Standing On Your Own Two Feet

Standing On Your Own Two Feet The evolutionary origins of human bipedality

“You cannot make a man by standing a sheep on its hind-legs. But by standing a flock of sheep in that position you can make a crowd of men.” -Max Beerbohm

Bryan Kennedy Physical Anthropology Perón, 4076 February 18, 2001

As humans, we take our bipedal gait for granted. We are the only species on earth  to possess this most unique form of locomotion. And while bipedal locomotion offers the  obvious advantage of hand use, its specific evolutionary advantage is less clear. For our  primal ancestors, a body designed for quadrupedal locomotion allowed for faster  movement, better climbing ability, and more accurate footing. It is hard to believe that the  complex set of traits required for bipedality could have been reproductively selected  within such an established quadruped environment. In his paper “The natural detective”,  on the origins of human bipedality, C. Owen Lovejoy suggests that this new form of  movement was favored by the processes of evolution for the specific positive effects it had  on our ancestors’ child­rearing and food gathering abilities.  Evolution is the process by which living organisms adapt on a generational level  to changes in their environment. The theory of evolution, first formally proposed by  Charles Darwin in 1859, states that organisms within a species will be “naturally  selected” by the pressures of their environment for more successful reproduction (Park,  1999). The beneficial traits of those more reproductively successful organisms will thus  be passed on with greater frequency to the proceeding generation. In the case of  bipedality, it is hypothesized that this form of locomotion emerged almost four million  years ago in a species of early hominids called Australopithecus afarensis (Lovejoy, 

1984). However, evolution is a slow, gradual process; consequently, there was no “first”  bipedal creature to walk the earth. Instead, the many traits that allowed our ancestors to  walk upright would have been favored gradually over time through many subsequent  generations. That is, over many generations, those animals that could walk on their hind  legs more efficiently and for greater lengths of time were somehow favored to survive and  reproduce over those who could not. This begs the question: what in their environment  proved to favor these many subtle traits? The answer requires a careful, in­depth look into  our evolutionary past. The essential problem of applying the theory of natural selection to the evolution  of bipedality is that we cannot assume that early partially­bipedal hominids shared the  same advantages that we as completely adapted individuals enjoy today. Unlike a simple  monogenetic trait such as that for sickle cell anemia, where the phenotype is controlled by  a single pair of alleles, the traits separating quadrupeds and bipeds are non­linked and  numerous, from the bone structure of the feet, legs, hands, and spine, to the distribution  of muscle mass and the structure of the inner­ear (Park, 1999). A common misconception  of the emergence of bipedality is that two­legged movement allowed for greater physical  endurance, and thus enhanced our ancestors’ hunting abilities (Lovejoy, 1984). However,  as Lovejoy points out, it is quite likely that early chimps found walking on two legs to be  cumbersome and slow (as do modern species of chimpanzees), favoring quadrupedal  movement. Lovejoy (1984) refers to this mistake of assuming the advantages of a trait 

were present throughout the whole process of its evolution as the “adaptive trap”. Instead,  he proposes that there were specific advantages of even partial bipedality that these early  chimps enjoyed that proved to favor progressively greater bipedal locomotive traits over  time. The obvious advantage of bipedal locomotion is that it frees up the hands for both  transport and tool use. And since it is clear that our ancestors did not make extensive use  of tools, it is likely that bipedality was favored because it allowed them to carry things.  But what was it that they needed to carry? The most obvious item is food. Modern  chimpanzees have been found to use even their limited upright walking abilities to carry  food for short distances (Park, 1999). The advantages of increased food­carrying abilities  are two­fold. First, as suggested by Michael Allen Park in Biological Anthropology, our  ancestors could carry their food to safer areas in which to eat. Lovejoy adds that this  would also expand their potential food­gathering area and allow them to keep their young  in a safe area (Lovejoy, 1984). This brings to mind the cave dwellings of early humans,  which were essentially a safe shelter far from the hunting area where women and children  could remain while the men went to hunt for food. More adapted bipeds could venture  further and further from the established shelter to gather food without having to uproot  the colony. Furthermore, since quadruped animals could only transport a single infant  with them at a time, this would have severely limited their ability to have multiple  offspring. With a safe shelter for their young, better adapted bipeds on the other hand, 

could gather more food as well as support more offspring (Lovejoy, 1984). Thus, those  with more advanced bipedality would have passed their traits on the next generation in  greater numbers than their more limited quadruped counterparts. It is also seems likely to  this author that this new dexterity allowed for better care of the injured and weak. If an  animal was injured while carrying food, a fellow biped could help it to safety. The  injured, weak, and elderly could then stay behind while the others hunted for the rest of  the colony. A group of quadrupeds, by contrast, would have been more nomadic than  bipeds, because of their limited hunting area, and would probably have left injured  animals behind for lack of a practical way of carrying them. This unique faculty may have  been what offset the initial awkwardness of the early accident­prone bipedal gait!  Additionally, ever longer food­gathering distances might have prompted our ancestors to  make use of simple devices to aid in their carrying ability, perhaps prompting the first  emergence of regular tool use (Lovejoy, 1984). Lovejoy notes that another important consequence of the evolution of bipedality  was the rise of monogamy. In bipedal colonies, the primate couple that remains together  through raising their young would be more likely to produce reproductively successful  offspring than one that does not. The reason being that with more adapted carrying  abilities than their quadruped counterparts, biped parents could efficiently provision their  labor, keeping the female to safeguard the children within sheltered areas, while allowing  the male to venture out further for food (Lovejoy, 1984). But how could a behavior such 

as commitment have been selected through the processes of natural selection? In earlier  primates, females evidenced temporary signs of ovulation. It follows that these uneven  signs of fertility would attract males, and thus have a detrimental effect on fidelity. One  might conclude that the external signs of ovulation would be selected against and  disappear altogether. Yet, those females showing lesser signs of ovulation among their  more obvious peers would be regarded as infertile and selected against. Instead, our  female ancestors were favored for their increasingly continual signs of ovulation, since  such traits increased their abilities to keep the males “interested” and committed to the  relationship (Lovejoy, 1984). Australopithecus afarensis, in fact, is thought to have been  monogamous (Lovejoy, 1984). It is humorous to note that these evolutionary steps to  increase fidelity, established so many years ago, are proving so inadequate today!  The evolution of bipedality had far­reaching effects on our ancestors, from  allowing for safer child­rearing, to fostering tool use, to establishing monogamy. It’s clear  that its development was instrumental in forming the behaviors and culture of our  evolutionary ancestors as well as ourselves. The example of the development of bipedality  is a perfect illustration of the complexities, and yet simplicities, of the process of  evolution. At first, the concept of evolution of bipedality seems overly complex, even  impossible. How could so many traits have coincided to bring about what we now think  of as well­adapted two­legged locomotion? In his paper, Lovejoy offered a clear, solid  explanation for how these traits, taken in tandem, could have evolved gradually over a 

long period of time. It is particularly humbling to think that if the environment in which  bipedality developed didn’t prove supportive to such an unstable form of locomotion, I  may not have been writing this paper.  Like most other humans, I started this paper as a "bipedal snob". I took my two  free arms for granted, and never stopped to wonder how lucky it was that, at least in  evolutionary terms, I didn’t need them to walk. Like the millions of American soldiers  who died in past wars that allow me to live  comfortably today, I never acknowledged  those creatures who came before me that helped evolve this most useful of stances. The  study of evolution is both intriguing and humbling: For not only do you learn that the  traits you now take for granted were once conditions for survival and reproduction, you  also come to think of yourself as a very small piece in the very large puzzle of life. As I  stand up now on my two legs to stretch, I can’t help but appreciate the magical simplicity  of evolution, and thank those first primates who, however incidentally, learned to stand on  their own two feet.

References

Lovejoy, C. O. (1984, October). The natural detective: An anthropologist probes the

mysterious origin of human bipedality. Natural History, 93, 24. Park, M. A. (1999). Biological Anthropology. Mountain View, Calif.: Mayfield  Publishing Company.