https://frosthead.com

Как се е развило човешкото тяло, за да хвърля бързи топки

Хората имат редица специални способности, които не се споделят от други примати. Да можеш да ходиш непрекъснато на два крака може би е първото, което идва на ум. Способността да говорите, да произвеждате писмен език и да участвате в сложни разсъждения са още няколко.

Едно от най-забележителните ни умения обаче може би е това, което рядко обмисляте извън спортния контекст: способността да хвърляте малки и бързи малки предмети.

В крайна сметка шимпанзетата са приблизително два пъти по-силни от хората, лири за килограм и могат да скачат с около една трета по-високо от нашите най-добри спортисти, но могат да хвърлят само предмет с около 20 мили в час - много по-бавно от обикновения човек, камо ли професионален бейзболист (който обикновено се хвърля през 90-те или дори 100-те).

Защо телата ни са особено подходящи за хвърляне на неща? Ново проучване, публикувано днес в Nature от изследователи от Харвард и от други места, предполага, че нашите предци са развили тази необичайна способност преди около два милиона години като начин за подобряване на ловното си умение. Новоразвитото умение вероятно помогна на ранните хоминиди за по-ефективно хвърляне на скали или заточени парчета дърво в плячка.

Проучването започна с биомеханичен анализ на това какво точно се случва по време на движението на хвърляне на хора, което се проведе с помощта на инфрачервена система за улавяне на движение (същата технология, използвана често за създаване на реалистични движения на човека във видеоигри), за да се разгледат доставките на 20 колежа -нивни бейзболни играчи, докато хвърляха 8-10 терена. Докато хвърляте топка, рамото на човек може да се върти изключително бързо - с 9000 градуса в секунда, това е най-бързото движение, открито в човешкото тяло - и предишните изчисления на изследователите показаха, че тази скорост не може да бъде обяснена от енергията, съхранявана в мускулите на раменете сами.

throwside2.gif (Nature)

Техният анализ показа, че забележителното ниво на скорост, генерирано по време на движението на хвърляне, няма да бъде възможно без гъвкавите сухожилия и връзки, които обграждат рамото. „Когато хората хвърлят, първо завъртаме ръцете си назад от целта. По време на тази фаза на „подгъване с ръка” хората разтягат сухожилията и връзките, пресичайки рамото си и съхраняват еластична енергия ”, казва в съобщение за пресата Нийл Роуч, биологичен антрополог и водещ автор на изследването. "Когато тази енергия се освободи, тя ускорява ръката напред, генерирайки най-бързото движение, което човешкото тяло произвежда, което води до много бързо хвърляне." В известен смисъл, тези опънати сухожилия и връзки действат като гумената лента в прашка, постепенно съхранявайки енергия и след това се освобождава всичко наведнъж.

Изследователите също откриха, че сме в състояние да използваме раменните сухожилия и връзки по този начин поради няколко анатомични особености, които всички имаме - и не споделяме с други примати. От една страна, нашите ниски, обърнати навън рамене позволяват по-голям обхват на движение от високите, обърнати навътре на шимпанзетата. Освен това, високите ни подвижни талии също ни позволяват да въртим торсите си по-лесно, което ни позволява да петим ръцете си за хвърляне по-назад, спрямо краката ни.

Важността на тези характеристики и цялостната значимост на широк обхват на движение при производството на бързи хвърляния беше потвърдена, когато изследователите поставиха раменни брекети на бейзболните играчи и ги оставиха да стъпват. С намаляването на гъвкавостта им скоростта на хвърлянията им намалява средно с 8 процента.

обърнати навън рамене Нашите долни, обърнати навън рамене (вдясно), в сравнение с шимпанзетата (вляво), ни позволяват да използваме кожичките си, за да въртим ръцете си по-назад спрямо торса си, генерирайки повече въртящ момент (представен с τ) и служещ като един от анатомични характеристики, които ни дават възможност да съхраняваме еластична енергия в сухожилията и връзките си. (Изображение чрез Nature / Roach et al.)

Еволюцията на анатомичните черти, които отличават нашите умения за хвърляне, освен шимпанзетата, може да бъде проследена до преди близо два милиона години, твърдят изследователите, когато нашите предци все още са принадлежали към различен вид ( Homo erectus ). Макар че е невъзможно да се знае точно кой селективен натиск е довел до тяхното развитие, изследователите имат идея. „Смятаме, че хвърлянето вероятно е било най-важно в началото по отношение на ловното поведение, което дава възможност на нашите предци ефективно и безопасно да убиват едър дивеч“, каза Роуч. „Яденето на по-богато на калории месо и мазнини би позволило на нашите предци да растат по-големи мозъци и тела и да се разширят в нови региони на света - всичко това ни помогна да направим това, което сме днес.“

В крайна сметка развитието на технологии, които улесняват лова - като се започне с лъкове и стрели, след това мрежи, остриета и евентуално огнестрелно оръжие - направиха уменията ни да хвърляме обекти в голяма степен ненужни. Но ако авторите са правилни, капацитетът ни за такова изобретение произтича от еволюционното предимство, дадено от високоскоростното хвърляне. В известен смисъл хвърлянето на челюсти, хвърлянето на проклятието Мери Мари и зачертаването на клечки - атлетични подвизи, които свидетелстват за физическата ни доблест като вид - са само еволюционен остатък от нашите предци, задържан от нашите съвременни себе си.

Как се е развило човешкото тяло, за да хвърля бързи топки