Что способствовало прямохождению человека
Естествознание.ру
Прямохождение человека: особенности эволюционного развития
Внушения совести в связи с раскаянием и чувством долга являются важнейшими различиями между человеком и животным.
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:
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:
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.
Как человек стал прямоходящим
Известно несколько самостоятельных гипотез относительно того, когда и как человек стал прямоходящим. Одна из них связывается с так называемым миоценовым похолоданием. Предполагается, что во времена позднего миоцена на Земле установился суровый климат с низкими температурами. Площади тропических лесов, где обитали привычные к древесному образу жизни предки современного человека, резко сократились.
Приверженцы данной гипотезы считают, что у приматов осталась фактически лишь одна возможность выжить – спуститься с деревьев и приспособиться к непростым условиям наземного существования. Такая перемена прямым образом способствовала изменению строения тела приматов и характера их передвижения. Постепенно предки человека научились перемещаться по поверхности земли на прямых ногах, не опираясь при ходьбе на передние конечности, как это делают обезьяны.
До сих пор широкое распространение имеет трудовая концепция возникновения прямохождения, автором который был один из основоположников марксизма Фридрих Энгельс. Он считал труд решающим фактором превращения человекообразной обезьяны в человека. Выпрямление тела и появление не свойственной животным походки Энгельс объяснял необходимостью освобождения рук для выполнения трудовых операций.
Действительно, в какой-то момент предкам человека понадобилось совершать очень сложные движения, например, чтобы переносить различные предметы, добывать пищу или изготавливать примитивные орудия труда. Постепенно рука получила свою собственную специализацию, а тело человека выпрямилось. Одновременно с развитием руки совершенствовался и мозг первобытных людей, развивалось мышление, формировалась речь.
При передвижении древний человек стал опираться лишь на ноги, руки при этом были свободны. Такое «биологическое усовершенствование» позволило древним людям совершить гигантский скачок в развитии, навсегда выделившись из животного мира. Упрощая взгляды Энгельса, можно сказать, что прямохождение требовалось для того, чтобы высвободить руки для тех дел, без которых общество существовать не могло.
Однако эту логичную на первый взгляд теорию ее критики опровергают тем фактом, что прямохождение, как установили современные ученые, возникло задолго до того момента, когда человек научился изготавливать самые примитивные орудия труда. Правильной представляется точка зрения, согласно которой переход древних предков человека к прямохождению обусловлен множеством взаимосвязанных биологических и социальных факторов, каждый из которых нельзя рассматривать в отрыве от общего хода эволюции человеческого рода.
Современные взгляды на формирование прямохождения
Дата публикации: 15.01.2020 2020-01-15
Статья просмотрена: 808 раз
Библиографическое описание:
Алиева, К. Р. Современные взгляды на формирование прямохождения / К. Р. Алиева, О. В. Беляшова. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2020. — № 2 (32). — С. 46-48. — URL: https://moluch.ru/young/archive/32/1840/ (дата обращения: 19.12.2021).
С незапамятных времен люди начали задумываться о том, как и когда они появились. Современные археологи, генетики и антропологи выдвигают различные гипотезы о происхождении человека. Антропологи изучают происхождение и эволюцию человека, генетики — распределение генов и их изменение под влиянием движущих сил эволюции, археологи изучают прошлое человечества по вещественным источникам. Но все же чего-то начиналось? Наш род начал называться Homo sapines тогда, когда предки начали переходить к прямохождению (Рис. 1).
Переход к двуногости сыграл очень большую роль в эволюции наших предков. Вместе с тем, стоит вопрос, почему он совершился и чем была обусловлена смена способа передвижения по земле. Сопоставление ДНК человека и шимпанзе указывает на то, что их последний общий предок жил в самом конце миоцена или начале плиоцена, в период от 5,5 до 4 млн. лет назад. Примерно в ту же историческую эпоху наши предки встали на задние конечности.
Существует много гипотез, описывающих это явление. Этот громадный шаг стал поворотным моментом в антропогенезе — палеоистории нашего вида (рис. 2)
Первая самая широко распространённая гипотеза гласит: человек начал развивать прямохождение в результате жестких изменений его оптимальной среды обитания. В середине и конце миоцена в результате глобального похолодания произошло значительное сокращение площадей тропических лесов и увеличение площади саванн. Территории, занятые лесами, сократились в несколько раз. В таких условиях у многочисленных живших в тропических лесах человекообразных обезьян наметились три варианта дальнейшей судьбы. Первый вариант — вымирание: в это время вымерло подавляющее большинство гоминоидов. Второй — сохранение в более-менее неизменном виде в оставшихся лесах: потомками приматов стали современные гиббоны, орангутаны, гориллы и шимпанзе. Третий вариант — переход части гоминоидов к наземному образу жизни в расширяющихся саваннах, где для поисков пищи и обнаружения опасности требовался хороший обзор. Вследствие необходимости дальше видеть и лучше ориентироваться, им пришлось встать на ноги.
Вторая интересная выглядит гипотеза, в которой упор делается на поиск энергетических выгод, обеспечиваемых передвижением на двух ногах. Согласно биоэнергетической гипотезе двуногость человека по сравнению с четвероногостью имеет большую энергетическую эффективность. Походка ранних гоминид сильно отличалась от нашей и была не столь эффективна. Двуногое передвижение на большие расстояния энергетически менее затратно, чем четвероногое. На открытом пространстве двуногий примат нагревается гораздо меньше, поскольку под солнечные лучи попадают только голова и плечи, а не вся спина. Кроме того, прямоходящая особь имеет психологическое преимущество перед четвероногой, поскольку смотрит свысока и кажется крупнее и сильнее. В мире животных работает один принцип, кто выше- тот главнее. Для приматов в саванне этот аспект прямохождения мог иметь немаловажное значение.
Третья гипотеза. Несколько лет назад появилась весьма необычная гипотеза. Ее автор- антрополог Аарон Филлер из гарвардского музея сравнительной зоологии и института болезней спины Cedars Sinai. Он назвал он эту гипотезу «Вертикальная обезьяна». Филлер проследил изменение опорного аппарата позвоночных за последние 250 миллионов лет. И оказалось, что большая часть эволюционных скачков связана с теми или иными мутациями. Сбои в наследовании генетической информации уже больше века считаются главной движущей силой эволюции. Сопоставив форму скелетов разных организмов, ученый выяснил, что наши древние предки смогли распрямиться в результате мутации гомеотического гена, отвечающего за формирование в эмбрионе повторяющихся элементов. Считается, что часть этих отростков оказалась развернута назад, что позволило примату за счет тонуса мышц частично распрямить свою спину.
Четвертая гипотеза является очень популярной в наше время, так как она — одна из наиболее логичных. Это высвобождения передних конечностей для какой-либо деятельности. Родоначальники этой гипотезы являлись Дарвин и Энгельс. Приматам пришлось это сделать, чтобы заниматься разной физической деятельностью, например созданию орудий труда. «Человек, — писал Дарвин, — не мог бы достичь своего нынешнего господствующего положения в мире, не используя рук, которые столь восхитительным образом приспособлены служить для исполнения его Воли». Однако, судя по имеющимся сейчас археологическим данным, первые каменные орудия появились на три или даже четыре миллиона лет позже, чем первые прямоходящие гоминиды. Во-вторых, делали и использовали эти орудия, почти наверняка, сидя, так что проблемы освобождения рук при этом просто не возникало (Рис. 3).
Изменения в деятельности не остались без последствий. Группа ученых под руководством Трейси Кивелл из Университета Торонто провела анализ строения костей, образующих ладонь и запястье у людей и ближайших родственников человека. Анализ собранных данных показал, что хождение на четвереньках с опорой не на ладонь, а на костяшки пальцев, к которому в разной степени способны и люди, и разные виды обезьян, эволюционировало независимо в различных видах приматов. Это привело к разному строению костей, которое у современных людей более близко к шимпанзе, гораздо более приспособленным к лазанью по деревьям, чем к ходьбе по земле на четырех лапах (Рис. 4).
Происхождение человека — один из самых таинственных вопросов, ответ на который вряд ли когда-нибудь будет получен. Большое количество гипотез и даже теорий о возникновении человека неспособны пока что преодолеть существенное обстоятельство.
Некоторые исследователи предполагают, что формирование прямохождения у предков человека не является уникальным событием в эволюционной истории. Еще с середины
прошлого века некоторые исследователи стали подозревать, что задолго до появления первых гоминид на Земле уже жили прямоходящие обезьяны.
Слабое звено
Эта книга – об антропогенезе; книга не столько о том, КАК совершалась эволюция человека, сколько о том, ПОЧЕМУ она совершалась, почему антропогенез вообще состоялся и почему это был именно АНТРОПОгенез.
Большинство авторов, затрагивающих вопрос о происхождении двуногости у гоминид, уверены, что это свойство с самого начала давало какие-то преимущества его обладателям, в противном случае оно бы просто не возникло. Точка зрения, бесспорно, абсолютно логичная, но в чем же, по мнению тех, кто ее разделяет, состояли эти преимущества? Ответов на этот вопрос предложено очень много, но ни один из них, как мы увидим, нельзя признать убедительным.
Согласно широко распространенной гипотезе, переход предков человека к прямохождению, или, как часто выражаются антропологи, к ортоградной локомоции, объяснялся необходимостью приспособления к открытым ландшафтам, т.е. к жизни в саванне, в степи, в местах, лишенных или почти лишенных древесной растительности. Еще в позапрошлом веке эту идею высказывали французский натуралист Жан Батист Ламарк, первым создавший целостное учение об эволюции органического мира, и английский естествоиспытатель Альфред Уоллес, одновременно с Дарвином разрабатывавший теорию естественного отбора. Однако один факт, о котором не могли знать Ламарк и Уоллес, но должны знать их современные последователи, делает эту гипотезу крайне сомнительной. Дело в том, что, как выяснилось в результате многочисленных исследований, проводившихся на рубеже прошлого и нынешнего тысячелетий, ранние гоминиды в основном жили еще не в саванне, а в районах, где сохранялись, а то и господствовали влажные тропические леса. Судя по химическому составу древних почв, ископаемой пыльце растений и видовому составу животных, чьи кости сопровождают скелетные останки древнейших предков человека, и австралопитеки, и ардипитек и, тем более, их предшественники обитали, преимущественно в джунглях. Следовательно, переход к двуногости не был и не мог быть связан с приспособлением к открытым ландшафтам. Кроме того, совершенно непонятно, а почему, собственно, живя в саванне, нужно ходить на двух ногах? Ведь современные обезьяны, обитающие в безлесных районах (павианы, некоторые популяции макак), остаются четвероногими и ничуть, кажется, от этого не страдают. Оба этих возражения, кстати, в полной мере относятся и к некогда популярной идее, что гоминиды выпрямились, якобы, вследствие необходимости дальше видеть и лучше ориентироваться в саванне, где хороший обзор требовался для поисков пищи и для своевременного обнаружения опасности.
Кстати, следует заметить, что формирование двуногости у предков человека, по-видимому, не является уникальным событием в эволюционной истории гоминоидов. Еще с середины прошлого века некоторые исследователи стали подозревать, что задолго до появления первых гоминид на Земле уже жили прямоходящие обезьяны. Основания для таких подозрений давали костные останки ореопитеков, обитавших, судя по географической локализации палеонтологических находок, в основном на юге нынешнего Апеннинского полуострова, в той его части, которая в миоцене была островом. Вновь проведенное недавно группой испанских и итальянских антропологов изучение этих материалов подтвердило, что ореопитеки не только были способны, но, возможно, даже предпочитали передвигаться по земле на двух ногах. Об этом свидетельствуют такие признаки, как изгиб нижнего отдела позвоночника в переднем направлении, вертикально расположенный коленный сустав, а также некоторые особенности строения таза, находящие аналогии в анатомии австралопитека афарского. Более того, выяснилось, что эти гоминоиды, вымершие еще 8 или 7 млн. лет назад, отличились также и не совсем обычным для обезьян строением руки. Иногда утверждают даже, что они могли брать и держать пальцами различные предметы с такой ловкостью, которая впоследствии была доступна только людям и их предкам, начиная с австралопитеков. Как ореопитеки использовали это свое качество, – если они им действительно обладали 1 – неизвестно. Может быть, лишь для того, чтобы срывать с деревьев какие-то мелкие фрукты и отправлять их в рот, а может быть, и для каких-то таких действий, которые еще более сблизили бы их в наших глазах с гоминидами. Правда, по некоторым важным признакам, например, по строению зубов, ореопитеки ближе к низшим обезьянам, чем к человекообразным. Похвастаться крупным мозгом они тоже не могли, как, впрочем, и большим размером тела. Согласно имеющимся реконструкциям, средний вес этих гоминоидов составлял примерно 30-40 кг. Тем не менее, наличие явных параллелей с эволюцией гоминид очень интересно и заставляет еще раз вспомнить о том, что в запасе у природы были разные варианты развития.
Переход к двуногости и освобождение передних конечностей от опорно-двигательной функции связывали также с необходимостью переносить пищу и детенышей, или сигнализировать жестами, или отпугивать хищников, бросая в них камни и палки, и так далее. Однако все догадки такого рода основаны на явном преувеличении роли разовых, спорадических действий (бросание, жестикуляция, перенос объектов), с которыми современные обезьяны легко справляются, не меняя способа передвижения. Шимпанзе, например, вполне способны обратить в бегство леопарда, размахивая колючими ветками, или натаскать целые кучи тяжелых камней в те места, где есть много любимых ими орехов с твердой скорлупой, чтобы затем употреблять эти камни в качестве молотков и наковален. Тем не менее, то обстоятельство, что они довольно часто вынуждены использовать свои передние конечности как руки, не мешает им до сих пор оставаться, как и миллионы лет назад, четвероногими.
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 (рис. 5.2). 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 (рис. 5.3). 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.
1 На этот счет высказываются сомнения (Susman R.L. Oreopithecus bambolii: an unlikely case of hominidlike grip capability in a Miocene ape // Journal of Human Evolution, 2004, vol. 46, № 1, p. 103-115).
2 Алексеев В.П. Антропогенез – решенная проблема или череда новых проблем? // Человек в системе наук. М., 1989, с. 113.
life_ergo
life_ergoБлог энтузиаста эргономики
делаем свою жизнь удобней
Ученые Ливерпульского университета пришли к выводу, что способность к хождению прямо развилась у наших предков еще до того, как они отказались от древесного образа жизни и перешли к обитанию на земле.
Сенсационное открытие привело исследователей к еще одному важному выводу: по словам британских биологов, хождение на двух ногах всегда было особенностью поведения больших обезьян, а предки человека никогда не проходили через стадию хождения на четвереньках.
На протяжении десятилетий антропологи были убеждены, что прямохождение является уникальным качеством homo sapiens и его ближайших предков — homo habilis (человек умелый) и homo erectus (человек прямоходящий). Однако ученые, изучавшие поведение единственных больших обезьян, ведущих древесный образ жизни, — орангутанов, живущих на острове Суматра, — обнаружили у них ту же самую способность. Правда, вертикальное положение туловища орангутаны используют для передвижения не по земле, а по ветвям деревьев.
«Гипотез возникновения двуногого хождения (бипедии) немало, в соответствии с одной из них комплекс анатомических способностей, необходимых для прямохождения, развился у предков человека уже после того, как он поменял среду обитания: перешел от древесного образа жизни к наземному.
Согласно другой точке зрения, наш предок действительно мог обучаться прямохождению уже во время жизни на деревьях. Это две альтернативные друг другу гипотезы.
Точно можно указать лишь время, когда совершился переход к бипедии: на сегодняшний день древность австралопитеков, являющихся первыми членами нашего эволюционного ствола, по данным археологических находок, достигает 6—7 млн лет. Кости австралопитеков, живших в эту эпоху, уже имеют особенности, связанные с прямохождением». Однако оно, вероятно, было эпизодическим: древние австралопитеки в основном передвигались на четырех ногах, но в случае необходимости могли стоять и только на задних конечностях. «Вполне возможно, что прямохождение встречалось и раньше, однако переход австралопитеков к бипедии как предпочтительному способу передвижения начинается именно 6—7 млн лет назад, — рассказывает г-н Харитонов. —
А уже 2—3 млн лет назад у африканских австралопитеков все признаки, необходимые для бипедии, объединились в единый анатомический комплекс».
Есть и третья, весьма правдоподобная версия развития бипедии: наша предковая форма, предшествующая двуногим приматам, передвигалась не на четырех конечностях, а тем же самым способом, как и современные человекообразные обезьяны Африки, — они стоят на двух задних конечностях, опираясь на землю лишь пальцами кистей рук, которыми они как бы помогают ногам. В соответствии с этой гипотезой подобный способ передвижения был стартовым для наших предков.
Есть и четвертая, модная в последнее время гипотеза, — согласно ей, наши предшественники, испытывавшие постоянную нужду в воде, часто заходили в водоемы, невольно распрямляясь, чтобы держать голову над поверхностью. Поскольку пища, находимая в водоемах, — моллюски, рыба и т.д. — составляла важную часть рациона наших предков, приматы постепенно переходили к прямохождению».
Большинство антропологов все же полагают, что навыки вертикального хождения выработались у человека именно тогда, когда наши предки спустились с деревьев в связи с изменением в древней Африке климата: из-за постоянно снижающейся влажности лес редел, и места для обитания у человекообразных обезьян оставалось все меньше. Однако проблема, какой именно способ передвижения был стартовым, до сих пор не решена.
Причина в том, что находки останков наших предков довольно редки. Наша палеонтология гораздо беднее, чем палеонтология других млекопитающих. Пока не появятся новые (и притом однозначные) палеонтологические находки, вопрос можно считать открытым».