Формирование изгибов позвоночника человека в процессе эволюции связано с
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 октября 2016; проверки требуют 16 правок.
Переход гоминид к прямохождению начался от четырёх до семи миллионов лет назад[1][2]. Этот переход привёл к морфологическим изменениям в скелете человека, в том числе к изменениям размера и расположения костей стопы, размера и формы тазобедренного и коленного суставов, длины и формы ног, а также формы позвоночника. Существует несколько теорий, объясняющих эволюцию этих изменений[3].
Энергетическая эффективность[править | править код]
Прямохождение человека на 75 % более экономично, по сравнению с передвижением шимпанзе как на четырёх, так и на двух конечностях. Некоторые гипотезы утверждают, что именно этот фактор сыграл главную роль в переходе к прямохождению[4].
Изменения скелета[править | править код]
Стопа[править | править код]
Переход к прямохождению привёл к развитию увеличенного пяточного отдела стопы, необходимого для поддержания равновесия при ходьбе и поддержанию увеличившейся массы тела[5]. Изменилась также форма стопы: большой палец на ногах, располагавшийся у ранних гоминид так же, как на руках, поменял расположение, встав на одну линию с другими пальцами[6]. Кроме того, образовался свод стопы в отличие от плоских стоп других гоминид[6]. Все эти изменения способствуют экономии энергии во время передвижения[1][7].
Бедро[править | править код]
Тазобедренный сустав человека существенно больше[прояснить], чем у гоминид, что обеспечивает поддержку тела большего веса[6]. Эти[какие?] изменения приблизили позвоночник к тазу, что увеличило устойчивость при прямохождении[8] и сократило расход энергии на поддержание равновесия при ходьбе[6][1][9].
Форма подвздошной кости изменилась с длинной и узкой на короткую и широкую, при этом крылья подвздошной кости расположились горизонтально. В совокупности эти изменения обеспечивают увеличение площади крепления ягодичных мышц, что помогает стабилизировать торс при стоянии на одной ноге. Крестец также увеличился в ширину, что привело к увеличению диаметра родового канала и облегчило роды. Седалищные кости увеличились, что улучшило крепление связок, поддерживающих брюшную полость при прямохождении.
Колено[править | править код]
Коленные суставы увеличились по той же причине, что и суставы бедра, а именно, для поддержания увеличенного веса тела[6]. Угол разгибания колена (угол между бедром и голенью, образуемый при ходьбе) уменьшился. Изменение формы коленного сустава позволило уменьшить потери энергии на вертикальное перемещение центра тяжести при передвижении[1][6].
Конечности[править | править код]
Увеличение длины ног по мере развития прямохождения привело к изменениям в работе мышц. Усилие, необходимое при ходьбе, передаётся от мышц ног через лодыжку. Длинные ноги позволяют использовать при ходьбе естественное колебательное движение конечностей, поэтому не требуются дополнительные мышцы для передвижения вперёд другой ноги для следующего шага[6].
Верхние (передние) конечности, исключённые из процесса передвижения, видоизменились таким образом, что их стало возможно использовать для удержания предметов и тонких манипуляций с предметами[10]. Это привело к снижению относительной силы верхних конечностей человека по сравнению с другими гоминидами[11][12][13]. С переходом к прямохождению увеличилась роль ягодичных мышц, ставших одной из самых крупных мышц в организме человека. У шимпанзе эти мышцы намного меньше, что доказывает важную роль этой группы мышц в прямохождении. Ягодицы также препятсуют опрокидыванию корпуса вперёд во время бега[9].
Череп[править | править код]
Человеческий череп уравновешен на позвоночнике: большое затылочное отверстие находится в нижней части черепа, что переносит значительную часть веса головы назад. Кроме того, плоская форма человеческого лица помогает сохранять равновесие черепа на затылочных мыщелках, благодаря чему поддержание головы возможно без дополнительных мышц и развитых надбровных дуг, наблюдаемых у человекообразных обезьян. В результате у человека мышцы лба используются исключительно для мимики[10].
Важнейшую роль в эволюции человека сыграло увеличение размера головного мозга, начавшееся примерно 2,4 миллиона лет назад[прим. 1]. Современных размеров мозг достиг не позднее 500 тысяч лет назад. В результате, мозг человека в три-четыре раза превышает по размеру мозг ближайшего эволюционного предшественника – шимпанзе[14].
Позвоночник[править | править код]
С переходом к прямохождению позвоночник человека получил двойной изгиб: верхний (грудной) отдел выгнут назад, а нижний (поясничный) – вперёд. Без поясничного изгиба позвоночник постоянно наклонялся бы вперёд, что требовало бы гораздо больших мышечных усилий для поддержания равновесия[8]. Наличие же двойного изгиба помещает проекцию центра тяжести тела прямо между ступнями[6], что даёт экономию энергии при ходьбе[1].
Последствия[править | править код]
Даже с учётом многочисленных морфологических изменений, скелет человека до сих пор остаётся слабо приспособленным к прямохождению, что приводит к многочисленным заболеваниям опорно-двигательного аппарата[15]. Так, у большого числа людей с возрастом начинаются проблемы с поясничным отделом позвоночника и коленными суставами: по некоторым данным, боль в пояснице является ведущей причиной потерянных рабочих дней[16]. Артрит стал проблемой сразу после перехода гоминид к прямохождению: учёные обнаружили его следы в позвонках доисторических охотников-собирателей[16][прим. 2]. Дальнейшие изменения суставов, которые могли бы исправить положение, невозможны из-за противоречия в требованиях устойчивости и эффективности передвижения[6].
Предполагается, что в результате перехода к прямохождению таз женщин должен был сузиться, чтобы они могли передвигаться на двух ногах. Из-за этого родовой канал изогнулся, что усложнило процесс рождения детей. Также в результате увеличения объема головного мозга у младенцев, которых они вынашивали, увеличилась голова, усложняя процесс их прохождения через и без того узкие родовые пути. Роды стали очень болезненными и опасными. В 1960 году антрополог Шервуд Уошберн (англ.)русск. назвал эту теорию «акушерской дилеммой (англ.)русск.»[17][18].
Однако в последнее время эта теория оспаривается некоторыми учёными. Они утверждают, что в ранних обществах охотников-собирателей роды не были тяжёлыми. Однако после перехода людей к земледелию произошли изменения в строении тела людей: земледельцы, как свидетельствуют археологические находки, были значительно ниже ростом, чем охотники-собиратели. При этом чем меньше рост женщины, тем более узкие у нее бедра, то есть переход к земледелию усложнил процесс деторождения. С другой стороны, более богатый углеводами рацион земледельцев привёл к тому, что младенцы в утробе матери начали быстрее набирать вес, а большого ребенка родить гораздо труднее[17].
См. также[править | править код]
- Смещение позвонка
Примечания[править | править код]
Примечания
- ↑ По результатам последних исследований, развитие мозга гоминид было вызвано необходимостью адаптации к глобальным изменениям климата.
- ↑ Первым предположение о связи заболеваний позвоночника с прямохождением высказал Уилтон Крогман[en], специалист по судебно-медицинской антропологии из Пенсильванского университета в своей книге «Шрамы человеческой эволюции» (1951).
Сноски
- ↑ 1 2 3 4 5 Kondō, Shirō (1985)
- ↑ Staff (August 14, 2016)
- ↑ Kwang Hyun, Ko (2015).
- ↑ Rodman, Peter S.; McHenry, Henry M. (1980).
- ↑ Harcourt-Smith, W.E.H.; Aiello, L.C. (2004)
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990)
- ↑ Lar B, Lovejoy CO (March 1989)
- ↑ 1 2 Wang W, Crompton RH, Carey TS, et al
- ↑ 1 2 Lovejoy CO (November 1988)
- ↑ 1 2 Saladin, Kenneth S. (2003). 3rd, ed
- ↑ Ruff Christopher (October 2003)
- ↑ Thorpe SK, Holder RL, Crompton RH (June 2007)
- ↑ Saladin, Kenneth S. «Chapter 8.»
- ↑ Wittman, Anna Blackburn; Wall, L. Lewis (2007)
- ↑ Тейлор, 2016, с. 114.
- ↑ 1 2 Jacob C. Koella; Stearns, Stephen K. (2008)
- ↑ 1 2 Почему роды – это так тяжело и опасно
- ↑ Почему роды в древности проходили намного легче?
Литература[править | править код]
- Джереми Тейлор. Здоровье по Дарвину: Почему мы болеем и как это связано с эволюцией = Jeremy Taylor “Body by Darwin: How Evolution Shapes Our Health and Transforms Medicine”. – М.: Альпина Паблишер, 2016. – 333 p. – ISBN 978-5-9614-5881-7.
- Grabowski M. W., Polk J. D., Roseman C. C. Divergent patterns of integration and reduced constraint in the human hip and the origins of bipedalism. (англ.) // Evolution : journal. – Wiley-VCH, 2011. – Vol. 65, no. 5. – P. 1336-1356. – doi:10.1111/j.1558-5646.2011.01226.x. – PMID 21521191.
- Crompton R. H., Sellers W. I., Thorpe S. K. Arboreality, terrestriality and bipedalism. (неопр.) // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci.. – 2010. – Т. 365, № 1556. – С. 3301-3314. – doi:10.1098/rstb.2010.0035. – PMID 20855304.
Ссылки[править | править код]
- Human line (Interactive) – Smithsonian (August 2016).
Источник
Внушения совести в связи с раскаянием и чувством долга являются важнейшими различиями между человеком и животным.
Чарльз Дарвин
Несмотря на общее прошлое человека и обезьяны, люди в своем развитии далеко ушли от мохнатых сородичей. Ученые связывают ключевые отличия человека от обезьяны со способностью к прямохождению, то есть передвижению на двух задних конечностях, ногах.
Плавный переход человеческих пращуров к прямохождению начался от 4 до 7 миллионов лет назад. Из-за этого скелет человека перетерпел значительные видоизменения: изменились размер, расположение костей стопы, размер и форма тазобедренного и коленного суставов, длина и форма ног, а также форма позвоночника.
Зачем же приматам потребовалось прилагать столько физиологических усилий для того, чтобы стать прямоходящими? Оказывается, прямохождение человека на 75% более экономично, по сравнению с передвижением шимпанзе как на четырех, так и на двух конечностях. Некоторые гипотезы утверждают, что именно энергосбережение сыграло главную роль в переходе к прямохождению.
Давайте посмотрим, какие изменения, связанные с прямохождением, перетерпела обезьяна, чтобы стать человеком:
- Стопа. Переход к прямохождению увеличил пятку, необходимую для поддержания равновесия и увеличившейся массы тела. Изменилась и форма стопы. Большой палец на ногах, располагавшийся у ранних приматов так же, как на руках, встал на одну линию с другими пальцами – больше не нужно цепляться им за ветви деревьев. Эти изменения – залог экономии энергии во время передвижения.
- Тазобедренный сустав. У человека этот сустав крупнее, чем у обезьян, что обеспечивает поддержку большего веса тела. Увеличение таза дало человеку устойчивость при прямохождении и сократило расход энергии на поддержание равновесия. Крестец также увеличился в ширину, а значит, увеличился и родовой канал. Это облегчило роды.
- Колено. Коленные суставы увеличились. Угол разгибания колена уменьшился. Это позволило уменьшить потерю энергии на вертикальное перемещение центра тяжести при передвижении.
- Конечности. Верхние (передние) конечности превратились в руки и перестали участвовать в процессе передвижения. Они немного ослабли, зато ловко освоили мелкую моторику. Увеличилась роль ягодичных мышц. Теперь это – одни из самых крупных мышц в организме. У шимпанзе эти мышцы гораздо мельче. Ягодицы препятствуют опрокидыванию корпуса вперед во время бега.
- Череп. Человеческий череп уравновешен на позвоночнике: большое затылочное отверстие находится в нижней части черепа, что переносит значительную часть веса головы назад. Плоская форма человеческого лица помогает поддерживать голову без дополнительных мышц, наблюдаемых у человекообразных обезьян. А мышцы лба у человека используются исключительно для мимики.
- Позвоночник. С переходом к прямохождению позвоночник человека получил двойной изгиб: верхний (грудной) отдел выгнут назад, а нижний (поясничный) – вперед. Без поясничного изгиба позвоночник постоянно наклонялся бы вперед, что требовало бы мышечных усилий для поддержания равновесия. Наличие двойного изгиба помещает проекцию центра тяжести тела прямо между ступнями. А это существенно экономит энергию при ходьбе.
ФИНТ УШАМИ
85% современных людей не умеют шевелить ушами. Ученые считают, что 15%, которые могут это делать, унаследовали способность от приматов. Наши древние предки шевелили ушными раковинами в целях выживания. После того как они начали жить группами, двигать ушами для определения звука стало уже необязательно.
Помимо скелета существуют и другие яркие отличия человека от его ближайшего сородича – шимпанзе:
- Объем человеческого мозга – 1300-1400 см3, у обезьян – примерно в 2 раза меньше.
- Площадь коры мозга у человека в 3,5 раза больше, чем у обезьян.
- Человек имеет вывернутые губы, слизистая оболочка его губ видна при открывании рта. У наших родственников – нет.
- У человека есть подбородок.
- Клыки у человека не выступают из ряда остальных зубов. У обезьян, наоборот, выступают.
- В середине верхней губы у человека есть ямка.
- Грудная клетка человека плоская, а не бочковидная, как у обезьян.
- Туловище у человека короче, а у обезьян длиннее нижних конечностей.
- Ноги человека длиннее рук, у обезьян – наоборот.
- Стопа человека не плоская, а куполообразная, пружинистая, не приспособленная для хватания.
- Тело человека имеет волосяной покров в отдельных местах. У обезьян шерсть покрывает практически все тело.
- Человек имеет языковую форму общения.
- Человек обладает не только конкретным, но и отвлеченным мышлением.
- Человек способен обобщать. И абстрагировать.
- Человек обладает сознанием.
- Основу жизни человека составляет труд в коллективе.
- Обезьяны не могут изготавливать орудия. А человек может.
- Человек подчиняется общественным законам.
- Человек развивает науку и искусство.
НА ДВУХ ИЛИ НА ЧЕТЫРЕХ?
Большинство человекообразных обезьян, таких как шимпанзе и горилла, отчасти способны ходить на двух конечностях, однако во время передвижения они все же время от времени опираются на так называемые ладони. Человек же сумел полностью оторваться от земли и продолжил свой путь на двух ногах.
Тесты. Проверь свои знания!
Источник
Тестовая работа «Происхождение человека»
Вариант 1
Часть 1. К каждому из заданий даны четыре варианта ответа, из которых один верный.
1. К доказательствам происхождения человека от животных относят
а) усиление обмена веществ; б) наличие развитого обоняния и осязания;
в) увеличение лицевого отдела черепа; г) сходство в развитии их зародышей.
2. Расовая теория отрицает:
а) морфологическое единство рас; б) генетическое единство человеческих рас;
в) сходство человека с человекообразными обезьянами;
г) принадлежность человека к отряду приматов.
3. Какой из указанных признаков присущ только человеку:
а) наличие четырехкамерного сердца; б) развитое сознание, абстрактное
мышление; в) питание растительной и животной пищей;
г) большой палец противопоставлен всем остальным.
4. Формирование у человека изгибов в позвоночнике в процессе эволюции
связано:
а) с расширением грудной клетки; б) с усилением развития легких;
в) с необходимостью защиты спинного мозга.
5. К социальным факторам эволюции человека относят:
а) письменность и искусство; б) наследственность и изменчивость;
в) естественный отбор; г) борьбу за существование.
6. Важным антропоморфозом в эволюции человека считают прямохождение, так
как оно способствовало:
а) более быстрому передвижению по земле; б) более тесному общению
предков человека; в) освоению новых территорий и их заселению;
г) освобождению руки и развитию трудовой деятельности.
7. К социальным факторам эволюции человека не относят:
а) абстрактное мышление; б) борьбу за существование; в) общественную трудовую
деятельность; г) членораздельную речь и письменность.
8. Что служит доказательством родства человека и животных:
а) их широкое распространение во всех средах обитания;
б) усложнение нервной системы в процессе эволюции; в) наличие различных систем
органов; в) палеонтологические находки древних людей.
Часть 2. Выберите три верных ответа из шести.
В1. Какие из перечисленных признаков характеризуют социальные факторы эволюции
человека
1) общественный образ жизни
2) способность приобретать признаки по наследству
3) абстрактное мышление и речь
4) совместная трудовая деятельность
5) модификационная изменчивость
6) естественный отбор и забота о потомстве
В2. Под воздействием биологических факторов у человека
1) появилась членораздельная речь
2) сформировалось абстрактное мышление
3) развились зубы мудрости
4) появились изменения, определяющие цвет волос и глаз
В3. Установите соответствие между фактором эволюции человека и его видом.
Фактор эволюции Вид фактора
А) борьба за существование 1) биологический
Б) наследственная изменчивость 2) социальный
В) общественная трудовая деятельность
Г) развитое сознание
Д) естественный отбор
Е) членораздельная речь
Тестовая работа «Происхождение человека»
Вариант 2
Часть 1. К каждому из заданий даны четыре варианта ответа, из которых один верный.
О происхождении человека от животных свидетельствует:
а) дыхание легкими; б) чеиырехкамерное сердце;
в) наличие у человека рудиментов и атавизмов; г) наличие у них хорды и нервной трубки
2. О единстве и родстве человеческих рас свидетельствует:
а) их расселение по всему земному шару; б) одинаковый набор хромосом, сходство их
строения; в) приспособленность к жизни в различных климатических условиях;
г) способность преобразовывать окружающую среду.
3. У человека, в отличие от человекообразных обезьян, сформировалась:
а) членораздельная речь; б) рассудочная деятельность; в) забота о потомстве;
г) способность передавать признаки по наследству.
4. В скелете человекообразных обезьян, в отличие от скелета человека:
а) мозговой отдел черепа преобладает над лицевым; б) семь шейных позвонков;
в) расширенная в стороны грудная клетка; г) отсутствует сводчатая стопа.
5. Какой из указанных признаков связан с проявлением социальной природы человека?
а) образование условных рефлексов; б) общение друг с другом через Интернет;
в) способность передавать приобретенные признаки по наследству;
г) наличие центра слуха.
6. Укажите биологический фактор антропогенеза:
а) членораздельная речь; б) общественный образ жизни; в) трудовая деятельность;
г) наследственная изменчивость.
7. К социальным факторам эволюции человека относят:
а) заселение новых территорий; б) развитие мозгового отдела черепа;
в) использование опыта предыдущих поколений;
г) борьбу за существование и естественный отбор.
8. В процессе антропогенез членораздельная речь впервые появилась:
а) у кроманьонцев; б) у неандертальцев; в) у питекантропов; г) у австралопитеков.
Часть 2. Выберите три верных ответа из шести.
В1. К биологическим факторам эволюции человека относят:
1) трудовую деятельность
2) борьбу за существование
3) общение с помощью устной и письменной речи
4) наследственную изменчивость
5) общественный образ жизни
6) естественный отбор
В2. Человек, в отличие от человекообразных обезьян, имеет:
1) сводчатую стопу
2) S-образный позвоночник
3) четыре группы крови
4) четырехкамерное сердце
5) абстрактное мышление
6) легочное дыхание
В3. Установите соответствие между примером доказательства эволюции человека и группой
доказательств, к которой его относят:
Пример Группа доказательств
А) густой волосяной покров на теле 1) сравнительно-анатомические
Б) ископаемые находки древних людей 2) палеонтологические
В) находки орудий труда, изготовленных питекантропами
Г) складка мигательной перепонки
Д) случаи рождения человека с большим количеством сосков.
Источник