AbstractSize and proportions of the

Abstract
Size and proportions of the postcranial skeleton differ markedly between Australopithecus afarensis and Homo ergaster, and between the latter and modern Homo sapiens. This study uses computer simulations of gait in models derived from the best-known skeletons of these species (AL 288-1, Australopithecus afarensis, 3.18 million year ago) and KNM-WT 15000 (Homo ergaster, 1.5-1.8 million year ago) compared to models of adult human males and females, to estimate the required muscle power during bipedal walking, and to compare this with those in modern humans. Skeletal measurements were carried out on a cast of KNM-WT 15000, but for AL 288-1 were taken from the literature. Muscle attachments were applied to the models based on their position relative to the bone in modern humans. Joint motions and moments from experiments on human walking were input into the models to calculate muscle stress and power. The models were tested in erect walking and ‘bent-hip bent-knee’ gait. Calculated muscle forces were verified against EMG activity phases from experimental data, with reference to reasonable activation/force delays. Calculated muscle powers are reasonably comparable to experimentally derived metabolic values from the literature, given likely values for muscle efficiency. The results show that: 1) if evaluated by the power expenditure per unit of mass (W/kg) in walking, AL 288-1 and KNM-WT 15000 would need similar power to modern humans; however, 2) with distance-specific parameters as the criteria, AL 288-1 would require to expend relatively more muscle power (W/kg.m−1) in comparison to modern humans. The results imply that in the evolution of bipedalism, body proportions, for example those of KNM-WT 15000, may have evolved to obtain an effective application of muscle power to bipedal walking over a long distance, or at high speed.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

บทคัดย่อSize and proportions of the postcranial skeleton differ markedly between Australopithecus afarensis and Homo ergaster, and between the latter and modern Homo sapiens. This study uses computer simulations of gait in models derived from the best-known skeletons of these species (AL 288-1, Australopithecus afarensis, 3.18 million year ago) and KNM-WT 15000 (Homo ergaster, 1.5-1.8 million year ago) compared to models of adult human males and females, to estimate the required muscle power during bipedal walking, and to compare this with those in modern humans. Skeletal measurements were carried out on a cast of KNM-WT 15000, but for AL 288-1 were taken from the literature. Muscle attachments were applied to the models based on their position relative to the bone in modern humans. Joint motions and moments from experiments on human walking were input into the models to calculate muscle stress and power. The models were tested in erect walking and ‘bent-hip bent-knee’ gait. Calculated muscle forces were verified against EMG activity phases from experimental data, with reference to reasonable activation/force delays. Calculated muscle powers are reasonably comparable to experimentally derived metabolic values from the literature, given likely values for muscle efficiency. The results show that: 1) if evaluated by the power expenditure per unit of mass (W/kg) in walking, AL 288-1 and KNM-WT 15000 would need similar power to modern humans; however, 2) with distance-specific parameters as the criteria, AL 288-1 would require to expend relatively more muscle power (W/kg.m−1) in comparison to modern humans. The results imply that in the evolution of bipedalism, body proportions, for example those of KNM-WT 15000, may have evolved to obtain an effective application of muscle power to bipedal walking over a long distance, or at high speed.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทคัดย่อขนาดและสัดส่วนของโครงกระดูก postcranial แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดระหว่าง Australopithecus afarensis และ Homo ergaster และระหว่างมนุษย์ปัจจุบันหลังและทันสมัย
การศึกษาครั้งนี้ใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ของการเดินในรูปแบบมาจากโครงกระดูกที่รู้จักกันดีของสายพันธุ์นี้ (AL 288-1, Australopithecus afarensis, 3180000 ปีที่ผ่านมา) และ KNM-WT 15000 (Homo ergaster, 1.5-1,800,000 ปีที่ผ่านมา) เมื่อเทียบ รูปแบบของมนุษย์เพศชายที่เป็นผู้ใหญ่และหญิงในการประเมินการใช้พลังงานของกล้ามเนื้อที่จำเป็นในระหว่างการเดินเท้าและการเปรียบเทียบกับผู้ที่อยู่ในมนุษย์สมัยใหม่ วัดโครงร่างได้ดำเนินการเกี่ยวกับการโยนของ KNM-WT 15000 แต่สำหรับ AL 288-1 ถูกนำมาจากวรรณคดี สิ่งที่แนบมากล้ามเนื้อถูกนำไปใช้กับรูปแบบขึ้นอยู่กับตำแหน่งของพวกเขาเมื่อเทียบกับกระดูกในมนุษย์สมัยใหม่ การเคลื่อนไหวร่วมกันและช่วงเวลาที่ได้จากการทดลองในมนุษย์ได้เดินเข้าสู่รูปแบบการคำนวณความเครียดของกล้ามเนื้อและการใช้พลังงาน รุ่นที่ได้รับการทดสอบในลุกเดินและเดิน 'งอสะโพกงอเข่า' จากการคำนวณเป็นกองกำลังของกล้ามเนื้อได้รับการตรวจสอบแล้วกับขั้นตอนกิจกรรมอีเอ็มจากข้อมูลการทดลองมีการอ้างอิงถึงการเปิดใช้งานที่เหมาะสม / force ความล่าช้า จากการคำนวณพลังของกล้ามเนื้อมีเหตุผลเทียบเคียงได้กับค่าที่ได้มาทดลองการเผาผลาญจากวรรณกรรมที่ได้รับค่าแนวโน้มสำหรับประสิทธิภาพการใช้กล้ามเนื้อ ผลการศึกษาพบว่า 1) หากประเมินโดยค่าใช้จ่ายพลังงานต่อหน่วยของมวล (W / kg) ในการเดิน, AL 288-1 และ KNM-WT 15000 จะจำเป็นต้องใช้พลังงานคล้ายกับมนุษย์สมัยใหม่; แต่ 2) ที่มีพารามิเตอร์ที่เฉพาะเจาะจงไกลเป็นเกณฑ์ที่อัล 288-1 จะต้องใช้จ่ายพลังงานของกล้ามเนื้อค่อนข้างมากขึ้น (W / kg.m-1) ในการเปรียบเทียบกับมนุษย์สมัยใหม่ ผลการบ่งบอกว่าในการวิวัฒนาการของ bipedalism สัดส่วนของร่างกายเช่นผู้ KNM-WT 15000 อาจมีการพัฒนาเพื่อให้ได้โปรแกรมที่มีประสิทธิภาพของการใช้พลังงานของกล้ามเนื้อเท้าที่จะเดินในระยะทางยาวหรือที่ความเร็วสูง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นามธรรม

ขนาดและสัดส่วนของโครง postcranial แตกต่างอย่างเห็นได้ชัดระหว่างฟาเรนซิดิสเคาท์ และโฮโม เ ร์ กสเตอร์ และระหว่างกาลสมัยใหม่ Homo sapiens การศึกษานี้ใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ของการเดินในแบบที่ได้มาจากโครงกระดูกที่รู้จักกันดีที่สุดของสายพันธุ์เหล่านี้ ( อัล 288-1 ตราโลพิเธคัส , ฟาเรนซิ , 3.18 ล้านปีก่อน ) และ knm-wt 15000 ( โฮโม เ ร์ กสเตอร์ 1.5-1 , .8 ล้านปีมาแล้ว ) เมื่อเทียบกับรุ่นของมนุษย์ผู้ใหญ่ชายและหญิง เพื่อประมาณการใช้พลังกล้ามเนื้อระหว่างสองเท้าเดิน และเปรียบเทียบกับพวกมนุษย์ที่ทันสมัย การวัดโครงกระดูกถูกดำเนินการในการโยนของ knm-wt 15000 แต่อัล 288-1 นำมาจากวรรณคดีสิ่งที่แนบกล้ามเนื้อประยุกต์รูปแบบขึ้นอยู่กับตำแหน่งของพวกเขาเมื่อเทียบกับกระดูกในมนุษย์ที่ทันสมัย การเคลื่อนไหวของข้อต่อและช่วงเวลาจากการทดลองเดินมนุษย์ใส่เข้าไปในแบบจำลองเพื่อคำนวณความเครียดของกล้ามเนื้อและพลังงาน แบบทดสอบการงอสะโพกและงอเข่าเดิน ' ' การเดิน คำนวณแรงกล้ามเนื้อถูกตรวจสอบกับ EMG กิจกรรมขั้นตอนจากข้อมูลการทดลองมีการอ้างอิงถึงความล่าช้าการกระตุ้น / แรงที่เหมาะสม ค่าพลังที่เหมาะสมกับกล้ามเนื้อเพื่อสลายได้คุณค่าจากวรรณกรรม ที่ให้คุณค่ามากสำหรับประสิทธิภาพของกล้ามเนื้อ 1 ) ถ้าประเมินจากพลังค่าใช้จ่ายต่อหน่วยของมวล ( W / kg ) ในการเดิน และอัล 288-1 knm-wt 15000 ต้องการพลังที่คล้ายคลึงกับมนุษย์ยุคใหม่ อย่างไรก็ตาม2 ) กับระยะทางที่เฉพาะเจาะจง ตัวแปรเป็นเกณฑ์ อัล 288-1 จะต้องใช้จ่ายค่อนข้างมากพลังกล้ามเนื้อ ( W / kg . m − 1 ) ในการเปรียบเทียบกับมนุษย์ที่ทันสมัย ผลลัพธ์ที่แสดงให้เห็นว่า ในการวิวัฒนาการของ bipedalism ร่างกายสัดส่วน ตัวอย่างเช่นผู้ knm-wt 15000 อาจมีวิวัฒนาการมาขอรับใบสมัครที่มีประสิทธิภาพของพลังกล้ามเนื้อทวิบาทเดินมาจากที่ไกล หรือที่ความเร็วสูง