Current Biology: древний предок человека «Люси» была плохим бегуном

Фото из открытых источников

«Люси», наш 3,2-миллионный родственник гоминин, не могла бегать очень быстро, согласно новому исследованию. Но моделирование ее способности бегать дало новые знания об эволюции человеческой анатомии, ключевой для эффективности бега. Новое исследование было опубликовано в журнале Current Biology.

Способность человека эффективно ходить и бегать на двух ногах возникла около 2 миллионов лет назад у наших предков Homo erectus. Но наши более ранние родственники, австралопитеки, также были двуногими около 4 миллионов лет назад. Однако, учитывая длинные руки и различные пропорции тела таких видов, как Australopithecus afarensis, исследователи предположили, что австралопитеки были менее способны ходить на двух ногах, чем современные люди.

Группа исследователей смоделировала скелетную и мышечную анатомию Люси, чтобы определить ее максимальную скорость бега, энергетические затраты, связанные с бегом, и ее выносливость во время бега.

С помощью серии симуляций беговой походки исследователи написали в своем исследовании, что «максимальная скорость бега Люси была значительно ниже, чем у нашей человеческой модели», достигая максимума около 18 км/ч. Для справки, максимальная скорость Усэйна Болта составляет более 43 км/ч, а максимальная скорость спринта бегуна-любителя составляет около 22 км/ч. Кроме того, несмотря на эту более низкую максимальную скорость, Люси использовала в 1,7–2,9 раза больше энергии, чем современные люди, чтобы бежать так быстро, что предполагает, что ей потребовалось бы значительно больше энергии, чтобы преодолеть заданное расстояние, чем современному человеку.

У австралопитеков, таких как Люси, были крупные верхние части тела, длинные руки и короткие ноги, что, вероятно, ограничивало их скорость бега. Но исследователи обнаружили, что еще одной потенциальной причиной медленного и неэффективного бега Люси могла быть другая форма ахиллова сухожилия и трехглавой мышцы голени, группы мышц в икре.

Исследователи отметили, что у современных людей есть длинное, пружинообразное ахиллово сухожилие, которое соединяет мышцы голени и лодыжки с пяточной костью. Такое анатомическое расположение обеспечивает людям мощную и эффективную лодыжку, имеющую решающее значение для высокой производительности бега.

Когда исследователи смоделировали движения Люси с использованием ахиллова сухожилия и икроножных мышц, как у человека, она все равно была медленнее, но различия в этой измененной способности к бегу были в основном обусловлены ее меньшими размерами тела.

«Таким образом, этот более широкий контекст подчеркивает решающую роль архитектуры ахиллова сухожилия и трехглавой мышцы голени в эволюции беговой энергетики гомининов», — пишут исследователи. «Ключевые особенности в плане человеческого тела эволюционировали специально для улучшения беговых показателей».

Исследователи отметили, что новое исследование стало первым случаем, когда ученым удалось напрямую оценить способность к бегу у вида Люси с использованием моделирования опорно-двигательного аппарата. Однако для более полного понимания различий между передвижением австралопитеков и людей необходимы дополнительные исследования, в частности, модели, включающие взмахи рук и повороты туловища.