Переход гоминид к прямохождению начался от четырёх до семи миллионов лет назад . Этот переход привёл к морфологическим изменениям в скелете человека , в том числе к изменениям размера и расположения костей стопы , размера и формы тазобедренного и коленного суставов, длины и формы ног , а также формы позвоночника . Существует несколько теорий, объясняющих эволюцию этих изменений .

Энергетическая эффективность

Прямохождение человека на 75 % более экономично, по сравнению с передвижением шимпанзе как на четырёх, так и на двух конечностях. Некоторые гипотезы утверждают, что именно этот фактор сыграл главную роль в переходе к прямохождению .

Изменения скелета

Стопа

Переход к прямохождению привёл к развитию увеличенного пяточного отдела стопы, необходимого для поддержания равновесия при ходьбе и поддержанию увеличившейся массы тела . Изменилась также форма стопы: большой палец на ногах , располагавшийся у ранних гоминид так же, как на руках, поменял расположение, встав на одну линию с другими пальцами . Кроме того, образовался свод стопы в отличие от плоских стоп других гоминид . Все эти изменения способствуют экономии энергии во время передвижения .

Бедро

Тазобедренный сустав человека существенно больше ^{[ прояснить ]} , чем у гоминид, что обеспечивает поддержку тела большего веса . Эти ^{[ какие? ]} изменения приблизили позвоночник к тазу, что увеличило устойчивость при прямохождении и сократило расход энергии на поддержание равновесия при ходьбе .

Форма подвздошной кости изменилась с длинной и узкой на короткую и широкую, при этом крылья подвздошной кости расположились горизонтально. В совокупности эти изменения обеспечивают увеличение площади крепления ягодичных мышц, что помогает стабилизировать торс при стоянии на одной ноге. Крестец также увеличился в ширину, что привело к увеличению диаметра родового канала и облегчило роды . Седалищные кости увеличились, что улучшило крепление связок, поддерживающих брюшную полость при прямохождении.

Колено

Коленные суставы увеличились по той же причине, что и суставы бедра, а именно, для поддержания увеличенного веса тела . Угол разгибания колена (угол между бедром и голенью, образуемый при ходьбе) уменьшился. Изменение формы коленного сустава позволило уменьшить потери энергии на вертикальное перемещение центра тяжести при передвижении .

Конечности

Увеличение длины ног по мере развития прямохождения привело к изменениям в работе мышц. Усилие, необходимое при ходьбе, передаётся от мышц ног через лодыжку . Длинные ноги позволяют использовать при ходьбе естественное колебательное движение конечностей, поэтому не требуются дополнительные мышцы для передвижения вперёд другой ноги для следующего шага .

Верхние (передние) конечности, исключённые из процесса передвижения, видоизменились таким образом, что их стало возможно использовать для удержания предметов и тонких манипуляций с предметами . Это привело к снижению относительной силы верхних конечностей человека по сравнению с другими гоминидами . С переходом к прямохождению увеличилась роль ягодичных мышц , ставших одной из самых крупных мышц в организме человека. У шимпанзе эти мышцы намного меньше, что доказывает важную роль этой группы мышц в прямохождении. Ягодицы также препятствуют опрокидыванию корпуса вперёд во время бега .

Череп

Человеческий череп уравновешен на позвоночнике: большое затылочное отверстие находится в нижней части черепа, что переносит значительную часть веса головы назад. Кроме того, плоская форма человеческого лица помогает сохранять равновесие черепа на затылочных мыщелках , благодаря чему поддержание головы возможно без дополнительных мышц и развитых надбровных дуг, наблюдаемых у человекообразных обезьян. В результате у человека мышцы лба используются исключительно для мимики .

Важнейшую роль в эволюции человека сыграло увеличение размера головного мозга, начавшееся примерно 2,4 миллиона лет назад . Современных размеров мозг достиг не позднее 500 тысяч лет назад. В результате, мозг человека в три-четыре раза превышает по размеру мозг ближайшего эволюционного предшественника — шимпанзе .Так же,в результате перехода к растительной и более мягкой пище, нижняя челюсть иногда становится меньше в размерах и более узкой (что так же повлекло за собой уменьшение в объеме жевательных мышц ). Как правило,у людей с узкой челюстью либо с челюстью проксимального типа чаще диагностируется кариес и иные патологии ротовой полости.

Позвоночник

С переходом к прямохождению позвоночник человека получил двойной изгиб: верхний (грудной) отдел выгнут назад, а нижний (поясничный) — вперёд. Без поясничного изгиба позвоночник постоянно наклонялся бы вперёд, что требовало бы гораздо больших мышечных усилий для поддержания равновесия . Наличие же двойного изгиба помещает проекцию центра тяжести тела прямо между ступнями , что даёт экономию энергии при ходьбе .

Последствия

Даже с учётом многочисленных морфологических изменений, скелет человека до сих пор остаётся слабо приспособленным к прямохождению, что приводит к многочисленным заболеваниям опорно-двигательного аппарата . Так, у большого числа людей с возрастом начинаются проблемы с поясничным отделом позвоночника и коленными суставами: по некоторым данным, боль в пояснице является ведущей причиной потерянных рабочих дней . Артрит стал проблемой сразу после перехода гоминид к прямохождению: учёные обнаружили его следы в позвонках доисторических охотников-собирателей . Дальнейшие изменения суставов, которые могли бы исправить положение, невозможны из-за противоречия в требованиях устойчивости и эффективности передвижения .

Предполагается, что в результате перехода к прямохождению таз женщин должен был сузиться, чтобы они могли передвигаться на двух ногах. Из-за этого изогнулся, что усложнило процесс рождения детей. Также в результате увеличения объёма головного мозга у младенцев, которых они вынашивали, увеличилась голова, усложняя процесс их прохождения через узкие родовые пути. Роды стали очень болезненными и опасными. В 1960 году антрополог Шервуд Уошберн назвал эту теорию « (англ.) ( » .

Однако в последнее время эта теория оспаривается некоторыми учёными. Они утверждают, что в ранних обществах охотников-собирателей роды не были тяжёлыми. Однако после перехода людей к земледелию произошли изменения в строении тела людей: земледельцы, как свидетельствуют археологические находки, были значительно ниже ростом, чем охотники-собиратели. При этом чем меньше рост женщины, тем более узкие у неё бедра, то есть переход к земледелию усложнил процесс деторождения. С другой стороны, более богатый углеводами рацион земледельцев привёл к тому, что младенцы в утробе матери начали быстрее набирать вес, а большого ребенка родить гораздо труднее .

См. также

• Смещение позвонка

Примечания

Примечания

1. По результатам последних исследований, развитие мозга гоминид было вызвано необходимостью адаптации к глобальным изменениям климата.
2. Первым предположение о связи заболеваний позвоночника с прямохождением высказал , специалист по судебно-медицинской антропологии из Пенсильванского университета в своей книге «Шрамы человеческой эволюции» (1951).

Сноски

Литература

• Джереми Тейлор. Здоровье по Дарвину: Почему мы болеем и как это связано с эволюцией = Jeremy Taylor “Body by Darwin: How Evolution Shapes Our Health and Transforms Medicine”. — М. : Альпина Паблишер, 2016. — 333 p. — ISBN 978-5-9614-5881-7 .

• Grabowski M. W., Polk J. D., Roseman C. C. (англ.) // Evolution : journal. — Wiley-VCH , 2011. — Vol. 65 , no. 5 . — P. 1336—1356 . — doi : . — .
• Crompton R. H., Sellers W. I., Thorpe S. K. Arboreality, terrestriality and bipedalism. (неопр.) // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci.. — 2010. — Т. 365 , № 1556 . — С. 3301—3314 . — doi : . — . — PMC .

Ссылки

• от 17 июля 2017 на Wayback Machine — Smithsonian (August 2016).