Tracciare i passi: decodificare i movimenti degli antenati umani studiando le ossa dei piedi
Nel corso dell’evoluzione umana, i nostri predecessori si sono adattati dalla vita sugli alberi a quella sulla terra. I dettagli sulle modalità e sulle tempistiche con cui avvenne questa transizione sono tuttora poco chiari ed è probabile che diverse specie di ominidi, ossia i parenti fossili degli esseri umani, abbiano sperimentato metodi diversi per muoversi in entrambi i contesti. Per far luce su questo tema, il progetto FOOTSTEP, intrapreso con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, ha studiato la morfologia dei piedi di grandi scimmie attualmente esistenti e di esseri umani provenienti da varie popolazioni. Attraverso metodi all’avanguardia per l’analisi di intere ossa, la ricerca si è proposta di comprendere come la struttura interna dello scheletro del piede potesse rivelare i segnali del comportamento locomotorio del passato. «Oltre a permetterci di comprendere in modo migliore il nostro patrimonio evolutivo, questa ricerca esercita implicazioni per l’anatomia dello scheletro umano moderno e per la ricerca clinica», afferma Zewdi Tsegai, coordinatrice del progetto FOOTSTEP. «La struttura ossea interna dello scheletro spesso si indebolisce con l’avanzare dell’età, soprattutto nelle donne, portando all’insorgenza dell’osteoporosi, che aumenta il rischio di fratture. Gli approcci metodologici utilizzati nel nostro progetto possono essere applicati in questo tipo di contesto clinico al fine di comprendere in modo migliore il rischio di frattura, particolarmente diffuso in aree come il femore prossimale e il radio distale.»
Alla scoperta del comportamento locomotorio degli ominidi
Per analizzare la struttura ossea interna, i metodi impiegati tradizionalmente prendono di solito in considerazione una piccola regione dell’osso. In questo caso, il progetto FOOTSTEP ha utilizzato una tecnica di microtomografia ad alta risoluzione per la mappatura di un osso o un’articolazione interi al fine di analizzare la struttura ossea in modo più olistico. La ricerca ha inoltre utilizzato un approccio innovativo per raffrontare statisticamente la distribuzione ossea nelle articolazioni dei diversi gruppi, il che ha permesso al progetto di analizzare le differenze tra gli ominidi e gli esseri umani e le scimmie moderni secondo modi che, probabilmente, riflettono la loro storia a livello di carico articolare e il relativo comportamento locomotorio. Tra gli ominidi presi in esame per lo studio dei piedi figuravano specie quali Australopithecus africanus, Paranthropus robustus, Australopithecus sedica, Homo naledi, Homo floresiensis e Homo habilis. Con questi metodi, il progetto ha identificato i segnali del comportamento locomotorio in diversi elementi scheletrici del piede, che con le sue 26 ossa può assumere svariate posture. Ciò si verifica poiché la struttura ossea interna dello scheletro, costituita da uno strato esterno di osso corticale e da una maglia interna di osso trabecolare, può rimodellarsi durante la vita di un individuo in risposta al carico meccanico a cui viene sottoposta. «In questo modo, la struttura ossea interna dello scheletro rispecchia il comportamento adottato da un individuo nel corso della sua vita. Il progetto ha rilevato segnali di presa nei piedi delle grandi scimmie, che li utilizzano per afferrare i rami quando si arrampicano, caratteristiche assenti negli esseri umani moderni», spiega Tsegai. «La ricerca in corso sta applicando questo approccio allo scheletro del piede di diverse specie di ominidi per comprendere in maniera migliore la variabilità del comportamento locomotorio tra i nostri parenti estinti.»
Nuovi studi per ulteriori approfondimenti
Basandosi sul lavoro e sui risultati sinora ottenuti, la ricerca continua. Presso l’Università di Chicago, Tsegai prosegue nello studio della funzione del piede esplorando la relazione tra struttura ossea interna e comportamento, nonché esaminando, attraverso la biomeccanica, le modalità con cui il piede umano e quello delle scimmie si muovono durante i diversi comportamenti locomotori. FOOTSTEP è inoltre collegato al progetto NewHuman, che sta tracciando le origini della stirpe umana.
Parole chiave
FOOTSTEP, scimmie, antenati degli esseri umani, ominidi, scheletro del piede, evoluzione umana
