Вращающиеся плечи и разгибающиеся локти, позволяющие людям тянуться к высокой полке или перебрасывать мяч с друзьями, возможно, впервые возникли как естественная тормозная система для наших предков-приматов, которым просто нужно было аккуратно спуститься с деревьев и не умереть.
Ученые из Дартмута (Великобритания) установили, что обезьяны и древние люди, вероятно, развили свободно двигающиеся плечи и гибкие локти, чтобы замедлить спуск с деревьев, поскольку гравитация грозила превратить слишком быстрый спуск в смертельно опасный. Когда первые люди покинули леса и перебрались в травянистую саванну, их части тела были необходимы для сбора пищи и использования инструментов для охоты и защиты. Исследование опубликовано в журнале Royal Society Open Science.
С помощью программного обеспечения для спортивного анализа и статистики специалисты сравнили снятые видео и стоп-кадры. На них шимпанзе и дымчатые мангабеи (Cercocebus atys) лазают по деревьям в дикой природе. Оказалось, они взбирались по деревьям одинаково: плечи и локти в основном были согнуты близко к телу. Но, спускаясь вниз, шимпанзе вытягивали руки над головой, чтобы держаться за ветки, словно человек, спускающийся по лестнице, поскольку больший вес тянул их вниз.
По словам авторов, в прошлых исследованиях за перемещениями животных наблюдали в основном в экспериментальных условиях. Но результаты новой работы помогли одними из первых установить значение «спуска» в эволюции человекообразных обезьян и ранних людей, которые генетически связаны друг с другом больше, чем с иными группами обезьян.
«Наше исследование рассматривает идею спуска как недооцененного, но невероятно важного фактора в анатомических различиях между обезьянами, которые в итоге проявляются у людей. Учитывая размеры обезьян и древних людей, спуск вниз представлял собой настолько серьезную физическую проблему, что их морфология могла отреагировать в результате естественного отбора из-за риска падения», — сказал автор работы Люк Фаннин.
Исследователи также изучили анатомическое строение рук шимпанзе и мангабеев, используя коллекции скелетов в Гарвардском университете и Университете штата Огайо (США). Как и люди, шимпанзе имеют плечевой сустав в виде неглубокого гнезда под округлую внешнюю часть плечевой кости. Он легче поддается вывихам, обеспечивает больший диапазон движений. Также шимпанзе могут полностью вытягивать руки благодаря уменьшенной длине кости сразу за локтем, известной как локтевой отросток.
Мангабеи и другие обезьяны по строению больше похожи на четвероногих животных с глубокими грушевидными плечевыми впадинами и локтями с выступающим локтевым отростком, из-за которого сустав напоминает букву L. Эти суставы более стабильны, но с меньшей гибкостью и диапазоном движений.
Анализ показал, что угол наклона плеч шимпанзе был на 14 градусов больше при спуске, чем при подъеме. Их руки вытягивались наружу в локте на 34 градуса больше при спуске с дерева, чем при подъеме. Когда мангабеи взбирались на дерево, то углы, под которыми они располагали свои плечи и локти, отличались от используемых для спуска лишь весьма незначительно — на четыре градуса или менее.
Гибкие плечи и локти, унаследованные от предков обезьян, позволили бы древним людям лазить по деревьям ночью в целях безопасности и спускаться при дневном свете невредимыми. Когда Homo erectus (человек прямоходящий) научился использовать огонь для защиты от ночных хищников, у него развились широкие плечи, способные поворачиваться под углом 90 градусов, что в сочетании со свободным движением плеч и локтей сделало наших предков отличными копьеметателями (обезьяны не умеют так точно метать копья).
«Это та же самая анатомия ранних обезьян, но с парой изменений. Теперь у вас есть часть тела, которая может бросать копье или камни, чтобы защитить себя, взять что-то необходимое или помочь куда-то взобраться. Спуск с дерева подготовил анатомическую основу для того, что развилось миллионы лет спустя. Когда защитник в американском футболе бросает мяч, это движение получается у него благодаря нашим предкам-обезьянам», — подытожили ученые.
Автор: Дарья Сидельникова