https://frosthead.com

Jak ewoluowało ludzkie ciało, aby rzucać szybkimi piłkami

Ludzie mają wiele specjalnych zdolności, których nie dzielą inne naczelne. Pierwsze, co przychodzi na myśl, to zdolność ciągłego chodzenia na dwóch nogach. Umiejętność mówienia, mówienia i pisania oraz rozumowania złożonego to tylko kilka innych.

Jedną z naszych najbardziej niezwykłych umiejętności może być ta, którą rzadko rozważasz poza kontekstem sportowym: umiejętność rzucania małymi przedmiotami szybko i mocno.

W końcu szympansy są w przybliżeniu dwa razy silniejsze niż ludzie, walą za funta i mogą skakać o jedną trzecią wyżej niż nasi najlepsi sportowcy, ale mogą rzucać przedmiotami o około 20 mil na godzinę - znacznie wolniej niż przeciętny człowiek, nie mówiąc już o profesjonalny baseballista (który zwykle rzuca w latach 90., a nawet 100.)

Dlaczego nasze ciała są szczególnie odpowiednie do rzucania rzeczami? Nowe badanie opublikowane dzisiaj w Nature przez naukowców z Harvardu i innych krajów sugeruje, że nasi przodkowie rozwinęli tę niezwykłą umiejętność około dwa miliony lat temu jako sposób na poprawę swoich umiejętności łowieckich. Nowo rozwinięta umiejętność prawdopodobnie pomogła wczesnym hominidom skuteczniej ciskać kamieniami lub ostrzonymi kawałkami drewna w ofierze.

Badanie rozpoczęło się od analizy biomechanicznej tego, co dokładnie dzieje się podczas ludzkiego ruchu rzucania, która została przeprowadzona przy użyciu systemu przechwytywania ruchu w podczerwieni (tej samej technologii często używanej do tworzenia realistycznych ruchów człowieka w grach wideo), aby spojrzeć na dostawy 20 uczelni -poziomowi gracze w baseball, rzucając 8-10 boisk. Podczas rzucania piłki ramię osoby może obracać się bardzo szybko - z prędkością 9000 stopni na sekundę, jest to najszybszy ruch znaleziony w ludzkim ciele - a wcześniejsze obliczenia naukowców wykazały, że prędkości tej nie można wyjaśnić energią zgromadzoną w same mięśnie ramion.

throwside2.gif (Natura)

Ich analiza wykazała, że ​​niezwykły poziom prędkości generowany podczas ruchu rzucania nie byłby możliwy bez elastycznych ścięgien i więzadeł otaczających ramię. „Kiedy ludzie rzucają, najpierw obracamy ręce do tyłu od celu. To podczas tej fazy „naciągania ramion” ludzie rozciągają ścięgna i więzadła przecinające ich ramiona i magazynują energię sprężystą ”, powiedział Neil Roach, antropolog biologiczny i główny autor badania, w oświadczeniu prasowym. „Kiedy ta energia zostanie uwolniona, przyspiesza ramię do przodu, generując najszybszy ruch wykonywany przez ludzkie ciało, co powoduje bardzo szybki rzut.” W pewnym sensie te rozciągliwe ścięgna i więzadła działają jak gumka w procy, stopniowo przechowując energię, a następnie uwalniając to wszystko na raz.

Naukowcy odkryli również, że jesteśmy w stanie używać w ten sposób naszych ścięgien i więzadeł barkowych z powodu kilku cech anatomicznych, które wszyscy mamy - i nie dzielą się z innymi naczelnymi. Po pierwsze, nasze niskie, skierowane na zewnątrz ramiona umożliwiają większy zakres ruchu niż wysokie, skierowane do wewnątrz szympansy. Dodatkowo, nasze wysokie, ruchome talie pozwalają nam również łatwiej obracać nasze torsy, umożliwiając przechylanie ramion do rzucania dalej do tyłu, w stosunku do nóg.

Znaczenie tych cech i ogólne znaczenie szerokiego zakresu ruchu w wykonywaniu szybkich rzutów zostało potwierdzone, gdy naukowcy położyli szelki na barkach baseballistów i pozwolili im rzucić. Przy zmniejszonej elastyczności prędkość ich rzutów spadła średnio o 8 procent.

ramiona skierowane na zewnątrz Nasze dolne, skierowane na zewnątrz ramiona (po prawej), w porównaniu do szympansów (po lewej), pozwalają nam używać pecs do obracania ramion dalej do tyłu względem naszych torsów, generując większy moment obrotowy (reprezentowany przez τ) i służąc jako jeden z cechy anatomiczne, które dają nam zdolność do magazynowania energii sprężystej w naszych ścięgnach i więzadłach. (Zdjęcie przez Nature / Roach i in.)

Ewolucja cech anatomicznych, które odróżniają nasze umiejętności rzucania od szympansów, można prześledzić około dwa miliony lat temu, jak twierdzą naukowcy, kiedy nasi przodkowie nadal należeli do innego gatunku ( Homo erectus ). Chociaż nie można dokładnie wiedzieć, które presje selektywne doprowadziły do ​​ich ewolucji, naukowcy mają pomysł. „Uważamy, że rzucanie było prawdopodobnie najważniejsze na początku pod względem zachowania podczas polowania, umożliwiając naszym przodkom skuteczne i bezpieczne zabijanie dużej zwierzyny”, powiedział Roach. „Jedzenie bardziej bogatego w kalorie mięsa i tłuszczu pozwoliłoby naszym przodkom hodować większe mózgi i ciała i rozwijać się w nowych regionach świata - wszystko to pomogło nam stać się tym, kim jesteśmy dzisiaj”.

W końcu rozwój technologii ułatwiających polowanie - zaczynając od łuków i strzał, a następnie sieci, ostrzy, a ostatecznie broni palnej - sprawił, że nasza umiejętność rzucania obiektami była w dużej mierze niepotrzebna. Ale jeśli autorzy mają rację, nasza zdolność do takiego wynalazku wynika z ewolucyjnej przewagi, jaką daje rzucanie z dużą prędkością. W pewnym sensie rzucanie oszczepów, rzucanie Zdrowaś Maryjo i atakowanie pałkarzy - atletyczne wyczyny, które świadczą o naszej fizycznej sprawności jako gatunku - są po prostu ewolucyjnym śladem naszych przodków, zachowanym przez naszą współczesną jaźń.

Jak ewoluowało ludzkie ciało, aby rzucać szybkimi piłkami