Антропологія
Креацентр > Статті > Антропологія > Дизайн (Структура) стопи: опора для ходьби, а не еволюційні сходи

Дизайн (Структура) стопи: опора для ходьби, а не еволюційні сходи

Бог створив ноги людей і мавп по-різному, саме так, як вони цього потребують.

Серед живих приматів лише люди ходять ефективно і легко на двох ногах. І багато еволюціоністів вважають, що прямоходіння було плацдармом для нашого головного мозку. Чи є наші ноги основоположною відмінністю між мавпами, що ходять на четвереньках, і нами? Як ми навчилися так ходити? Допитливі еволюціоністи хочуть знати!

Намагаючись розібратись, як люди розвивали ходьбу на відміну від наших припущених двоюрідних братів шимпанзе, вчені еволюціоністи люблять порівнювати наші ноги та щиколотки. Вони схожі, кожна з них складається з 26 кісток, але вони повертаються та згинаються по-різному під час ходьби. Нове дослідження, яке порівнює ноги людей і шимпанзе при вертикальній хотьбі, показало несподівані факти про те, як рухаються наші ноги. Деякі з цих парадоксальних і до цих пір недооцінених ознак не стикуються зі звичайними еволюційними уявленнями про наш життєвих шлях по еволюційній драбині.

Форма та функція ноги: вигинається дугою чи ні

Деякі особливості людської стопи сприяють ефективності та рівновазі нашої вертикальної ходи. Наприклад, на кожному кроці, після розслаблення кісток удар каблуком дозволяє нозі адоптуватися до поверхні під нею, кістки ноги миттєво змикаються одна з одною, утворюючи жорсткий важіль, щоб підштовхнути нас вперед. Вигинання дугою також робить прямоходіння природним для нас. Наша поздовжня арка, що йде спереду назад, має вищу частину на внутрішній стороні стопи (медіальна поздовжня арка) та нижню частину на зовнішній стороні стопи (бічна поздовжня арка). Людська нога також має іншу арку (поперечну арку), що проходить від одного боку до іншого, приблизно перпендикулярно до поздовжніх арок.

Наші арки виступають як пружинні амортизатори. Коли ми йдемо, наші арки також переносять вагу навколо зовнішнього краю стопи до підйому зводу стопи. Підйом зводу стопи ми використовуємо як опору, потім ми відштовхуємось, ловимо себе з іншої ноги. Коли наші арки розтягуються вниз і стискають назад, вони збирають і відпускають енергію на кожному кроці. Крім того, як ми будемо обговорювати нижче, нові дослідження виявили додаткове унікальне людське джерело життєздатної сили, яке в останній момент підсилює просування вперед на кожному кроці. Чи не дивно, що Леонардо да Вінчі, як відомо, назвав людську ногу "шедевром техніки та творінням мистецтва"? 

Арочні ноги є особливістю людей, навіть з так званою плоскостопістю. І це не тільки ті кістки, які утворюють наші арки, але і м'які тканини, які стягують їх, закріплюючи їх у потрібних розмірах, дозволяючи та обмежуючи їх рух так, щоб вони функціонували правильно. Арочні ноги, до речі, є основою для еволюційної інтерпретації відомих слідів Лаетолі, оскільки вони, здається, були зроблені людськими ногами в той час, коли, як еволюціоністи вважають, люди ще не існували.

Шимпанзе не мають арочних ніг. Їх ноги не утворюють жорсткий важіль. І вони різко згинаються і згладжуються так, як звичайні людські ноги не роблять. Завдяки тому, що великий палець розміщується протилежно іншим, дуже рухливі ноги шимпанзе краще пристосовані для хапання гілок дерев або ходьби на четвереньках, ніж прогулянки по головній вулиці.

Стежка для прогулянок: дві дороги протягом еволюційного часу

Еволюціоністи вважають, що у людей і шимпанзе є спільні предки, від яких кожен з наших родів починався мільйони років тому. Їхня сторона передбачуваного розколу продовжувала розгойдуватися на деревах і на четвереньках проходити по полях. Наша сторона "сім'ї" еволюціонувала, щоб ходити по всьому світу, думати великі думки, і літати на Місяць. Ходіння вертикально вважається важливим кроком у розвитку нашого більшого, кращого мозку.

Людська нога відрізняється від

ноги шимпанзе навіть більше, ніж

вважалося раніше.


Щоб порівняти ноги людини і шимпанзе, сподіваючись дізнатися більше про еволюцію ходьби, Натан Томпсон та його колеги спостерігають за суб’єктами ходьби в університеті Стоні Брук. Дійсно спостерігали! Вони використовували складні технології, щоб порівняти ноги та щиколотки шимпанзе та людини в кількох точках з різних точок зору. До цього часу більша частина відомостей про ноги шимпанзе та людей виникла за рахунок меншої технологічної методології. Людська нога, як вони дізналися, відрізняється від стопи шимпанзе ще набагато більше, ніж вважали раніше. І ці розбіжності настільки парадоксальні, що еволюційна історія їх спорідненості за допомогою спільного предка стала ще більш скрутною та незрозумілою.

Незважаючи на те, що прямоходіння є дуже неефективним для шимпанзе, вони можуть це робити і послужливо робили це для даного дослідження. Таким чином, поведінку кісток та суглобів стопи шимпанзе можна порівнювати безпосередньо з людськими, що виконують ту саму функцію. Дослідники використовували візуалізацію руху для аналізу ніг п'яти чоловіків та двох самців шимпанзе в той час, як вони йшли. Виявляється, кістки людської ноги під час ходьби змінюються набагато більше, ніж у будь-кого раніше. Фактично, незважаючи на здатність людської ноги перетворитися на жорсткий важіль на кожному кроці, багатовимірна перспектива виявила сюрприз. Переглядаючи ногу з різних кутів і порівнюючи її з ногами шимпанзе, дослідники виявили, що частина пішохідної стопи людини є ще більш мобільною, ніж шимпанзе! Ця інформація змусить еволюціоністів придумати спосіб описати свою історію пересування на двох ногах.

Микола Головка, відділення Гарвардської еволюційної біології людини, провідний автор дослідження, опублікованого в журналі "Еволюція людини", пояснює:

Цей висновок перевершив наші припущення про те, як працюють ноги як людини, так і шимпанзе. На основі простих візуальних спостережень ми давно знаємо, що людські ноги стають жорсткішими, ніж шимпанзе та інших мавп, коли п’яту спочатку піднімають з землі під час ходьби. Що здивувало нас, так це те, що середня область стопи людини різко стискається в кінці кроку, оскільки арочні пружини повертаються на місце після його стиснення під час навантаження на ногу. Ці згинальні рухи більше, ніж весь діапазон рухів у суглобах середнього відділу стопи шимпанзе під час кроку ходьби, що веде нас до висновку, що висока рухливість суглобів середнього відділу стопи є насправді вигідною для ходьби людей. Ми ніколи б не виявили це, не маючи можливості вивчати шимпанзе з розвиненою технологією візуалізації руху.1

Наші неймовірно гнучкі ноги

Точніше зупинившись на відмінностях між стопами шимпанзе та людини під час прямоходіння, команда Головки сподівалася більше дізнатися про еволюцію людської ноги та пересування на двох ногах. У процесі вони дізналися більше про складні способи, що дозволяють людській нозі рухатися. Чудовий задум нашої ноги, виявляється, ще більш чудовий, ніж ми знали.

Відкриття того, що середня частина ніг багатьох людей має більш шимпанзе подібну мобільність, ніж вважається нормальною, не нова. Наприклад, пасивна маніпуляція кістками стопи та гомілковостопних суглобів у пазухах людини та шимпанзе показала, що вони мають подібний діапазон рухів. Спостерігання за ходьбою показало, що людська стопа має більше рухливості, ніж хтось міг подумати. Наприклад, в 2013 році Джеремі Ді Сілва та Сімоне Джилл вимірювали тиск, який спричиняють різні частини босої стопи у дорослих, які відвідують Музей Бостона. У восьми відсотків з них було перебільшено сплюснення стопи, оскільки вона прокочувалася вперед.2

Подібний вигин вниз, як правило, утворюється в середній частині стопи шимпанзе, коли він ходить. Цей вигин називається плюсневе порушення. ДеСільва та Джилл інтерпретували свої спостереження як відображення нашого спільного роду з мавпами, особливість, яку наші предки залишили на деревах. Як ми говорили в "Гнучкі ноги: чи могли люди втратити її на деревах?" Вони запропонували, що плюсневе порушення знижує ефективність ходьби на двох ногах і, отже, розвивалася в більшості людей. Інші не погодились, припускаючи, що такий схильний вигин зробить стопу більш стабільною у випадку раптової зміни швидкості. Зрозуміло, що потрібно більше досліджень.

Дослідження Holly's Stony Brook значно поглибило розуміння нашої неймовірно гнучкої ноги. Під час роботи як жорсткий важіль, який допомагає нам підняти вагу вгору і вперед, кістки ноги і щиколотки тимчасово заблоковані в досить стабільному розташуванні. Проте в той же час, дослідники виявили, що рух м'язів змушує ці ж кості рухатися відносно один одного, готуючи стопу до раптово згинання, коли ми відштовхуємося від землі. Несподіване згинання середнього ступеня збільшує потужність нашого поштовху. А рухи поштовху координуються з рухами кісток щиколотки, завдання яких не тільки оптимізувати важелі ноги, але й одночасна робота з ногами та стегнами для оптимізації потужності та рівноваги.

Стопа мавпи та стопа людини

З біофізичної інженерної точки зору наша стопа є шедевром. Готуючись до відштовхування, кістки ноги та гомілки обертаються таким чином, що п’ята ноги стає опорою, а голеностоп рухає нас вперед. Оскільки опорна точка для цього анатомічного важеля, наскільки це можливо, від осі обертання щиколотки, це найкращий спосіб отримати потужний крок. І тому, що людська нога залишається жорсткою, а потім різко згинається - штовхає п’ятку стопи і великий палець на землю, як м'язи тіла витягуються - людина досягає потужного просування вперед, а шимпанзе не може зробити поштовх ногами.

Шимпанзе не були створені так, щоб ходити звично на двох ногах. Тому їхні ноги не були розроблені так, щоб це було для них легко. Не дивно, дійсно. Нога мавпи не була створена для полегшення пересування на двох ногах, а наша була.
Незважаючи на подібність раптового згину людини до плюсневого порушення стопи шимпанзе, дослідники встановили, що раптове згинання, яке виникає, коли людська нога виштовхується вперед, не відбувається одночасно, як у шимпанзе. І час тут - це все. Хоча в шимпанзе та людських ногах відбувається набагато більше рухів, ніж вважалося раніше, моменти, коли їхні кістки рухаються, не збігаються. Нарешті, людський великий палець, набагато менш рухливий, ніж палець мавп, забезпечує надійне відштовхування, з якого тривалий важіль ноги та прикріплені до нього м'язи дають відштовхувальну силу, незрівнянну з силою в кроці шимпанзе.

Наслідки нашого неймовірно пружного кроку

Вчені еволюціоністи вже переконані, що мавпові предки перетворювалися на людей протягом мільйонів років. Вони намагаються знайти сліди цього переходу в скам'янілості вимерлих різновидів мавп та людей, а також в анатомії живих людей і мавп. Вони просто розглядають дослідження Stony Brook як доказ того, що еволюція прямоходіння була складнішою, ніж вважалося раніше. Проте, позбавлені еволюційних припущень дослідження підтверджують, що кожна нога - людини і мавпи - розробляються з величезною складністю, поверхневими подібністю та життєво важливими відмінностями, які забезпечують своєму власнику рухатися у подобі Богові.

Чи можуть палеонтологи по скам’янілим ногам сказати, як ходили примати? Автори дослідження переглянули скам'янілості різних гомінідних ніг, щоб з'ясувати, чи є інтерпретація, яка зазвичай застосовується до запису про скам’янілості, надійною. Вони виявили, що в ногах скам'янілості Homo habilis і двох скам'янілостей Homo erectus явно був людський тип поздовжньої арки, людський великий палець та інші особливості, пов'язані з сучасним способом ходіння людини. Скам’янілі ноги різноманітних австралопітеків, однак, володіючи кількома специфічними суглобами, що нагадують людину, не мають чітких ознак, що потребує прямоходіння.3 Це, звичайно, не є сюрпризом для творців. Зрештою, люди - але не мавпи - були спроектовані Богом з усим необхідним, щоб вони могли ходити прямо. Як би Бог створив як людину, так і тварин, щоб розмножуватися і мінятися не лише в межах своїх створінь, усі різновиди людей протягом всієї нашої 6000-річної історії могли б ще демонструвати здатність встати і ходити на двох ногах.

Автори еволюційних досліджень

показали ряд відмінностей між

стопами людини та шимпанзе.


Таким чином, автори дослідження еволюціонізму підкреслили ряд відмінностей між стопами людини та шимпанзе. Вони, як і інші, також показали, що кісткова анатомія стопи та щиколотки не показує, чи йдуть їх власники вертикально чи ні. Це ставить під сумнів претензії тих, хто бачить спадкове прямоходіння в кістках різних вимерлих мавп. Їх відкриття нічого не робить для виявлення спільного походження між шимпанзе та людьми. Також воно не накреслює якийсь еволюційний шлях до подвійності. Ті, хто вважає так, засновують свої висновки на упереджених віруваннях про те, що мавпи та люди мають спільного предка, і що ходьба на двох ногах була тим, що повинно було розвиватися і допомагало нам стати людиною.

Навпаки, унікальність людської стопи висвітлює мудрість нашого Творця Бога. Її динамічний задум дозволяє змінювати характеристики кожного моменту кожного кроку. Але анатомічні прояви Його мудрості не зупиняються. Нога не є ізольованою структурою. Поперемінне з'єднання з землею внизу, коли ми рухаємося, кожен рух стопи координується з рухами в гомілці, нозі, коліні, стегні та спині. Ці великі задуми працюють разом, що дозволяє нам ходити вертикально. Бог - Творець Біблії знав, що саме анатомічно буде потрібно для життєдіяльності Його істот - будь то люди, зроблені за Його образом, або мавпи та інші тварини - ходити такими способами, якими він задумав.

 

Автор: д-р Елізабет Мітчел

Дата публікації: 06.04.2017

Джерело: Answers in Genesis

 

Переклад: Літус. П.

Редактор: Кравець Д.

 

Посилання:

  1. New York Institute of Technology, “Chimpanzee Feet Allow Scientists a New Grasp on Human Foot Evolution,” ScienceDaily, February 8, 2017, https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170208131906.htm.
  2. Nicholas B. Holowka, Matthew C. O'Neill, Nathan E. Thompson, and Brigitte Demes, “Chimpanzee and Human Midfoot Motion During Bipedal Walking and the Evolution of the Longitudinal Arch of the Foot” (Journal of Human Evolution 104 [2017]: 23–31, doi:10.1016/j.jhevol.2016.12.002), 28.
  3. Holowka, O’Neill, Thompson, and Demes, “Chimpanzee and Human Midfoot Motion During Bipedal Walking and the Evolution of the Longitudinal Arch of the Foot,” 29.

Написати коментар