https://frosthead.com

Kako se je človeško telo razvilo v metanje hitrih žog

Ljudje imajo številne posebne sposobnosti, ki jih drugi primati ne delijo. Sposobnost neprekinjene hoje na dveh nogah je morda prvo, kar pride na pamet. Sposobnost govorjenja, pisanja pisnega jezika in zapletenega sklepanja je še nekaj.

Ena izmed naših izjemnih veščin pa je lahko tista, ki jo redko upoštevate zunaj športnih kontekstov: sposobnost hitrega in napornega metanja majhnih predmetov.

Konec koncev so šimpanzi približno dvakrat močnejši kot ljudje, ki se slišijo za kilogram in lahko skačejo približno tretjino višje od naših najboljših športnikov, a lahko vržejo le predmet približno 20 milj na uro - veliko počasneje kot povprečen človek, kaj šele profesionalni igralec bejzbola (ki običajno vrže v 90. ali celo 100.).

Zakaj so naša telesa še posebej primerna za metanje stvari? Nova raziskava, ki so jo danes v Natureu objavili raziskovalci s Harvarda in drugod, kaže, da so naši predniki razvili to nenavadno sposobnost pred približno dvema milijonoma let kot način za izboljšanje svoje lovske sposobnosti. Na novo razvita spretnost je verjetno pomagala zgodnjim hominidom pri učinkovitejšem metanju kamnin ali ostrih kosov lesa.

Študija se je začela z biomehansko analizo, kaj točno se dogaja med človekovim metanjem gibanja, ki je bila izvedena z uporabo infrardečega sistema zajemanja gibanja (ista tehnologija se pogosto uporablja za ustvarjanje realističnih človeških gibanj v videoigricah), da bi lahko pogledali rezultate 20 kolidžev -sevej baseball igralci, ko so vrgli 8-10 igrišč. Med metanjem žoge se človekova ramena lahko vrti izjemno hitro - s 9000 stopinj na sekundo, to je najhitrejše gibanje, ki ga najdemo v človeškem telesu - in prejšnji izračuni raziskovalcev so pokazali, da te hitrosti ni mogoče razložiti z energijo, shranjeno v ramenske mišice same.

bacati2.gif (Narava)

Njihova analiza je pokazala, da izjemne hitrosti, ustvarjene med metanjem gibanja, ne bi bilo mogoče brez prožnih tetiv in ligamentov, ki obkrožajo ramo. "Ko ljudje mečejo, najprej zasučemo roke nazaj od cilja. Med to fazo 'upogibanja roke' ljudje raztegnejo kite in ligamente, ki prečkajo ramo, in shranijo elastično energijo, "je v izjavi za javnost dejal Neil Roach, biološki antropolog in glavni avtor študije. "Ko se ta energija sprosti, pospeši roko naprej in ustvari najhitrejše gibanje, ki ga ustvari človeško telo, kar ima za posledico zelo hitro metanje." V nekem smislu te raztegljive kite in ligamenti delujejo kot gumijasti trak v prameni, ki se postopoma shranjuje energijo in nato sprosti vse naenkrat.

Raziskovalci so tudi ugotovili, da lahko na ta način uporabimo svoje ramenske kite in ligamente zaradi več anatomskih lastnosti, ki jih imamo vsi - in jih ne delimo z nobenimi drugimi primati. Na primer, naša nizka, obrnjena navzven ramena omogočajo večji obseg gibanja kot šimpanzi, visoka navznoter. Poleg tega nam visoki, mobilni pas omogoča tudi lažje vrtenje trupa, kar nam omogoča, da ročke mečemo daleč nazaj glede na noge.

Pomen teh lastnosti in splošni pomen širokega razpona gibanja pri hitrem metanju sta bila potrjena, ko so raziskovalci na baseball igralce postavili ramenske naramnice in jih pustili, da se pomerijo. Z zmanjšano gibljivostjo se je hitrost njihovih metanj zmanjšala za povprečno 8 odstotkov.

navzven obrnjena ramena Naša spodnja, obrnjena navzven ramena (desno), v primerjavi s šimpanzi (levo), nam omogočajo, da s pecami zavrtimo roke dlje v primerjavi z našimi trupi, ustvarimo več navora (predstavljeno z τ) in služijo kot eno izmed anatomske lastnosti, ki nam omogočajo shranjevanje elastične energije v naših tetivah in ligamentih. (Slika prek Nature / Roach idr.)

Razvoj anatomskih lastnosti, ki odvajajo naše metanje ločeno od šimpanzov, je mogoče zaslediti na približno dva milijona let, pravijo raziskovalci, ko so naši predniki še pripadali drugi vrsti ( Homo erectus ). Čeprav je nemogoče natančno vedeti, kateri selektivni pritiski so privedli do njihovega razvoja, imajo raziskovalci idejo. "Menimo, da je bilo metanje verjetno najpomembnejše zgodaj v smislu lovskega vedenja, ki je našim prednikom omogočilo učinkovito in varno ubijanje velike divjadi, " je dejal Roach. "Jedo bolj kalorično mesa in maščob bi našim prednikom omogočilo rast možganov in teles ter se razširilo v nove regije sveta - vse to pa je pripomoglo k temu, da smo to, kar smo danes."

Sčasoma je razvoj tehnologij, ki so olajšale lov - začenši z loki in puščicami, nato mrežami, rezili in sčasoma strelnim orožjem - našo spretnost pri metanju predmetov v glavnem nepotrebne. Če so avtorji pravilni, naša sposobnost takšnega izuma izvira iz evolucijske prednosti, ki jo daje hitro metanje. V nekem smislu so metanje kobilic, metanje prehoda Zdravo Marijo in napadanje udarcev - atletski podvigi, ki potrjujejo našo fizično moč kot vrsto - so le evolucijski zaostanek naših prednikov, ki ga zadržujejo sodobni ljudje.

Kako se je človeško telo razvilo v metanje hitrih žog