Участник:Graswalk/Human skeletal changes due to bipedalism: различия между версиями
Перейти к навигации
Перейти к поиску
Содержимое удалено Содержимое добавлено
Graswalk (обсуждение | вклад) →Примечания: оформление |
м исправление ошибки |
||
| (не показано 39 промежуточных версий 2 участников) | |||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
'''Изменения скелета человека в результате перехода к прямохождению.''' Переход [[Гоминини|гоминид]] к [[Бипедализм|прямохождению]] начался от четырех до семи миллионов лет назад<ref name="Shiro"><cite class="citation book">Kondō, Shirō (1985). </cite></ref><ref name="SI-2016biped"><cite class="citation web">Staff (August 14, 2016). </cite></ref>. Этот переход привел [[Морфология (биология)|морфологическим]] изменениям в [[Скелет человека|скелете человека]], в том числе, к изменениям размера и расположение костей [[Стопа|стопы]], размера и формы [[Тазобедренный сустав|тазобедренного]] и [[Коленный сустав|коленного]] суставов, длины и формы [[Нога человека|ног]], а также формы [[Позвоночник|позвоночника]]. Существует несколько теорий, объясняющих эволюцию этих изменений<ref><cite class="citation journal">Kwang Hyun, Ko (2015). </cite></ref>. |
|||
== Энергетическая эффективность == |
== Энергетическая эффективность == |
||
Прямохождение человека на 75% более экономично, |
Прямохождение человека на 75% более экономично, по сравнению с передвижением [[шимпанзе]] как на четырех, так и на двух конечностях<ref group="прим.">Шимпанзе — ближайший эволюционный предшественник человека</ref>. Некоторые гипотезы утверждают что именно этот фактор сыграл главную роль в переходе к прямохождению<ref><cite class="citation journal">Rodman, Peter S.; McHenry, Henry M. (1980). </cite></ref> |
||
== Изменения скелета == |
|||
=== Ноги === |
|||
Переход к прямохождению привел в развитию увеличенной пяточной части ног, неоходимой для поддержания равновесия при ходьбе и поддержанию увеличевшегося веса тела.<ref><cite class="citation journal">Harcourt-Smith, W.E.H.; Aiello, L.C. (2004). </cite></ref> Изменилась также форма стопы: [[Палец ноги|большой палец на ногах]], располавшийся у ранних гоминид также как на руках, поменял расположение, встав на одну линию с другими пальцами стопы<ref name="Aiello&Dean"><cite class="citation book">Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990). </cite></ref> Кроме того, стопа выгнулась, образовав [[арка|арку]] в отличие от плоских стоп гоминид<ref name="Aiello&Dean"><cite class="citation book">Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990). </cite></ref>. Все эти изменения способствуют [[Энергосбережение|экономии энергии]] во время передвижения<ref name="Shiro"><cite class="citation book">Kondō, Shirō (1985). </cite></ref><ref name="Latimer&Lovejoy1989"><cite class="citation journal">Latimer B, Lovejoy CO (March 1989). </cite></ref>. |
|||
== |
=== Бедро === |
||
[[Тазобедренный сустав|Тазобедренный сустав]] человека существенно больше, чем у гоминид, что обеспечивает поддержку тела большего веса<ref name="Aiello&Dean"><cite class="citation book">Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990). </cite></ref>. Эти изменения приблизили [[Позвоночник|позвоночник]] к тазу, что увеличило устойчивость при прямохождении<ref name="Wang2004"><cite class="citation journal">Wang W, Crompton RH, Carey TS, et al. </cite></ref> и сократило расход энергии на поддержание равновесия при ходьбе <ref name="Aiello&Dean"><cite class="citation book">Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990). </cite></ref> <ref name="Shiro"><cite class="citation book">Kondō, Shirō (1985). </cite></ref><ref name="Lovejoy1988"><cite class="citation journal">Lovejoy CO (November 1988). </cite></ref>. |
|||
| ⚫ | Форма [[Подвздошная кость|подвздошной кости]] изменилась с длинной и узкой на короткую и широкую, при этом кости таза расположились горизонтально, образуя т.н. ''крылья''. В совокупности эти изменения обеспечивают увеличение площади крепления ягодичных мышц, что помогает стабилизировать торс при стоянии на одной ноге. [[Кострец]] 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<ref name="ReferenceA"><cite class="citation journal">Wittman, Anna Blackburn; Wall, L. Lewis (2007). </cite></ref>. |
||
== Бедро == |
|||
[[Тазобедренный сустав|тазобедренный]] [[Сустав|суставы]] человека существенно больше у чем четвероногая предкового вида что обеспечивает поддержку тела большего веса<ref name="Aiello&Dean"><cite class="citation book">Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990). </cite></ref> , Эти изменения приблизили [[Позвоночник|позвоночника]] , что увеличило устойчивость при прямохождении<ref name="Wang2004"><cite class="citation journal">Wang W, Crompton RH, Carey TS, et al. </cite></ref> и сократило расход энергии на поддержание равновесия при ходьбе <ref name="Aiello&Dean"><cite class="citation book">Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990). </cite></ref> <ref name="Shiro"><cite class="citation book">Kondō, Shirō (1985). </cite></ref><ref name="Lovejoy1988"><cite class="citation journal">Lovejoy CO (November 1988). </cite></ref>. |
|||
=== Колено === |
|||
| ⚫ | Форма подвздошной кости изменилась с длинной и узкой на короткую и широкую, при этом кости таза |
||
| ⚫ | [[Коленный сустав|Коленные суставы]] увеличились по той же причине, что и суставы бедра, а именно, для поддержания увеличенного веса тела<ref name="Aiello&Dean"><cite class="citation book">Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990). </cite></ref>. 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<ref name="Shiro"><cite class="citation book">Kondō, Shirō (1985). </cite></ref> <ref name="Aiello&Dean"><cite class="citation book">Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990). </cite></ref>. |
||
== |
=== Конечности === |
||
| ⚫ | Увеличение длины ног по мере развития прямохождения привело к изменениям в работе мышц. Усилие, неоходимое при ходьбе передается от мышц ног через [[Лодыжка|лодыжку]]. Длиннные ноги позволяют использовать при ходьбе естественное колебательное движение конечностей, поэтому не требуются дополнительные мышцы для передвижения вперед другой ноги для следующего шага<ref name="Aiello&Dean"><cite class="citation book">Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990). </cite></ref>. |
||
| ⚫ | |||
| ⚫ | Верхние (передние) конечности, исключенные из процесса передвижения, видоизменились таким образом, что их стало возможно использовать для удержания предметов и тонких манипуляций с предметами<ref name="Saladin"><cite class="citation book">Saladin, Kenneth S. (2003). 3rd, ed. </cite></ref>. Это привело к снижению относительной силы вверхних кончностей человека по сравнению с другими гоминидами<ref name="Ruff"><cite class="citation journal">Ruff Christopher (October 2003). </cite></ref> <ref><cite class="citation journal">Thorpe SK, Holder RL, Crompton RH (June 2007). </cite></ref> <ref>Saladin, Kenneth S. "Chapter 8." </ref>. С переходом к прямохождению увеличилась роль [[Ягодичные мышцы|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 препятствуют опрокидыванию корпуса вперед во время бега<ref name="Lovejoy1988"><cite class="citation journal">Lovejoy CO (November 1988). </cite></ref>. |
||
== Конечности == |
|||
| ⚫ | Увеличение длины ног |
||
| ⚫ | |||
Верхние (передние) конечности, исключенные из процесса передвижения, видоизменились таким образом, что их стало возможно использовать для удержания предметов и тонких манипуляций с предметами |
|||
| ⚫ | [[Череп|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 [[Затылочная кость|затылочных мыщелках]], благода чему поддержание головы возможно без дополнительных мышц и развитых надбровные дуги, наблюдаемых у человекообразных обезьян. В результате, у человека мышцы лба ([[Надчерепная мышца|occipitofrontalis]]) используются исключительно для мимики<ref name="Saladin"><cite class="citation book">Saladin, Kenneth S. (2003). 3rd, ed. </cite></ref>. |
||
<ref name="Saladin"><cite class="citation book">Saladin, Kenneth S. (2003). 3rd, ed. </cite></ref> |
|||
| ⚫ | Это привело к снижению относительной силы вверхних кончностей человека по сравнению с |
||
Ягодицы также препятствуют опрокидыванию корпуса вперед во время бега<ref name="Lovejoy1988"><cite class="citation journal">Lovejoy CO (November 1988). </cite></ref> |
|||
| ⚫ | Важнейшую роль в эволюции человека сыграло увеличение размера головного мозга, начавшееся примерно 2,4 миллиона лет назад. Современных размеров мозг достиг не позднее 500 тыс. лет назад. В результате, мозг человека в три-четыре раза превышает по размеру мозг ближайшего эволюционного предшественника — шимпанзе<ref name="ReferenceA"><cite class="citation journal">Wittman, Anna Blackburn; Wall, L. Lewis (2007). </cite></ref>. |
||
| ⚫ | |||
| ⚫ | [[Череп| |
||
| ⚫ | |||
| ⚫ | Важнейшую роль в эволюции человека сыграло увеличение размера головного мозга, начавшееся примерно 2,4 миллиона лет назад. Современных размеров мозг достиг не позднее 500 тыс. лет назад. В результате |
||
| ⚫ | 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 гораздо больших мышечных усилий для поддержания равновесия<ref name="Wang2004"><cite class="citation journal">Wang W, Crompton RH, Carey TS, et al. </cite></ref> Наличие же двойного изгиба помещает центр тяжести тела прямо между ступнями<ref name="Aiello&Dean"><cite class="citation book">Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990). </cite></ref>, что дает экономию энергии при ходьбе<ref name="Shiro"><cite class="citation book">Kondō, Shirō (1985). </cite></ref>. |
||
| ⚫ | |||
| ⚫ | С переходом к прямохождению, позвоночник человека получил двойной изгиб: верхний (грудной) отдел выгнут назад, а нижний (поясничный) |
||
== Последствия == |
== Последствия == |
||
Даже с учетом многочисленных морфологических изменений, скелет человека до сих пор остаются слабо приспособленным к прямохождению, что приводит к многочисленным |
Даже с учетом многочисленных морфологических изменений, скелет человека до сих пор остаются слабо приспособленным к прямохождению, что приводит к многочисленным заболеваниям опорно-двигательного аппарата{{sfn|Тейлор|2016|с=114|name=}}. 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<ref name="Koella"><cite class="citation book">Jacob C. Koella; Stearns, Stephen K. (2008). </cite></ref>. [[Артрит]] стал проблемой сразу после перехода гоминид к прямохождению: ученые обнаружили его следы в позвонках доисторических охотников-собирателей.<ref name="Koella"><cite class="citation book">Jacob C. Koella; Stearns, Stephen K. (2008). </cite></ref>. <ref group="прим.">Первым предположение о связи заболеваний позвоночника с прямохождением высказал {{Нп5|Крогман, Уилтон|Уилтон Крогман|en|Wilton M. Krogman}}, специалист по судебно-медицинской антропологии из Пенсильванского университета в своей книге «Шрамы человеческой эволюции» (1951)</ref>. Дальнейшие изменения суставов, которые могли бы исправить положение, невозможны из-за противоречия в требованиях устойчивости и эффективности передвижения<ref name="Aiello&Dean"><cite class="citation book">Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990). </cite></ref>. |
||
Дальнейшие изменения суставов, которые могли бы исправить положение, невозможны из-за противоречия в требованиях устойчивости и эффективности передвижения |
|||
<ref name="Aiello&Dean"><cite class="citation book">Aiello,Leslie and Christopher Dean (1990). </cite></ref> |
|||
== См. также == |
== См. также == |
||
* [[Смещение позвонка]] |
|||
* [[Отпечатки в Хейсборо|Следы happisburgh, так]] |
|||
* Ileret следы |
|||
* [[Лаэтоли|Следов Laetoli]] |
|||
* Акушерская дилемма |
|||
== Примечания == |
== Примечания == |
||
;Примечания: |
|||
<references group="прим."/> |
|||
;Сноски: |
|||
{{reflist}} |
{{reflist}} |
||
== Литература == |
== Литература == |
||
{{sfn|Тейлор|2016|с=|name=}} |
|||
* {{книга |
* {{книга |
||
| автор = Джереми Тейлор |
| автор = Джереми Тейлор |
||
| Строка 59: | Строка 51: | ||
| ref = Тейлор |
| ref = Тейлор |
||
}} |
}} |
||
*{{cite journal |vauthors=Grabowski MW, Polk JD, Roseman CC |title=Divergent patterns of integration and reduced constraint in the human hip and the origins of bipedalism. |journal=Evolution |volume=65|issue= 5 |pages= 1336–56 |year= 2011 |pmid= 21521191 |doi=10.1111/j.1558-5646.2011.01226.x }} |
|||
*{{cite journal |vauthors=Crompton RH, Sellers WI, Thorpe SK |title=Arboreality, terrestriality and bipedalism. |journal=Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. |volume=365|issue= 1556 |pages= 3301–14 |year= 2010 |pmid= 20855304 |doi=10.1098/rstb.2010.0035 | pmc=2981953 }} |
|||
== Ссылки == |
|||
== Внешние ссылки == |
|||
* [http://humanorigins.si.edu/evidence/human-evolution-timeline-interactive Human Timeline (Interactive)] – [[Smithsonian Institution|Smithsonian]] (August 2016). |
|||
<nowiki> |
<nowiki> |
||
[[Категория:Биомеханика]] |
[[Категория:Биомеханика]] |
||
Текущая версия от 09:16, 23 октября 2020
Изменения скелета человека в результате перехода к прямохождению. Переход гоминид к прямохождению начался от четырех до семи миллионов лет назад[1][2]. Этот переход привел морфологическим изменениям в скелете человека, в том числе, к изменениям размера и расположение 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 четырех, так и на двух конечностях[прим. 1]. Некоторые гипотезы утверждают что именно этот фактор сыграл главную роль в переходе к прямохождению[4]
Изменения скелета
[править | править код]Ноги
[править | править код]Переход к прямохождению привел в развитию увеличенной пяточной части ног, неоходимой для поддержания равновесия при ходьбе и поддержанию увеличевшегося веса тела.[5] Изменилась также форма стопы: большой палец на ногах, располавшийся у ранних гоминид также как на руках, поменял расположение, встав на одну линию с другими пальцами стопы[6] Кроме того, стопа выгнулась, образовав арку в отличие от плоских стоп гоминид[6]. Все эти изменения способствуют экономии энергии во время передвижения[1][7].
Бедро
[править | править код]Тазобедренный сустав человека существенно больше, чем у гоминид, что обеспечивает поддержку тела большего веса[6]. Эти 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 кости таза расположились горизонтально, образуя т.н. крылья. В совокупности эти изменения обеспечивают увеличение площади крепления ягодичных мышц, что помогает стабилизировать торс при стоянии на одной ноге. Кострец 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[10].
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, неоходимое при ходьбе передается от мышц ног через лодыжку. Длиннные ноги позволяют использовать при ходьбе естественное колебательное движение конечностей, поэтому не требуются дополнительные мышцы для передвижения вперед другой ноги для следующего шага[6].
Верхние (передние) конечности, исключенные из процесса передвижения, видоизменились таким образом, что их стало возможно использовать для удержания предметов и тонких манипуляций с предметами[11]. Это привело к снижению относительной силы вверхних кончностей человека по сравнению с другими гоминидами[12] [13] [14]. 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 препятствуют опрокидыванию корпуса вперед 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, благода чему поддержание головы возможно без дополнительных мышц и развитых надбровные дуги, наблюдаемых у человекообразных обезьян. В результате, у человека мышцы лба (occipitofrontalis) используются исключительно для мимики[11].
Важнейшую роль в эволюции человека сыграло увеличение размера головного мозга, начавшееся примерно 2,4 миллиона лет назад. Современных размеров мозг достиг не позднее 500 тыс. лет назад. В результате, мозг человека в три-четыре раза превышает по размеру мозг ближайшего эволюционного предшественника — шимпанзе[10].
Позвоночник
[править | править код]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 гораздо больших мышечных усилий для поддержания равновесия[8] Наличие же двойного изгиба помещает центр тяжести тела прямо между ступнями[6], что дает экономию энергии при ходьбе[1].
Последствия
[править | править код]Даже с учетом многочисленных морфологических изменений, скелет человека до сих пор остаются 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: ученые 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].
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- Примечания
- ↑ Шимпанзе — ближайший эволюционный предшественник человека
- ↑ Первым предположение о связи заболеваний позвоночника с прямохождением высказал Уилтон Крогман[англ.], 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).
- ↑ Latimer B, Lovejoy CO (March 1989).
- ↑ 1 2 Wang W, Crompton RH, Carey TS, et al.
- ↑ 1 2 Lovejoy CO (November 1988).
- ↑ 1 2 Wittman, Anna Blackburn; Wall, L. Lewis (2007).
- ↑ 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."
- ↑ Тейлор, 2016, с. 114.
- ↑ 1 2 Jacob C. Koella; Stearns, Stephen K. (2008).
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 MW, Polk JD, Roseman CC (2011). "Divergent patterns of integration and reduced constraint in the human hip and the origins of bipedalism". Evolution. 65 (5): 1336—56. doi:10.1111/j.1558-5646.2011.01226.x. PMID 21521191.
- Crompton RH, Sellers WI, Thorpe SK (2010). "Arboreality, terrestriality and bipedalism". Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 365 (1556): 3301—14. doi:10.1098/rstb.2010.0035. PMC 2981953. PMID 20855304.
Ссылки
[править | править код]- Human Timeline (Interactive) – Smithsonian (August 2016).
[[Категория:Биомеханика]] [[Категория:Антропогенез]] [[Категория:Физиология человека]]