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A proposito di faccia: Perché i Neanderthal un aspetto diverso dagli esseri umani moderni

Nella foto: La differenza di cranio e la forma del naso nelle tre specie umane sono stati testati. Il flusso d’aria è codificato a colori per la temperatura (colori più caldi = aria più calda, colori più freddi = aria più fredda). Linee indicano che Neanderthal e gli esseri umani moderni probabilmente divergevano da un antenato molto vicino a Homo heidelbergensis.

Gli scienziati si sono a lungo chiesti perché i tratti fisici dei Neanderthal, gli antenati degli umani moderni, differiscano notevolmente dall’uomo di oggi. In particolare, i ricercatori hanno deliberato i fattori che hanno reso necessaria la faccia proiettata in avanti dell’uomo precoce e il naso sovradimensionato. Ora, un team di ricerca internazionale, che include l’assistente professore Jason Bourke, Ph. D., (un esperto di anatomia e fluidodinamica presso il NYIT College of Osteopathic Medicine (NYITCOM) presso l’Arkansas State University (A-State)) ed è guidato da un professore presso l’Università del New England in Australia, potrebbe avere la risposta. La loro ricerca è stata pubblicata nell’edizione 4 di aprile della Royal Proceedings Society B.

Riconosciuto come l’originale “uomini delle caverne,” Neanderthal vissuto 60.000 anni fa. I loro resti fossili (i primi umani fossili ad essere scoperti) furono originariamente scoperti all’inizio del 19 ° secolo in quello che oggi è il Belgio. I resti indicavano che questi antenati erano più corti, più robusti e muscolosi dell’uomo medio di oggi. Forse la cosa più evidente, i Neanderthal avevano un naso molto più grande e una faccia più lunga, con la parte centrale del viso che sporgeva drammaticamente in avanti.

“Le variazioni fisiche tra l’uomo moderno e ‘uomini delle caverne’ hanno causato Neanderthal per essere storicamente caratterizzato come barbaro, dimwitted, e generalmente inferiore al contemporaneo umano in quasi ogni modo,” ha detto Bourke. “Tuttavia, man mano che impariamo di più sulla loro dieta, credenze spirituali e comportamenti, ci rendiamo conto che i Neanderthal erano probabilmente più sofisticati di quanto si pensasse in precedenza, e a parte la loro struttura facciale, potrebbero non essere stati così radicalmente diversi dagli umani di oggi. Ora la domanda sorge spontanea, perché sembravano così diversi?”

Per rispondere a questa domanda, i ricercatori hanno applicato sofisticati metodi e simulazioni basate su computer per confrontare il comportamento fisiologico dell’uomo di Neanderthal con l’uomo di oggi. Lo studio è il primo a includere simulazioni di ingegneria meccanica del morso di Neanderthal, nonché il primo a fornire un’analisi comparativa del flusso d’aria e del trasferimento di calore nei passaggi nasali di più parenti umani estinti.

Piccolo

Confronto del flusso d’aria tra un uomo moderno (a sinistra) e Neanderthal (a destra) quando respira aria a 0°C (32°F), con colori più caldi che rappresentano il flusso d’aria più caldo e colori più freddi che rappresentano il flusso d’aria più freddo. Come dimostrato, i neanderthal erano più adatti a condizionare grandi quantità di aria fredda rispetto agli esseri umani di oggi.

Modelli virtuali tridimensionali di soggetti umani sia di Neanderthal che moderni sono stati creati da scansioni di tomografia computerizzata (CT). I modelli hanno quindi eseguito simulazioni per replicare le risposte facciali a varie situazioni quotidiane, tra cui mordere i denti anteriori e inalare aria fredda attraverso il naso. Inoltre, i ricercatori hanno simulato un umano primitivo più primitivo, Homo heidelbergensis, per prevedere come si comportava il predecessore di Neanderthal e determinare la direzione dell’evoluzione.

“Homo heidelbergensis ci ha fornito una bussola evolutiva”, ha spiegato Bourke. “Ci ha permesso di capire quali caratteristiche Neanderthal ereditato contro il romanzo anatomia loro specie si è evoluta.”

Questo approccio ha permesso ai ricercatori di ignorare la forte cresta della fronte dei Neanderthal (una caratteristica ereditata) e concentrarsi maggiormente sul loro naso allargato, che è una caratteristica unica della specie. Le teorie esistenti suggeriscono che la grande struttura facciale di Neanderthal ha permesso loro di avere un morso più forte per masticare cibo più duro, ma i test ingegneristici hanno suggerito una ragione diversa per queste caratteristiche distintive. A differenza degli esseri umani di oggi, che respirano attraverso una combinazione del naso e della bocca in base al livello di attività, i Neanderthal, sembrerebbe, si basavano più sul loro naso per la respirazione—una funzione che avrebbe richiesto un più prominente mid-face.

“Mentre i nostri dati hanno trovato i Neanderthal un po’ meno efficienti nel condizionamento dell’aria rispetto agli esseri umani di oggi, hanno notevolmente superato gli esseri umani di oggi nella loro capacità di trasportare grandi volumi di aria attraverso il passaggio nasale dentro e fuori i polmoni”, ha detto Bourke.

In effetti, le simulazioni del team di ricerca hanno dimostrato che il naso di un Neanderthal era in grado di trasportare il doppio dell’aria ai polmoni rispetto a un essere umano oggi. Quel “super potere” avrebbe potuto alimentare lo stile di vita più faticoso ed energico che un Neanderthal richiedeva per inseguire e cacciare grandi animali. La capacità di condizionare grandi quantità di ossigeno a temperature più fredde avrebbe anche permesso ai Neanderthal di rimanere caldi e attivi negli ambienti dell’era glaciale.

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