11 мая 2004

Два зоолога, Карен Студэль (Karen Steudel) и Майкл Тилкенс (Michael Tilkens) из университета Висконсина в Мэдисоне (University of Wisconsin-Madison) решили экспериментально установить влияние длины ног на расход энергии при ходьбе.

Учёные измерили во время ходьбы с разным темпом и на разное расстояние потребление кислорода у 21 добровольца с ногами самой разной длины.

Каждый испытуемый проходил по 12 минут в каждой из четырёх скоростей прогулки.

Также исследователи записали рост, вес и процент жира у своих добровольных помощников.

Выяснилось то, о чём многие и раньше могли догадаться интуитивно — чем длиннее ноги, тем меньше энергии требуется для перемещения каждого килограмма на одно и то же расстояние. Разница в затратах достигала 10%.

Тут можно порассуждать об эволюции в животном мире, о длинных ногах арабских скакунов (предкам которых приходилось спасаться от хищников) или коротких — у бегемотов (которым, допустим, нужно энергично рыть ил).

Но вот почему у человека на протяжении его эволюции менялась длина ног?

Студэль и Тилкенс изучили множество окаменелых скелетов древних людей: австралопитеков и неандертальцев.

Первые — одни из ранних человеческих предков, начавшие ходить на двух ногах. Они жили в Африке между 4,5 и 2,5 миллиона лет назад. Вторые — более близкие (только по времени) наши родственники — жили на севере Европы от 500 тысяч до 35 тысяч лет назад.

По сравнению с современным человеком австралопитеки были невысоки. А их ноги составляли две трети длины ноги современного 2000 человека. Взрослый австралопитек весил 30 кг.

Неандертальцы были ближе к современному человеку по внешнему виду, но заметно коренастее и шире, а их ноги были в среднем на 10 сантиметров меньше современных. Несмотря на более низкий рост, неандертальцы весили примерно как мы — 75 кг.

Исследователи включили все эти данные в выведенные ими уравнения эффективности ходьбы. Оказалось, что КПД ходьбы у современного человека примерно на 30% выше, чем у обоих изучаемых видов древних людей.

Казалось бы, и австралопитеки, и неандертальцы имели массу времени для биологической эволюции, чтобы удлинить свои ноги. Но это произошло несравненно позже и уже с другими людьми.

''Должно быть, было некоторое эволюционное давление, удерживающее длину ног в том, коротком варианте'', — решила Студэль.

Австралопитеки большую часть времени жили в лесистой местности. ''Есть свидетельство, что они немало времени проводили на деревьях. А короткие ноги обеспечивают больше возможностей для лазания'', — предположила Карен.

А вот неандертальцы жили в относительно холодном климате. Более коренастое тело помогало им сохранять тепло, так как обладало меньшей поверхностью, по отношению к массе по сравнению с высокими и худыми людьми.

Вместе с тем, другое исследование показывает, что длина ног, по меркам эволюции, может изменяться очень быстро.

Сан Хи Ли (Sang Hee Lee) из университета Калифорнии в Риверсайд (University of California-Riverside) и Дэвид Фрэйер (David Frayer) из университета Канзаса (University of Kansas) обнаружили, что длина ног у европейцев не раз менялась за последние 30 тысяч лет.

И эти колебания оказались связаны с подъёмами и спадами в температуре воздуха. А также, в некоторой степени, и с переменами в образе жизни с переходом от охоты к сельскому хозяйству, например.

Интересно, что длина наиболее сильно колебалась у мужчин. Это неплохо укладывается в известные представления о том, что природа экспериментирует с мужчинами, в то время как женщины сохраняют проверенные эволюционные изменения.

Если исследования американцев корректны, впору подумать, как наш нынешний образ жизни отразится на длине ног наших далёких потомков.

Да и глобальное похолодание, которое лишь предваряет кратковременный, по историческим меркам, подъём температуры, как считают многие климатологи, не за горами.

Что выгоднее для прогулки: длинные ноги, при которых вам потребуется меньшее число шагов, или короткие, способные обеспечить большее усилие? И почему у людей на протяжении эволюции заметно изменилась длина ног? Ответ кроется в климате.

Возврат к списку новостей