使用特定对象的3D肌肉骨骼模型对灵长类动物后肢肌肉力臂的比较分析

灵长类动物后肢解剖的变化是运动方式、基质使用和系统发育历史差异的基础。肌肉力臂决定了肌肉产生关节扭矩的杠杆作用，但灵长类动物之间全面的比较数据仍然有限。在这里，我们展示了涵盖广泛灵长类动物样本的后肢特定对象3D肌肉骨骼模型，包括类人猿和一类猕猴。我们量化并比较了髋关节、膝关节、踝关节和趾骨关节的杠杆模式。我们的结果显示，近端肌肉的姿势依赖性变化大于远端肌肉，支持树栖类群在关节活动中的更大灵活性。猩猩、长臂猿和倭黑猩猩在髋部屈肌、外展肌和旋转肌中表现出较大且变化多样的力臂，与悬挂和爬升行为中的多面控制一致。相反，人类在中间位置的矢状面姿势下表现出峰值杠杆作用，反映出优化为直立双足站立和推进。猕猴在后肢上的杠杆模式则表现出中间水平。在关节间，密切相关的分类群保持着大致相似的肌肉力臂特征。该数据集为比较不同物种间的运动功能建立了一个稳健的基线，强调了塑造灵长类动物后肢多样性的功能差异。