https://frosthead.com

ללכת בדרך הזו

ניסוי על הליכון מביא לאנתרופולוגים עדויות ברורות על האבולוציה: ייתכן שאבות אבות אנושיים קדומים התחילו ללכת זקוף מכיוון שהתהליך שומר אנרגיה בהשוואה להליכת הברזל עם ארבע הגפיים של השימפנזים.

חוקרים התלבטו מדוע הומינידים החלו ללכת עם שתי רגליים מתישהו לפני כשש מיליון שנה - כאשר הופיע מאפיין המפתח המבדיל אותם מאבותיהם הקודמים. חלקם דגלו בתיאוריית שימור האנרגיה - בין השאר מכיוון שהאקלים הקריר והיבש במהלך המיוקן יכול היה להפריד בין טלאי מזון למרחקים גדולים. אחרים טענו סיבות יציבתיות לשינוי, והציעו כי עמדה זקופה אפשרה לבני אבות לראות מעל דשא גבוה וטורפים נקודתיים, או לחפש פירות בעצים או שיחים.

השוואות קודמות של הליכה דו- מול ארבע רגליים הניבו תוצאות חד משמעיות. מחקר אחד שכלל שימפנזים לנוער מצא כי קופי האדם הקדישו אנרגיה רבה יותר ממה שבני אדם עשו במהלך ההליכה, אך חוקרים רבים חשו שהעלויות ישתנו עם קופי האדם הבוגרים. מחקר מקאקים שנערך לאחרונה מצא כי הליכה בעלת שתי רגליים גבתה מחיר אנרגטי גבוה יותר, אך קופים - בניגוד לשימפנזים - אינם מטיילים בדרך כלל זקוף.

בניתוח החדש, קבוצת חוקרים משלוש אוניברסיטאות אספו נתונים על האנרגיה שהוצאו על ידי ארבעה אנשים וחמישה שימפנזים בוגרים כשהלכו על הליכון; השימפנזים צעדו זקוף ועל ארבע. החוקרים מדדו נשימה, זוויות תנועה, עמדות של מפרקים קריטיים ואת הכוח שכל גפה מונחת על האדמה.

אנשים השתמשו בכ- 25 אחוז פחות אנרגיה מאשר שימפנזים, ללא קשר לאיזה סגנון קופסים הלכו, כך מדווחת הקבוצה ב24- הליכי האקדמיה הלאומית למדעים . בנוסף, מודלים אנטומיים של אנשים וקופים במצבי הליכה שונים חזו במדויק את הפרש העלות הזה.

"נתונים חשובים מאוד על מקור הסיבה לכך שהתחלנו [ללכת על שתי רגליים]", אומר האנתרופולוג הביולוגי דניאל א 'ליברמן מאוניברסיטת הרווארד, שלא היה קשור למחקר. כדי לשים את נתון האנרגיה בפרספקטיבה, הוא אומר, אנשים מוציאים כ -30 אחוז יותר אנרגיה בריצה מכפי שהם הולכים.

קבוצה של חוקרים אספה נתונים על האנרגיה שהוצאו על ידי ארבעה אנשים וחמישה שימפנזים בוגרים כשהלכו על הליכון; השימפנזים צעדו זקוף ועל ארבע. אנשים השתמשו בכ- 25 אחוז פחות אנרגיה מאשר השימפנזים עשו, ללא קשר לאיזה סגנון קופסים הלכו, הם מדווחים. (קרי וולינסקי) "אם היינו הולכים כמו שימפנזה זה היה עולה לנו [באנרגיה] בעצם מה זה עולה לרוץ", אומר דניאל ליברמן. (קרי וולינסקי) השימפנזה עם ההילוך והסוג הגופני ביותר דמוי אדם הלך זקוף ביעילות רבה יותר מכפי שהסתובב - והמצא כי מחבר המחקר, הרמן פונצר, מכנה תמונת מצב כיצד התפתחות זו התרחשה. (התצלום המורכב הזה משבח את האבולוציה של האדם האיקוני.) (קרי וולינסקי)

"אם היינו הולכים כמו שימפנזה, זה היה עולה לנו בעצם מה עולה לנו לרוץ", הוא אומר. "[הליכה זקופה] חוסך לך אנרגיה רבה."

החוקרים מצאו כי לקחו את קבוצת השימפנזים בכללותם, לא נמצא הבדל בעלות האנרגיה בין סגנונות ההליכה. אבל זה לא מפתיע שהליכה עם שתי רגליים עולה שימפנזים אנרגיה רבה, אומר מחבר המחקר הרמן פונצ'ר מאוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס, מכיוון שהקופים הולכים זקוף עם ברכיים כפופות - דמיין ללכת כל היום בעמדת סקי - ויש להם רגליים אחוריות קצרות. שתי תכונות אלה דורשות אנרגיה רבה לפצות עליה.

אולי הכי חשוב, השימפנזה עם ההילוך והטיפוס דמוי האנוש ביותר הלך זקוף ביעילות רבה יותר מכפי שהסתובב באצבעותיו - ממצא שפונצר מכנה תמונת מצב כיצד ייתכן שהתפתחות זו התרחשה.

"מכיוון שאנו מבינים את המכניקה [של הליכה], יכולנו לראות איזו אבולוציה יכולה להתמודד כדי להפוך אותה ליקרה פחות", אומר פונצר. שינויים כאלה כוללים יישור הברכיים והארכת הרגליים.

הופעתן של תכונות אלה בקוף אחד מרמזת על שינויים מספיק באוכלוסייה בכדי שהברירה הטבעית תפסה אם יש צורך, אומר ליברמן. אם הסביבה גרמה לקופים ללכת הרבה יותר רחוק, העלות האנרגטית הגבוהה של הליכה באצבעות יכולה הייתה לשנות את ההתנהגות לאורך זמן.

"ככה עובדת האבולוציה", אומר ליברמן. "אחד השימפנזים התברר כטוב יותר מהשימפנזים האחרים, מכיוון שהוא התאים תנוחה מורחבת יותר."

אף על פי שהרשומה המאובנת לא נמשכת כשמדענים מאמינים כי התפצלות השימפנזים האנושי התרחשה, כמה עצמות רגליים וירכיים מתקופות זמן מאוחרות יותר - בפרט עצם ירך בנות שלוש מיליון שנה - משקפות את השינויים שמורידים את העלות של שתי רגליים הליכה.

"לפחות לפני שלושה מיליון שנה, " אומר ליברמן, "הומינידים הבינו כיצד לא צריך להיות בעלות האנרגיה הזו."

פורום הקוראים של Smithsonian.com

פורסם ב- 16 ביולי 2007

ללכת בדרך הזו