Метание камня как ключ к эволюционному успеху человечества

Оценка: 0.0 1622 2 Наука и Технологии

14:53

Такой спортивный подвиг, как бросок бейсбольного мяча со скоростью 160 км/ч, стал возможным благодаря набору анатомических особенностей, которые появились у наших предков около 2 млн лет назад.

Вероятно, способность бросать камни, а затем и копья позволила Homo эффективно и безопасно забивать крупную дичь. Калории и жир помогали расти телу и мозгу, а результатом стали сложная культура и освоение человеком всего мира. Ведущий автор исследования Нил Роуч из Университета Джорджа Вашингтона (США) полагает, что ему удалось докопаться чуть ли не до главного источника доблести нашего рода.

Учёный поясняет: да, некоторые приматы иногда бросают предметы, причём довольно точно, но только люди могут обеспечить требуемую скорость и точность на регулярной основе. И потом, взрослые самцы шимпанзе могут бросать предметы со скоростью около 30 км/ч, но даже 12-летний человек способен швырнуть бейсбольный мяч втрое быстрее. Кстати, самое быстрое движение, на которое способно человеческое тело, — вращение плечевой кости со скоростью, на короткое время эквивалентное её 25 полным оборотам в секунду, — происходит в то время, когда человек что-то бросает.

Так вот, г-н Роуч и его коллеги обнаружили, что силой и точностью броска человек обязан адаптациям, связанным в основном с плечом.

Исследователи сняли на высокоскоростную камеру движения 20 студентов, в том числе 16 игроков в бейсбол. Затем на спортсменов надели специальный каркас, из-за которого они не могли нормально двигаться, — тем самым появилась возможность воспроизвести движения наших предков (последние реконструированы по форме и конфигурации суставов в окаменелостях).

Анализ полученного видео показал, что плечевые мышцы производят не более половины энергии, вырабатываемой во время броска. Бóльшая часть остальной энергии исходит из эволюционно новых адаптаций плеча и других частей тела, которые временно накапливают энергию, а затем быстро освобождают её, утверждают исследователи.

Например, угол между головкой и телом плечевой кости у людей на 20° меньше, чем у шимпанзе. Г-н Роуч считает, что это расширяет диапазон движения руки, что позволяет людям накопить больше энергии в сухожилиях плеча, ибо они могут отвести руку дальше назад перед броском. Учёные обнаружили, что в фазе отведения руки плечевая кость бросающего повернута почти на 60° сильнее, чем это можно было бы сделать одними только мышцами, — признак того, что связки и сухожилия растягиваются и накапливают энергию.

Кроме того, длинная и гибкая (по сравнению с шимпанзе) талия человека обеспечивает большее вращение туловища, что в свою очередь позволяет накопить ещё больше энергии перед броском. Наконец, исследователи отмечают, что ориентация плечевого сустава у людей увеличивает крутящий момент во время броска. Всё вместе, говорит г-н Роуч, превращает человеческую руку в эффективную и мощную катапульту.

Некоторые из этих анатомических особенностей по отдельности обнаруживаются уже у австралопитеков, живших приблизительно 4–2 млн лет назад, но полный набор, кажется, возник только 2 млн лет назад у человека прямоходящего. Кстати, примерно в то же время у гомининов появляется широкий набор адаптаций, связанных с продолжительным бегом.

Дмитрий Целиков — 27 июня 2013 года, 11:04

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Подготовлено по материалам Nature News.

Источник: http://compulenta.computerra.ru/