С какой стороны ни посмотри, а почти всегда найдётся животное, которое лучше чем человек бегает, прыгает, летает, видит, слышит и т.д. Например, около 1920 года несколько исследований выявили, а народная молва преувеличила, что наши ближайшие родственники – шимпанзе – обладают, по сравнению с людьми, чуть ли не "сверхсилой". Причём объектом изучения изначально были отдельные мышечные клетки.
Силу шимпанзе оценили и сравнили с человеческой. Фото Kevin E. Langergraber.
Команда исследователей во главе с Мэтью О’Нилом (Matthew O'Neill) из Медицинского колледжа Университета Аризоны была из тех, кто сомневался в правдивости существенного превосходства шимпанзе в силе. Для разрешения всех сомнений учёные вновь обратились к отдельным мышечным волокнам и детально изучили их биомеханику.
Кропотливый критический анализ всех научных работ, в которых затрагивалась данная тема, показал, что речь идёт всего о полуторной разнице в силе. Но и этого достаточно, чтобы говорить о вехах эволюционного развития скелетной мускулатуры видов, разошедшихся 7-8 миллионов лет назад.
На втором этапе учёные исследовали непосредственно возможности мышечных волокон, используя живые препараты отдельных клеток. В ходе экспериментов в числе прочего оценивались изометрическая сила и максимальная скорость сокращения волокон.
Традиционно выделяется два основных типа мышечных волокон – медленные окислительные, которые обладают хорошей выносливостью, и мощные быстрые гликолитические. Оба вида присутствуют в скелетных мышцах человека и шимпанзе. Но в ходе работ исследователи обнаружили, что соотношение этих двух типов клеток различается, а именно, у обезьян в два раза больше быстрых волокон, чем у людей. Кроме того, различна и длина самих клеток.
Затем часть команды под руководством Брайна Умбергера (Brian Umberger) разработала компьютерную модель, которая демонстрирует, как индивидуальные свойства отдельных мышц обеспечивают общую производительность мускулатуры животного. В итоге оказалось, что мышцы шимпанзе обладают в 1,35 раз большей динамической силой и мощностью, чем человеческие.
В пресс-релизе исследования Умбергер подчёркивает, что, вопреки старому заблуждению, преимущество обезьян на самом деле объясняется не свойствами отдельных клеток, а структурой мышцы в целом.
"Вопреки некоторым давним гипотезам, эволюция не стала менять силу, скорость или мощность на уровне отдельных клеток скелетных мышц, чтобы обеспечить существующие различия между людьми и шимпанзе в ходьбе, беге, лазании и метании, — подводит итоги О’Нил. – Вместо этого естественный отбор привёл к изменению более глобальных характеристик мышечной ткани, в частности, распределения типов мышечных волокон и их длинны".
И всё же человек не должен быть в обиде. Преобладание медленных волокон в скелетной мускулатуре сделало его более выносливым и позволило покрывать большие расстояния в поисках пищи или во время охоты. Да, обезьяны легче лазают по деревьям и поднимают тяжёлые предметы, но энергетические затраты их мускулатуры существенно выше.
Учёные делают смелое предположение, что последний фактор мог сыграть свою роль в формировании более развитого мозга у людей, поскольку на мышечную активность стало уходить меньше энергии, и организм получил некий запас ресурсов на развитие других ценных способностей. Но для доказательства данного утверждения им придётся провести немало дополнительных исследований, в частности, детально проанализировать мускулатуру других видов человекообразных обезьян.
Более подробно с результатами исследования и выводами авторов можно ознакомиться, прочитав статью, которая опубликована в журнале PNAS.
published on according to the materials
Комментарии (0)