Eksperyment na bieżni daje antropologom niekontrolowane dowody na ewolucję: wczesni przodkowie ludzcy mogli zacząć chodzić w pozycji pionowej, ponieważ proces ten oszczędza energię w porównaniu z cztero-kończynowym chodzeniem goleni szympansów.
Naukowcy zastanawiali się, dlaczego hominidy zaczęły chodzić dwiema nogami około sześć milionów lat temu - kiedy pojawiła się kluczowa cecha odróżniająca ich od ich ostatnich przodków małp. Niektórzy opowiadali się za teorią oszczędzania energii - po części dlatego, że chłodny, suchy klimat w miocenie mógł rozdzielać plastry żywności na duże odległości. Inni argumentowali posturalne powody zmiany, sugerując, że wyprostowana postawa umożliwiła przodkom zobaczenie ponad wysoką trawą i spotkać drapieżników lub sięgnąć po owoce na drzewach lub krzakach.
Wcześniejsze porównania chodzenia dwunożnego i czteronożnego przyniosły niejednoznaczne wyniki. W jednym badaniu z udziałem młodych szympansów stwierdzono, że małpy spędzały więcej energii niż ludzie podczas chodzenia, ale wielu badaczy uważało, że koszty zmieniłyby się u dorosłych małp. Ostatnie badanie makaków wykazało, że chodzenie na dwóch nogach wymagało wyższych opłat energetycznych, ale małpy - w przeciwieństwie do szympansów - zwykle nie chodzą prosto.
W nowej analizie grupa naukowców z trzech uniwersytetów zebrała dane na temat energii zużytej przez cztery osoby i pięć dorosłych szympansów podczas chodzenia po bieżni; szympansy szły prosto i na czworakach. Naukowcy zmierzyli oddychanie, kąty ruchu, pozycje krytycznych stawów i siłę, jaką każda kończyna wywiera na ziemię.
Ludzie zużyli około 25 procent mniej energii niż szympansy, bez względu na styl chodzenia małp, informuje grupa w 24 Proceedings of National Academy of Sciences . Ponadto anatomiczne modele ludzi i małp w różnych pozycjach chodzenia dokładnie przewidywały tę różnicę kosztów.
„To niezwykle ważne dane na temat pochodzenia tego, dlaczego zaczęliśmy [chodzić na dwóch nogach]” - mówi antropolog biologiczny Daniel E. Lieberman z Harvard University, który nie był związany z badaniem. Mówiąc z perspektywy energii, ludzie wydają około 30 procent więcej energii na bieganie niż na spacery.
Grupa naukowców zebrała dane na temat energii zużytej przez cztery osoby i pięć dorosłych szympansów podczas chodzenia po bieżni; szympansy szły prosto i na czworakach. Podają, że ludzie zużywali około 25 procent mniej energii niż szympansy, niezależnie od stylu, w jakim chodzili małpy. (Cary Wolinsky) 
„Gdybyśmy szli jak szympans, kosztowalibyśmy [energię] w zasadzie tyle, ile kosztuje bieganie” - mówi Daniel Lieberman. (Cary Wolinsky) 
Szympans o najbardziej ludzkim chodzie i typie ciała chodził w pozycji stojącej bardziej efektywnie, niż chodził po kłykciach - odkrycie, które współautor badań Herman Pontzer nazywa migawką, jak mogła przebiegać ta ewolucja. (To złożone zdjęcie oddaje hołd kultowej Ewolucji człowieka.) (Cary Wolinsky) „Gdybyśmy szli jak szympans, kosztowałoby nas to w zasadzie tyle, ile kosztuje bieganie” - mówi. „[Chodzenie w pozycji pionowej] oszczędza dużo energii.”
Biorąc pod uwagę grupę szympansów jako całości, naukowcy nie znaleźli żadnej różnicy w kosztach energii między stylami chodzenia. Nic dziwnego, że chodzenie na dwóch nogach kosztuje szympansy dużo energii, mówi współautor badania Herman Pontzer z Washington University w St. Louis, ponieważ małpy chodzą wyprostowane z ugiętymi kolanami - wyobraź sobie, że chodzisz cały dzień w pozycji na nartach - i mieć krótkie tylne nogi. Te dwie cechy wymagają dużo energii, aby to zrekompensować.
Być może, co najważniejsze, szympans o najbardziej ludzkim chodzie i typie ciała chodził w pozycji stojącej bardziej efektywnie niż chodził po kłykciach - odkrycie, które Pontzer nazywa migawką, jak mogła przebiegać ta ewolucja.
„Ponieważ rozumiemy mechanikę [chodzenia], mogliśmy zobaczyć, z jaką ewolucją może majstrować, aby uczynić ją tańszą” - mówi Pontzer. Takie zmiany obejmują wyprostowanie kolan i wydłużenie nóg.
Pojawienie się tych cech u jednej małpy sugeruje wystarczającą różnorodność populacji, aby dobór naturalny mógł zostać uwzględniony w razie potrzeby, mówi Lieberman. Gdyby środowisko spowodowało, że małpy chodzą znacznie dalej, wysokie koszty energii chodzenia po kłykciach mogłyby z czasem zmienić zachowanie.
„Tak działa ewolucja” - mówi Lieberman. „Jeden [szympans] okazał się lepszy od innych szympansów, ponieważ przyjął bardziej rozciągniętą postawę”.
Chociaż zapis kopalny nie rozciąga się na czas, gdy naukowcy uważają, że nastąpił podział szympansa na człowieka, kilka kości nóg i bioder z późniejszych okresów - w szczególności kość biodrowa trzy miliony lat - odzwierciedla zmiany, które zmniejszają koszt dwunożny pieszy.
„Przynajmniej trzy miliony lat temu” - mówi Lieberman - „hominidy wymyśliły, jak nie ponosić tego kosztu [energii]”.
Forum czytelników Smithsonian.com
Wysłano 16 lipca 2007 r
