Согласно новому исследованию Университета Юты, опубликованному сегодня в журнале Biology Open, ходьба на пятках - черта, которая отличает человекообразных обезьян, в том числе людей, от других приматов, - дает преимущества в бою. Хотя движение от подушечек стопы важно для скорости, стояние на пятках позволяет увеличить силу маха, по словам ведущего автора исследования и биолога Дэвида Кэрриера, предполагая, что агрессия могла сыграть роль в формировании нашей стойки..
«Эта история - еще одна часть более широкой картины, набор отличительных черт, которые согласуются с идеей о том, что мы на каком-то уровне специализируемся на агрессивном поведении», - говорит Кэрриер.
Дискуссия о природе человека
Кэрриер изучает биомеханику движения животных и то, что механика движения говорит о ходе эволюции животного. Такие исследования на приматах и людях затрагивают многовековой спор о человеческой природе. Является ли человечество по своей природе агрессивным и конфронтационным, ставшим менее жестоким благодаря недавнему контролирующему влиянию правительств, или оно по своей природе миролюбивое и благожелательное, становящееся воинственным только тогда, когда государства и экономики привели к централизованной власти и владению ресурсами?
Кэрриер говорит, что, когда представители одного и того же вида соревнуются за ресурсы или партнеров, ставки высоки, а физическая конкуренция обходится дорого, требуя максимальной производительности от опорно-двигательного аппарата и сердечно-сосудистой системы. Физиологические черты, дающие преимущества в бою, отличаются от тех, которые требуются для других задач. «Люди, которые выстраиваются в очередь на олимпийский марафон, сложены не так, как бойцы, - говорит он.«Они устроены не так, как спринтеры. Если агрессия была важна в нашем прошлом, мы должны увидеть доказательства этого в нашей анатомии». Если характеристики, которые отличают людей и человекообразных обезьян от других приматов, не полезны для борьбы, говорит он, тогда гипотеза о том, что агрессия была важна в нашем эволюционном прошлом, была бы фальсифицирована. Однако если отличительные анатомические черты обезьян полезны для успеха в бою, тогда гипотеза о том, что физическое соревнование помогло сформировать нашу эволюцию, будет подтверждена.
Насаженные пятки обезьян
Большинство видов млекопитающих, включая большинство приматов, стоят, ходят и бегают, приподняв пятку над землей. Эти стойки, называемые пальцеградными и негулиградными, повышают экономичность бега за счет удлинения конечности и улучшения накопления и восстановления энергии упругой деформации в сухожилиях и связках нижней конечности. Осанка человекообразных обезьян, называемая стопоходящей, характерна для других видов, менее специализированных для бега, таких как медведи, росомахи и некоторые грызуны.
Одна из гипотез эволюции положения человекообразных обезьян связана с тем, как обезьяны лазают по деревьям и кормятся ими. Вместо того, чтобы ходить на четырех конечностях по верхушкам ветвей, как другие приматы, обезьяны, как правило, висят на руках и ходят на задних ногах, балансируя с помощью рук на других ветвях. Чтобы облегчить это, обезьяны, возможно, сместили свой центр масс к задним ногам, что привело бы к стопоходящей стойке..
Другая гипотеза, которую исследовали Кэрриер и его коллега Кристофер Каннингем из Университета Джорджии, заключается в том, что стопоходящая стойка позволяет рукам увеличить ударную силу за счет увеличения крутящего момента или силы вращения, которая может быть приложена к земле.
Проверка теории
Кэрриер и Каннингем установили силовую пластину для добровольцев, чтобы они могли стоять на ней, которая записывала силу, прикладываемую к земле, когда добровольцы ударяли и толкали большой утяжеленный маятник. Измеряя скорость, которую добровольцы сообщали маятнику, а также известное сопротивление маятника ускорению, исследователи рассчитали выполненную работу. Двенадцать добровольцев выполнили задание, стоя на пятках и поднимая пятки на одну или две ноги. Изучаемое поведение при ударах и схватках включало боковые удары и толчки, удары вниз, толчки вперед и подтягивания назад.
Чтобы еще больше проиллюстрировать значение вращательной силы, прикладываемой ногами, говорит Кэрриер, они также попросили добровольцев толкать маятник, стоя на листе тефлона и надев пушистый носок. Не имея возможности вращать землю, добровольцы просто крутились на месте.
Во всех случаях прилагаемая сила или энергия были больше в стопоходящей позе, чем в пальцеградной, что подтверждает гипотезу команды о том, что стопоходящая поза позволяет человеку или обезьяне прилагать больше силы и энергии, что является преимуществом в бою. Физическая агрессия явно не единственное поведение, которое повлияло на эволюцию наших ног, говорит Кэрриер, но результаты этого эксперимента согласуются с гипотезой о том, что отбор по боевым качествам играл важную роль.
«Мы все знакомы с реакцией животных в опасности «бей или беги», - говорит Эмили Кэррингтон, программный директор отдела интегративных систем организма Национального научного фонда (NSF), который финансировал исследование. «Определенные виды, как правило, хорошо умеют драться или убегать, но не то и другое одновременно. Это исследование дает представление об основе этого компромисса. Животные, которые могут использовать пятки, чтобы твердо ставить ноги на землю, такие как медведи, барсуки и человекообразные обезьяны способны наносить более сильные удары своим противникам».
Что касается более широкого вопроса о том, повлиял ли отбор на агрессивное поведение на эволюцию нашего вида, Кэрриер отмечает, что «форма наших ног является одной из серии отличительных анатомических черт, от нашего лица до пяток»., повышающие боевые характеристики."