Исследование шимпанзе, которых учили ходить на двух ногах, показывает, что люди начали ходить на двух ногах, чтобы быть более энергоэффективным.
В течение многих лет ученые и кабинетные философы размышляли об одной из величайших эволюционных проблем человечества: почему люди ходят на двух ногах? У нас четыре конечности, и наши друзья- обезьяны, кажется, хорошо ладят на четвереньках (занимаясь так называемой ходьбой на кулаках), так что же делает ходьбу на двух ногах лучше? Или, если не лучше, зачем мы вообще это делаем?
Ученые знают, что прямохождение было одной из первых черт, которые развились у ранних гоминидов - ранних предков человека, которые уже отошли от обезьян. И множество теорий пытаются объяснить почему, но некоторые теории, кажется, противоречат друг другу. В исследовании, опубликованном в июльском номере журнала Proceedings of the National Academy of Sciences за июль 2007 года, делается попытка дать окончательный ответ. Он утверждает, что человеческое двуногое поведение сводится к одному: энергии.
В исследовании, проведенном тремя исследователями из Университета Аризоны, Калифорнийского университета в Дэвисе и Вашингтонского университета в Сент-Луисе, изучались различия в правильной ходьбе между четырьмя взрослыми людьми и пятью взрослыми шимпанзе. Шимпанзе использовались, потому что они самые близкие современные родственники людям. (Четыре-семь миллионов лет назад люди и шимпанзе отделились от общего предка. Затем они развились независимо.)
Исследователи научили пятерых взрослых шимпанзе ходить на беговых дорожках. Они ходили прямо на задних лапах и ходили на четвереньках. Шимпанзе носили маски, которые отслеживали, сколько кислорода они использовали. Исследователи также измерили, какое давление было оказано на беговую дорожку. Это показало, какие мышцы использовали животные. Такие же измерения были проведены для четырех взрослых людей.
Тесты на ходьбу показали, что шимпанзе, как группа, в среднем расходуют столько же энергии при ходьбе на четвереньках и при ходьбе на двух ногах. В группе люди использовали на 75% меньше энергии при ходьбе в вертикальном положении, чем при ходьбе на четвереньках шимпанзе. По сути, ходьба в вертикальном положении казалась полезной, потому что экономила энергию.
Но что казалось еще более интересным, так это то, что количество энергии, расходуемой шимпанзе, варьировалось между ними. Один шимпанзе использовал меньше энергии на двух ногах, чем на четвереньках. Другой использовал то же самое в обоих положениях при ходьбе, а другие три использовали больше энергии при ходьбе на двух ногах. Изменения были прослежены до того, как шимпанзе ходили, и различий в строении тела. Один из ученых выразил восхищение этим изменением, заявив, что он отражает существенную часть эволюции.
Анализ видеозаписей шагающих шимпанзе показал, что шимпанзе обычно используют большие мышцы бедра и делают короткие шаги при ходьбе прямо. Люди склонны использовать более мелкие мышцы, например мышцы голеней, и делать более длинные шаги. Это приводит к повышению энергоэффективности. Неслучайно шимпанзе, которые шагали в вертикальном положении больше, чем их сверстники, потребляли меньше энергии.
Результаты эксперимента показывают, как расход энергии способствовал эволюции человека. Древние люди, которые привыкли тратить меньше энергии при ходьбе прямо, представлены в летописи окаменелостей. Окаменелости показывают, что некоторые древние люди развили более длинные ноги, другую структуру бедер или более толстые кости ног, как у современных людей. Эти приспособления упростили прямую ходьбу и снизили количество энергии, необходимой для вертикальной ходьбы.
Дальше мы рассмотрим другие теории о том, почему люди ходят прямо, и о других связях между людьми и приматами.
Посмотрите это видео, чтобы узнать об окаменелости, которая может представлять первое позвоночное животное, появившееся из древних морей, обнаруженное учеными из Чикагского университета, Гарвардского университета и Академии естественных наук в Филадельфии.
В этом видео, любезно предоставленном TED, автор Роберт Райт объясняет свои взгляды на эволюцию и объясняет, почему, по его мнению, люди продолжают развиваться посредством культуры и технологий.
Хелен Фишер - антрополог, специализирующийся на гендерных различиях и эволюции человеческих эмоций. Посмотрите это видео, чтобы узнать о ее взглядах на эволюцию человеческих эмоций.
Почему люди ходят на двух ногах: другие теории
]Наташа, макака из израильского зоопарка, начала ходить исключительно на двух ногах после того, как чуть не умерла от болезни.
Ученые утверждают, что ходьба на двух ногах была одним из ключей к развитию человека от древних обезьяноподобных предков. Ходьба на двух ногах экономила энергию и позволяла использовать руки для таких занятий, как охота, изготовление простых инструментов и взаимодействие с объектами. Чарльз Дарвин давно предположил, что наличие двух конечностей, свободных для использования инструментов, является ключевым элементом передового интеллекта.
До исследования беговой дорожки шимпанзе, которое было первым исследованием, изучающим прямую ходьбу у взрослых шимпанзе, ученые обсуждали различные объяснения того, почему люди ходят прямо. Многие из этих объяснений так или иначе основывались на идее сохранения энергии.
Одна из теорий предполагала, что ходьба на двух ногах освобождает руки, которые затем можно использовать для сбора еды, чтобы принести их семье. Если примат ходил на четвереньках, он не мог нести много еды обратно в семью, не отправляясь в многочисленные охотничьи или поисковые экспедиции. Чтобы обеспечить семью, требовалось меньше энергии, если бы самец мог ходить прямо и возвращаться к своей партнерше и детенышам с достаточным количеством еды для всех. После этого самка могла оставаться с детенышами и заботиться о них, обеспечивая их здоровье и защиту от хищников.
Вторая теория предполагала, что гоминиды начали ходить прямо, путешествуя по воде. Шимпанзе делают это сегодня, вставая на задние лапы, чтобы пробираться через бассейн или ручей.
Еще одна теория предполагала, что наши древние предки вставали на задние лапы, чтобы охладиться. Стоя прямо, они меньше подвергали свое тело воздействию солнца.
Изменение среды обитания и экологических условий может иметь драматическое влияние на поведение животных, иногда вынуждая виды приспосабливаться, спасаться бегством или умирать. Некоторые исследователи полагают, что несколько миллионов лет назад из-за потепления климата и сокращения лесной среды обитания нашим предкам пришлось совершать более длительные путешествия в поисках пищи. Ходьба на двух ногах сделала эти поездки менее утомительными. Связанная с этим возможность состоит в том, что изменение климата вынудило приматов в основном жить на земле, а не на деревьях и лесных пологах. Источников пищи стало больше на земле, где приматы имели бы преимущество, если бы ходили на двух ногах.
Последняя теория утверждает, что нашим предкам никогда не приходилось покидать деревья, чтобы научиться ходить на двух ногах. Вместо этого они учились, еще живя на земле. Орангутаны представляют собой современный аналог, так как они часто стоят на двух ногах на ветвях деревьев и хватаются за другие ветки своими передними конечностями, чтобы оставаться в равновесии.
Исследование беговой дорожки может предоставить лучший пример для объяснения того, почему люди эволюционировали, чтобы ходить прямо. Но увлекательная история 2004 года показывает, что природа постоянно удивляет и сбивает с толку даже самых опытных исследователей. В том году пятилетняя черная макака по имени Наташа, жившая в зоопарке в Израиле, чуть не умерла от тяжелого желудочного гриппа. Выздоровев, Наташа необъяснимым образом стала все время ходить прямо - и с удивительно хорошей осанкой. Хотя обезьяны часто ходят прямо в течение коротких периодов времени, они никогда не делают это последовательно и с прямой спиной, как люди. Еще три обезьяны, жившие с Наташей, заболели желудочным гриппом, но ни одна из них не показала своего поведения после болезни. Лечащий ее ветеринар сказал, что мозг Причиной могло быть повреждение, но он никогда раньше не слышал об обезьяне, идущей только прямо.
