficult to infer locomotor function, and even more so locomotor kinematics, from fossil hominin long bones. Structure-function relationships are complex, as long bone morphology reflects phyletic history, developmental programs, and loading history during an individual's lifetime. Here we discriminate between these factors by investigating the morphology of long bones in fetal and neonate great apes and humans, before the onset of locomotion. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: Comparative morphometric analysis of the femoral diaphysis indicates that its morphology reflects phyletic relationships between hominoid taxa to a greater extent than taxon-specific locomotor adaptations. Diaphyseal morphology in humans and chimpanzees exhibits several shared-derived features, despite substantial differences in locomotor adaptations. Orangutan and gorilla morphologies are largely similar, and likely represent the primitive hominoid state. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: These findings are compatible with two possible evolutionary scenarios. Diaphyseal morphology may reflect retained adaptive traits of ancestral taxa, hence human-chimpanzee shared-derived features may be indicative of the locomotor behavior of our last common ancestor. Alternatively, diaphyseal morphology might reflect evolution by genetic drift (neutral evolution) rather than selection, and might thus be more informative about phyletic relationships between taxa than about locomotor adaptations. Both scenarios are consistent with the hypothesis that knuckle-walking in chimpanzees and gorillas resulted from convergent evolution, and that the evolution of human bipedality is unrelated to extant great ape locomotor specializations.