Предки людей хорошо ходили по земле

Если они ходили на полусогнутых ногах, если на ногах у них были длинные пальцы, как у обезьян, то походка у них должна была быть весьма неуклюжей, неловкой, спотыкающейся и т. д. и т. п. Но как в таком случае они спасались от хищников, которые довольно резво бегали по земле? Если бы древние человекообразные приматы не успевали уворачиваться от наземных врагов, то эволюционное преимущество оставалось бы не у тех, кто решил походить по земле, а у тех, кто продолжал сидеть на деревьях.

В связи с этим возникла гипотеза, что у предков людей ноги все же довольно быстро приспособились к прямохождению, хотя при случае предки могли вполне резво взобраться на дерево. Чтобы подтвердить, так оно было или не так, исследователи из Городского университета Нью-Йорка вместе с коллегами из других научных центров США, Великобритании и Бельгии сравнили биомеханику задних конечностей у различных современных обезьян (среди которых, конечно, были и человекообразные), у людей и у нескольких вымерших гоминин – так называют группу приматов, в которую, кроме человека, шимпанзе и горилл, включают несколько вымерших человекообразных родов. Авторы работы вычислили, какие силы действуют на кости ног и таза и как ведут себя мышцы при различных движениях и под разными углами.

У современных обезьян основная нагрузка приходится на бедренную кость, колено и сухожилия подколенной ямки; сила же распределяется так, чтобы облегчать карабканье по деревьям – бедренная кость действует как рычаг, толкающий массивную седалищную кость и вместе с ней все тело вперед. При этом бедро относительно тела образует острый угол, что вполне понятно: если бы оно крутилось дальше, то есть если бы обезьяна могла сильнее вытянуть ногу, то не было бы ни рычага, ни опоры, и лазать по деревьям стало бы намного труднее.

А вот у человека седалищная кость заметно меньше, и потому бедро движется по более широкой дуге спереди назад и обратно; нагрузка на бедро, колено и коленные сухожилия меньше (а сами кости менее массивные), так что человек на ходьбу тратит меньше энергии. Но что самое главное – в анатомии австралопитеков мы видим то же самое: устройство седалищной кости и мышц, которые крепятся к ней и которые сгибают бедро, позволяли им делать вполне человеческие широкие движения. То есть знаменитый австралопитек Люси, которая жила 3,1 млн лет назад, могла передвигаться по земле почти как современный человек, хотя в ее конечностях еще сохранялись характерные признаки, выдающие в ней древолаза (и которые действительно сильно бы мешали при ходьбе, если бы Люси передвигалась по земле подобно современным обезьянам).

Более того, даже более древние ардипитеки, жившие 4,4 млн лет назад, тоже передвигались по земле вполне прилично. Хотя у них была еще достаточно массивная, вполне обезьянья седалищная кость, она была так расположена, что не мешала широкому размаху бедра. И в этом смысле ардипитеки, которые выглядят как бы связующим звеном между теми, кто жил на деревьях, и теми, кто с них спустился: на земле ардипитеки держались и ходили прямо, но притом могли резво взобраться на дерево. В дальнейшем, по мере перехода на «наземный» образ жизни, седалищная кость в ее прежнем виде стала не нужна, и она постепенно уменьшилась. Полностью результаты исследований описаны в статье в PNAS.

В целом все сводилось к тому, чтобы устранить анатомические препятствия, ограничивавшие движения бедра, и препятствия были устранены уже у самых древних человекообразных. И если современным обезьянам приходится тратить много энергии, ходя на согнутых ногах, то австралопитеки перемещались по земле прямо и не тратя на это много сил.

По материалам Science.