Експериментът с бягаща пътека дава на антрополозите бегло доказателство за еволюцията: ранните човешки предци може да са започнали да вървят в изправено положение, защото процесът пести енергия в сравнение с ходенето на шимпанзета с четири крака.
Изследователите обсъждат защо хоминидите започват да ходят с два крака някъде преди около шест милиона години - когато се появи основната характеристика, която ги отличава от последните им маймунски предци. Някои от тях подкрепят теорията за енергоспестяване - отчасти защото хладният и сух климат по време на миоцена може да отдели хранителни петна на големи разстояния. Други твърдят постурални причини за промяната, предполагайки, че изправената позиция е позволила на предците да виждат над високата трева и петнистите хищници или да посегнат на плодове в дървета или храсти.
Предишни сравнения на ходене с две крака с четири крака са дали неубедителни резултати. Едно проучване, включващо непълнолетни шимпанзе, установи, че маймуните изразходват повече енергия, отколкото хората, докато ходят, но много изследователи смятат, че разходите ще се променят при възрастните маймуни. Неотдавнашно проучване на макаките установи, че ходенето с два крака отнема по-високи енергийни такси, но маймуните - за разлика от шимпанзетата - обичайно не вървят в изправено положение.
В новия анализ група изследователи от три университета събраха данни за енергията, изразходвана от четирима души и петима възрастни шимпанзета, докато ходеха на бягаща пътека; шимпанзетата вървяха изправени и на четири крака. Изследователите измервали дишането, ъглите на движение, позициите на критични стави и силата, която всеки крайник е положил на земята.
Хората са използвали около 25 процента по-малко енергия от шимпанзетата, независимо от това в кой стил са ходили маймуните, съобщава групата в сборника на Националната академия на науките от 24 юли. В допълнение, анатомичните модели на хора и маймуни в различни пози за ходене точно прогнозираха тази разлика в разходите.
„Изключително важни са данните за произхода защо сме започнали [ходене на два крака]“, казва биологичният антрополог Даниел Е. Либерман от Харвардския университет, който не е бил свързан с изследването. За да постави енергийната фигура в перспектива, той казва, че хората изразходват около 30 процента повече енергия за бягане, отколкото правят ходенето.
Група изследователи събраха данни за енергията, изразходвана от четирима души и петима възрастни шимпанзета, докато се разхождаха по бягаща пътека; шимпанзетата вървяха изправени и на четири крака. Хората са използвали около 25 процента по-малко енергия от шимпанзетата, независимо от това в кой стил са ходили маймуните, съобщават те. (Cary Wolinsky) 
„Ако ходехме като шимпанзе, това би ни струвало [в енергетиката] основно това, което струва да продължим да бягаме“, казва Даниел Либерман. (Cary Wolinsky) 
Шимпанзетата с най-подобна на човешка походка и тип тяло ходеха изправени по-ефективно, отколкото той ходеше с кокал - констатация, която съавторът на изследването Херман Понцер нарича кратка снимка как може да се е случила тази еволюция. (Тази композитна снимка отдава почит на емблематичната Еволюция на човека.) (Cary Wolinsky) "Ако ходехме като шимпанзе, това би ни струвало основно колко струва да продължим да бягаме", казва той. "[Изправено ходене] ви спестява много енергия."
Приемайки групата на шимпанзета като цяло, изследователите не откриха разлика в цената на енергията между стиловете на ходене. Но не е изненадващо, че ходенето с два крака струва на шимпанзетата много енергия, казва съавторът на проучването Херман Понцер от Университета във Вашингтон в Сейнт Луис, защото маймуните вървят изправени с наведени колене - представете си, че ходите цял ден в ски-позиция - и имат къси задни крака. Тези две черти изискват много енергия за компенсиране.
Може би най-важното е, че шимпанзето с походка и тип тяло на човек ходеше изправено по-ефективно, отколкото той ходеше с кокал - констатация, която Понтър нарича моментна снимка как може да се е случила тази еволюция.
„Тъй като ние разбираме механиката [на ходенето], можехме да видим с каква еволюция може да се оправи, за да стане по-евтина“, казва Понтър. Такива промени включват изправяне на коленете и удължаване на краката.
Появата на тези черти в една маймуна предполага достатъчно разнообразие в популацията, за да може естественият отбор да се овладее, ако е необходимо, казва Либерман. Ако средата накара маймуните да ходят много по-далеч, високата енергийна цена на ходене с кокалче може да промени поведението с течение на времето.
„Така работи еволюцията“, казва Либерман. "Едната [шимпанзета] се оказа по-добра от другите шимпанзета, защото той адаптира по-разширена стойка."
Въпреки че вкаменелостите не се връщат назад, когато учените смятат, че се е разцепило човешкото шимпанзе, няколко кости на краката и тазобедрените стави от по-късни периоди - по-специално кост на тазобедрената става на три милиона години - отразяват промените, които намаляват цената на двукрака ходене.
"Поне до три милиона години, " казва Либерман, "хоминиди измислиха как да не струват тази [енергия] цена."
Форум за четене на Smithsonian.com
Публикувано на 16 юли 2007 г.
