Os ombros rotativos e os cotovelos extensos que permitem aos humanos alcançar uma prateleira alta ou atirar uma bola com os amigos podem ter evoluído inicialmente como um sistema de travagem natural para os nossos antepassados primatas que simplesmente precisavam de sair das árvores sem morrer.

Os pesquisadores de Dartmouth relatam que os macacos e os primeiros humanos provavelmente desenvolveram ombros de movimento livre e cotovelos flexíveis para retardar sua descida das árvores à medida que a gravidade puxava seus corpos mais pesados. O artigo, "Downclimbing e a evolução das morfologias dos membros anteriores dos macacos", foi publicado na Royal Society Open Science .

Quando os primeiros humanos trocaram as florestas pela savana relvada, dizem os investigadores, os seus apêndices versáteis eram essenciais para recolher alimentos e utilizar ferramentas para caça e defesa.

Os pesquisadores usaram análise esportiva e software estatístico para comparar vídeos e imagens estáticas tiradas de chimpanzés e pequenos macacos chamados mangabeys escalando na natureza.

Eles descobriram que chimpanzés e mangabeys escalavam árvores de forma semelhante, com ombros e cotovelos dobrados perto do corpo. Ao descer, no entanto, os chimpanzés estendiam os braços acima da cabeça para se segurarem nos galhos, como uma pessoa descendo uma escada, enquanto seu peso maior os puxava para baixo, primeiro pela garupa.

Luke Fannin, primeiro autor do estudo e estudante de pós-graduação no programa Ecologia, Evolução, Meio Ambiente e Sociedade de Dartmouth, disse que as descobertas estão entre as primeiras a identificar a importância da "escalada descendente" na evolução dos macacos e dos primeiros humanos, que são mais geneticamente relacionados entre si do que com macacos.

A investigação existente observou chimpanzés a subir e a navegar em árvores - geralmente em configurações experimentais - mas o extenso vídeo dos investigadores na natureza permitiu-lhes examinar como os corpos dos animais se adaptaram à descida, disse Fannin.

“Nosso estudo aborda a ideia da descida como um fator subvalorizado, mas incrivelmente importante, nas diferenças anatômicas divergentes entre macacos e símios que eventualmente se manifestariam em humanos”, disse Fannin. “A descida representou um desafio físico tão significativo, dado o tamanho dos macacos e dos primeiros humanos, que a sua morfologia teria respondido através da seleção natural devido ao risco de quedas”.

"Há muito tempo que a nossa área pensa em macacos subindo em árvores - o que estava essencialmente ausente na literatura era qualquer foco em eles saírem de uma árvore. Temos ignorado a segunda metade deste comportamento", disse o coautor do estudo. autor Jeremy DeSilva, professor e catedrático de antropologia em Dartmouth.

“Os primeiros macacos evoluíram há 20 milhões de anos num tipo de floresta dispersa onde subiam numa árvore para obter comida e depois desciam para passar para a árvore seguinte”, disse DeSilva.

"Sair de uma árvore apresenta todos os tipos de novos desafios. Os grandes macacos não podem se dar ao luxo de cair porque isso poderia matá-los ou machucá-los gravemente. A seleção natural teria favorecido aquelas anatomias que lhes permitiam descer com segurança."

Ombros e cotovelos flexíveis herdados de macacos ancestrais teriam permitido que os primeiros humanos , como o Australopithecus, subissem em árvores à noite por segurança e descessem ilesos à luz do dia, disse DeSilva.

Depois que o Homo erectus pôde usar o fogo para se proteger de predadores noturnos, a forma humana assumiu ombros mais largos, capazes de um ângulo de 90 graus que, combinados com ombros e cotovelos de movimento livre, tornaram nossos ancestrais excelentes atiradores de lança (os macacos não conseguem arremessar com precisão).

"É a mesma anatomia dos primeiros macacos com alguns ajustes. Agora você tem algo que pode lançar uma lança ou pedras para se proteger de ser comido ou para matar coisas para comer por si mesmo. É isso que a evolução faz - é um grande consertador, ", disse DeSilva.

“Descer de uma árvore preparou o cenário anatômico para algo que evoluiu milhões de anos depois”, disse ele. “Quando um quarterback da NFL joga uma bola de futebol, esse movimento se deve aos nossos ancestrais macacos.”

Apesar da falta de graça dos chimpanzés, disse Fannin, os seus braços adaptaram-se para garantir que os animais alcançam o solo em segurança – e os seus membros são notavelmente semelhantes aos dos humanos modernos.

“É o modelo de onde viemos – cair provavelmente foi um desafio muito maior para nossos primeiros ancestrais também”, disse Fannin. “Mesmo depois que os humanos se tornaram de pé, a capacidade de subir e depois descer, uma árvore teria sido incrivelmente útil para segurança e nutrição, que é o nome do jogo quando se trata de sobrevivência. nossa ancestralidade primata permanece em nossos esqueletos modernos."

Os pesquisadores também estudaram a estrutura anatômica dos braços do chimpanzé e do mangabey usando coleções de esqueletos da Universidade de Harvard e da Universidade Estadual de Ohio, respectivamente. Tal como as pessoas, os chimpanzés têm um ombro raso e arredondado que, embora seja mais facilmente deslocado, permite uma maior amplitude de movimentos, disse Fannin. E, como os humanos, os chimpanzés podem estender totalmente os braços graças ao comprimento reduzido do osso logo atrás do cotovelo, conhecido como processo do olécrano.

Mangabeys e outros macacos são construídos mais como animais quadrúpedes, como cães e gatos, com cavidades profundas em forma de pêra e cotovelos com um processo olécrano saliente que faz com que a articulação se assemelhe à letra L. Embora essas articulações sejam mais estáveis, elas têm muito flexibilidade e amplitude de movimento mais limitadas.

A análise dos pesquisadores mostrou que o ângulo dos ombros de um chimpanzé era 14 graus maior durante a descida do que durante a subida. E o braço deles se estendia para fora na altura do cotovelo 34 graus mais ao descer de uma árvore do que ao subir. Os ângulos em que os mangabeys posicionavam seus ombros e cotovelos eram apenas ligeiramente diferentes – 4 graus ou menos – quando eles estavam subindo em uma árvore e descendo.

"Se os gatos pudessem falar, eles diriam que descer é mais complicado do que subir, e muitos alpinistas humanos concordariam. Mas a questão é por que é tão difícil", disse o coautor do estudo Nathaniel Dominy, professor de Charles Hansen. Antropologia e conselheiro de Fannin.

A coautora Mary Joy, que liderou o estudo com Fannin para sua tese de graduação e se formou em Dartmouth em 2021, estava revisando vídeos de chimpanzés que DeSilva havia filmado quando percebeu a diferença em como os animais desciam nas árvores e não como subiam por elas.

“Foi muito errático, simplesmente desabou, tudo estava voando. Foi uma queda muito controlada”, disse Joy. "No final, concluímos que a forma como os chimpanzés descem de uma árvore está provavelmente relacionada com o peso. Maior impulso potencialmente gasta menos energia e é muito mais provável que cheguem ao solo com segurança do que fazendo movimentos pequenos e restritos."

Mas, como corredora em trilha, Joy conhecia a dolorosa sensação de descer uma ladeira em movimentos curtos, em vez de apenas descer o caminho com a força da gravidade, com as pernas estendidas para a frente para segurá-la no final de cada passada.

"Quando estou descendo uma colina, quanto mais devagar vou e restringo meus movimentos, mais fico cansado. Isso me alcança muito rapidamente. Ninguém pensaria que a velocidade e o abandono com que os chimpanzés descem das árvores iriam ser o método preferido para um primata mais pesado, mas minha experiência me diz que é mais eficiente em termos energéticos", disse ela.

“O movimento nos humanos é uma obra-prima de compromissos evolutivos”, disse Joy. "Essa maior amplitude de movimento que começou nos macacos acabou sendo muito boa para nós. Qual seria a vantagem de perder isso? Se a evolução selecionasse pessoas com menos amplitude de movimento, que vantagens isso conferiria? Não consigo ver nenhum vantagem em perder isso."