Перестройки организма человека при его становлении

Гораздо интересней и, возможно, перспективней те попытки ответа на «проклятый» вопрос, где упор делается на поиск энергетических выгод, обеспечиваемых передвижением на двух ногах. Биоэнергетическая гипотеза объясняет возникновение прямохождения большей энергетической эффективностью двуногости человека по сравнению с четвероногостью человекообразных обезьян. Главная слабость этого объяснения в том, что оно апеллируют к таким преимуществам, связанным с прямохождением, которые могли проявиться лишь уже при полностью сформировавшейся человеческой двуногости, но были бы практически совершенно неощутимы в процессе ее развития, особенно на ранних стадиях перехода. Даже если передвижение на двух ногах в том виде, в каком оно известно у современных людей, действительно более выгодно в энергетическом плане, чем четвероногость (что, впрочем, до конца еще не выяснено), из этого совсем не следует, что такие же преимущества были свойственны и походке ранних гоминид. Она, видимо, сильно отличалась от нашей и была далеко не столь эффективна (об этом еще будет говориться ниже).

Сторонники терморегуляционной гипотезы видели причину перехода наших предков к двуногости в том, что вертикальное положение тела при интенсивной дневной активности в жаркой саванне предохраняло гоминид от теплового стресса. Действительно, площадь поверхности тела, подверженная прямому воздействию солнечных лучей, у вертикально стоящего человека намного меньше, чем у четвероногого существа такого же размера, причем, как легко представить, эта разница увеличивается по мере приближения солнца к зениту. Однако, как мы теперь знаем, на протяжении первых миллионов лет своей истории прямоходящие гоминиды жили, главным образом, не в саваннах, а в джунглях, и, следовательно, тепловой стресс грозил им не в большей степени, чем современным гориллам или шимпанзе.

Для полноты картины можно  упомянуть еще так называемую «акватическую» гипотезу, согласно которой ортоградность ранних гоминид является результатом приспособления к жизни на шельфе, в водной среде. Эта идея в свое время активно обсуждалась в околонаучной литературе, но среди профессиональных антропологов у нее, за единичными исключениями, не было и нет сторонников. Причина этого проста и заключается в том, что базируется данная гипотеза исключительно на допущениях полуфантастического характера, не подкрепленных абсолютно никакими конкретными материалами. Фактов, хотя бы косвенно указывающих на то, что первые члены клады человека «вышли из воды», нет, если, конечно, не считать таковыми ссылки, например, на наше умение плавать, вроде бы не присущее шимпанзе, или на наличие у людей более толстого, чем у других приматов, слоя подкожного жира.

Таким образом, оказывается, что найти какие-то конкретные выгоды, которые могли бы быть связаны  с двуногостью на ранних стадиях ее становления, очень трудно, или даже невозможно.

Морфологическая перестройка организма в связи  с бипедией

При двуногом хождении перестраивается  вся локомоторная система: туловище полностью выпрямляется, образовывается поясничный лордоз, укрепляется суставно-связочный  аппарат, перестраивается таз и  стопа. С усилением большой ягодичной  мышцы и мышц спины (для выпрямления  туловища) расширяется подвздошная  кость и образовывается большая  седалищная вырезка, что увеличивает  устойчивость тела. Большая ягодичная  мышца становится сильным разгибателем бедра. Нога начинает действовать как  толкающая опора. В стопе усиливается  предплюсна и укорачивается плюсна, первый палец усиливается и придвигается к остальным пальцам, стопа имеет  сводчатую форму и пронирована.

 С развитием  бипедии менялись роли большинства групп мышц нижних конечностей, что в свою очередь привело к изменениям в строении и положении мышц этих конечностей, а следовательно, и в строении таза. Эти "конструктивные" изменения можно продемонстрировать, сравнив таз человека с тазом нашего ближайшего родственника -  шимпанзе .

 Необходимостью стабилизировать находящееся в вертикальном положении туловище обусловлено наиболее значительное изменение мускулатуры, связанное с переходом к прямохождению, - трансформация большой ягодичной мышцы из относительно небольшой у шимпанзе в самую крупную мышцу человеческого тела. Большая ягодичная мышца занимает большую часть задней поверхности таза и прикрепляется сзади и сбоку в верхней части бедренной кости. Она определяется как разгибатель тазобедренного сустава и, как полагали многие анатомы, служит при прямохождении основной мышцей, за счет которой осуществляется поступательное движение вперед. Считалось, что, выпрямляя тазобедренный сустав, большая ягодичная мышца увеличивает реакцию опоры, которую создает находящаяся позади нога.

 В действительности  вклад этой мышцы в движение  ограничен из-за того, что у  человека тазобедренный сустав  почти полностью разогнут с  самого начала во время ходьбы  и бега. Гипертрофия большой ягодичной  мышцы у человека отражает  совершенно иную функцию. При  беге мы с силой отталкиваемся  каждой ногой от земли, которая  сообщает нашему туловищу движение  вперед, при этом туловище, двигаясь  по инерции, стремится согнуться  в сторону движения. Роль большой  ягодичной мышцы состоит в  том, чтобы удержать туловище  в устойчивом положении. 

 Строение таза  Люси  имеет все признаки бипедии, характерные для таза современного человека. Его подвздошные кости намного короче, чем у человекообразных обезьян . Это укорочение привело к понижению центра масс туловища, в результате его стало легче удерживать в вертикальном положении. Подвздошные кости также стали изогнутыми, чтобы обеспечить латеральное прикрепление отводящих мышц и стабилизировать тем самым таз в момент, когда при ходьбе он поддерживается только одной ногой. На ископаемых костях видны места прикрепления таких мышц, как большая ягодичная, абдукторы и четырехглавая, и при их рассмотрении можно сделать вывод, что у Люси размеры и расположение этих мышц удивительно сходны с таковыми у человека.

Более крупный мозг человеческого  ребенка обусловил формирование округлого канала. Необходимое удлинение  таза привело к уменьшению выступания подвздошных костей, а следовательно, и к уменьшению плеча рычага отводящих мышц. Но несмотря на это, роды у человека остаются сложным и болезненным процессом, требующим еще одного поворота головки плода внутри родового канала.

Последствия прямохождения можно условно разделить на отрицательные и положительные.

 К отрицательным последствиям прямохождения следует отнести тяжелый процесс родов и так называемые  болезни прямохождения. К последним относятся: болезни позвоночника - смещение межпозвоночных дисков, защемление нервов, радикулиты, неправильная осанка; плоскостопие, гипертония, опущение органов малого таза, выпадение прямой кишки и матки. Физиолог Белкания, работавший в Сухумском приматологическом центре, считал, что практически все заболевания сердечно-сосудистой системы связаны с прямохождением.

Прямохождение  не позволяет достигнуть высоких скоростей. Даже при широко расставленных ногах тело человека не устойчиво. Любая конструкция на двух опорах может быть  легко опрокинута. 

Крепкие крестцово- седалищные связки фиксируют таз, что необходимо для прямохождения.  Однако они лишают подвижности крестец, затрудняя роды.  У всех четвероногих внутренности давят лишь на стенку живота,  у человека- друг на друга и на таз, следствием этого могут быть грыжи и аппендициты, выпадение и опускание матки и т. д.

Уязвимые части тела- живот и грудь -оказались впереди. У беременной самки животного и плод и молочные железы прикрыты сверху туловищем и позвоночником, сбоку- конечностями; удар снизу с земли маловероятен. У человека же именно мягкие части тела выдаются вперёд и подвержены ударам в первую очередь.

Изолированной от опоры –  земли- оказалась стопа. Стопа (босая стопа)- это своеобразный приёмник механической энергии и информации, идущей от земли. Она должна подвергаться механическому раздражению, которое благотворно влияет на деятельность  внутренних органов .

Таким образом, нельзя сказать, что человек приспособился к  прямохождению  до конца.

Однако  бипедия принесла гоминидам столько выгодных приобретений в плане стратегий поведения, что, несмотря на ряд отрицательных следствий, этот способ передвижения можно считать ароморфозом - т.е. таким морфолого-поведенческим преобразованием, которое поднимает организм на следующий, более высокий уровень организации. Именно с прямохождения начался отсчет времени у гоминид.

 Каковы же основные положительные следствия прямохождения?

- Освобождение рук для  манипулирования предметами, а впоследствии и изготовления орудий.

- Освободившиеся передние  конечности значительно увеличивали  возможности для жестовой коммуникации.

- Происходила дифференциация мимики.

- Развитие невербальных  форм общения и манипуляционных  возможностей вело к интенсивному  развитию мозга. 

- Новое положение головы  и лица способствовало узнаванию  особей, развитию "социальной памяти" и играло важную роль в социализации  членов сообщества.