Мышечная эволюция у людей - Muscular evolution in humans

Мышечная эволюция у людей это обзор мускулистый приспособления сделан люди от их ранних предков до современного человека. Считается, что люди предрасположен развивать мышечную плотность как ранние люди зависели от мышечных структур, чтобы охотиться и выжить. Потребность современного человека в мышцах не так остра, но развитие мышц все еще происходит так же быстро, если не быстрее, благодаря новым наращивание мышц методы и знания тело человека. Считается, что люди являются одними из самых быстрорастущих организмов из-за избытка калории, специализированный аминокислоты, и одно из самых низких значений миостатин в животное царство.[1][неудачная проверка ]

Вступление

ДНК и антропологический данные считают современного человека (Homo sapiens sapiens ) а примат и потомки обезьяноподобных видов. Все виды рода Homo вымерли, за исключением людей, которые, как считается, произошли от австралопитеки предки, происходящие из Восточная Африка.[2] Развитие современного человека длилось около 300000 лет, и уникальные адаптации стали результатом экологического давления, которое Homo Sapiens столкнулся. Из-за экологический и поведенческий Факторы, мышечная система современного человека сильно отличается от системы наших ранних предков-приматов.[3] Эти адаптации и изменения позволили Homo sapiens функционировать так же, как сегодня.

Как стандарт для всех эволюционных приспособлений, мышечная система человека развивалась в стремлении к увеличению живучесть. Поскольку мышцы и сопутствующие связки и сухожилия присутствуют по всему телу, помогая во многих функциях, очевидно, что наше поведение и решения основаны на том, кто мы есть и как мы можем действовать. Считается, что первоначальной средой обитания наших предков была не земля, а в деревьях и мы выработали новые привычки, которые в конечном итоге позволили нам преуспеть на земле, такие как изменение диеты, сбор пищи, расход энергии, социальные взаимодействия и хищники. Жизнь в пологе означала запас пищи, такой же, как у травоядные животные: листья, плоды, ягоды; в основном продукты с низким содержанием белка, поиск которых не требует большого количества энергии. Однако, если таковые удавалось найти, употребляли и мясо. В это время наши предки еще не перешли на дневную двуногие и поэтому искать пищу на земле не имело смысла, потому что требовалось слишком много энергии и риска. В этой среде обитания также не хватало хищников, обитающих на земле, против которых наши шимпанзе были бы плохими защитниками. Когда они стали двуногими, они начали жить группами, которые использовали оружие, чтобы отбиваться от хищников и выслеживать добычу. Бег стал ключевым аспектом выживания вида.[4] Несмотря на все это, это развитие мозг Который руководил развитием мышечных функций и структур у людей

Череп, шея и голова

Есть подозрение, что Х. сапиенс предки изначально не добывали корм на лесной подстилке; вместо этого они мигрировали с деревьев по разным причинам. В этой среде они выживали на диете с высоким содержанием растительных веществ с некоторыми насекомые и небольшое количество мясо. Они не были очень грозными противниками для более доминирующих млекопитающих, таких как большие древние кошки (львы, леопарды), но их способность быть лучше охотники и собиратели вместе с соответствующими развитие мозга, дала им возможность добавлять в свой рацион высококалорийные питательные вещества, например мясо. Анализ челюсти и череп Предполагаемых предков человека показывают, что у них были более крупные и сильные мышцы челюсти, прикрепленные к черепу, чего можно было ожидать при диете, богатой фруктами и растениями. Задний набор коренные зубы были намного больше по этой причине. Зависимость от этих высококалорийных продуктов возникла из-за неэффективности двуногости и растущих затрат энергии на лазание по высоким деревьям.[5] Считается, что у предков человека было больше мышц, соединяющих череп, шея, и плечи / область спины (аналогично обезьянам), из-за которой области шеи и черепа выглядели провисшими, как это происходит у нечеловеческих приматов. Эти уменьшенные мышцы позволяют удерживать голову человека в ее текущем «вертикальном» положении и позволяют затылочно-лобная мышца, или лоб, чтобы служить помощником в выражениях.[6]

Верхняя часть тела / спина

Люди стали выше с годами после того, как стали двуногими, что увеличилось в размерах. мышцы спины у основания копчика и бедра что, по сути, заставляло их весить больше, что еще больше мешало их способностям на деревьях. У древних предков человека был хвост, в то время как у современных людей копчик расположен. Это помогло сохранить равновесие на деревьях, но утратило свою значимость, когда двуногие было адаптировано. Руки также стали короче (в противоположность ногам) для переноски предметов и использования их в качестве многозадачных агентов вместо лазания и раскачивания по деревьям. Хорошо известно, что Homo sapien линия приматов разработала противопоставленный большой палец которые открыли двери для многих функций мышц, которые еще не были возможны в руке и других областях верхней части тела.[7] Растягивающие мышцы предплечий, чьи сухожилия позволил человеку сконцентрировать свои силы и способности в руках и пальцах, способствовало появлению новых великих способностей.[8] В целом, мышцы верхней части тела развивались, чтобы справляться с большей активностью, связанной с концентрацией силы в этих мышцах, таких как: удержание, бросание, подъем, бег с чем-то, что помогает избежать опасности, охота и строительство среды обитания и убежища.

Нижняя часть тела / ниже талии

Переход наших далеких предков к постоянному двуногому движению - главный аргумент в пользу адаптации, которую произвели наша мышечная структура и функции. При необходимости центрировать силу тяжести на двух ногах, человек бедренная кость развился наклон внутрь до колена, что, возможно, позволило им ягодичный абдукторы, чтобы адаптироваться к стрессу и нарастить необходимые мышцы. Это позволяет человеку сохранять равновесие, стоя на одной ноге, и когда он «шагает» во время ходьба. Мышцы около лодыжки помогали толкать ногу во время ходьбы и бега. У этой измененной осанки и походки есть много преимуществ и недостатков. Была потеряна способность схватить что-то четырьмя придатками, но была получена способность держать дубину или метать копье и использовать другую свободную руку для другого задания.[9] Эта адаптация также помогла людям стоять прямо с заблокированными коленями в течение более длительных периодов времени.[10] В подошвенная мышца ступня, которая помогала нашим предкам хватать и манипулировать объектами, как это делают шимпанзе, соответствующим образом адаптировалась к своей новой эволюционной роли, стала настолько недоразвитой, что не может ничего схватить или схватить, в результате ступня стала более удлиненной, и теперь 9% людей рождаются без него. Homo sapiens выиграл, став лучшим защитником и охотником. Расширение бега как вида охоты и выживания, возможно, было основополагающим для этого развития.[11]

Изменения силы

По сравнению с нашими ближайшими живыми родственниками, шимпанзе и бонобо, скелетные мышцы Homo sapiens в среднем примерно в 1,35–1,5 раза слабее, если нормализовать их по размеру. Поскольку между отдельными мышечными волокнами разных видов было обнаружено небольшое биомеханическое различие, эта разница в силе, вероятно, является результатом разного состава мышечных волокон. Мышцы конечностей людей, как правило, более склонны к усталостным, медленно сокращающимся мышечным волокнам типа I.[12] Хотя нет никаких доказательств того, что современные люди стали физически слабее людей прошлых поколений, выводы из таких вещей, как прочность костей и толщина кортикального слоя длинных костей, могут быть сделаны как представление о физической силе. Принимая во внимание такие факторы, наблюдается быстрое снижение общей устойчивости среди тех популяций, которые склонны к оседлому образу жизни.[13] Например, толщина костного стержня с 17-го и 18-го веков в Соединенных Штатах уменьшилась, что указывает на менее напряженный физический образ жизни.[14] Однако это не относится к нынешним популяциям охотников-собирателей и собирателей пищи, таким как жители Андаманских островов, которые в целом сохраняют свою устойчивость.[15] В целом, однако, охотники-собиратели, как правило, крепкие в ногах, а фермеры - в руках, что означает различную физическую нагрузку (например, ходьба много миль в день по сравнению с измельчением пшеницы).

Рекомендации

  1. ^ «Сколько аминокислот требуется организму? | Здоровое питание | SF Gate». Healthyeating.sfgate.com. Получено 2018-06-07.
  2. ^ Ларри Л. Май; Маркус Молодой Сова; M Патрисия Керстинг (2005), Кембриджский словарь по биологии и эволюции человека, Кембридж и Нью-Йорк: Cambridge University Press, стр. 45
  3. ^ Райзер, Питер Дж .; Ларсон, Сьюзен Дж .; Holowka, Николай Б .; Умбергер, Брайан Р .; О’Нил, Мэтью С. (11 июля 2017 г.). «Суперсила шимпанзе и эволюция скелетных мышц человека». Труды Национальной академии наук. 114 (28): 7343–7348. Дои:10.1073 / pnas.1619071114. ISSN  0027-8424. ЧВК  5514706. PMID  28652350.
  4. ^ Фоли, Ли, Р.А., П.С. (1991). «Экология и энергетика энцефализации в эволюции гоминидов». Философские труды Лондонского королевского общества, серия B, том. 334. С. 223-232.
  5. ^ Sicher H (1944) «Жевательный аппарат у гигантской панды и медведей». В: Полевой музей естественной истории (зоологическая серия), Чикаго.
  6. ^ Саладин, Кеннет С. (2003). 3-й. изд. Анатомия и физиология: единство формы и функции. Макгроу-Хилл. стр. 286–287
  7. ^ Фогель, Стивен (2001). Главный двигатель: «Естественная история мышц»
  8. ^ Зиг, Адамс, Кей, Сандра (2009). «Иллюстрированные Основы анатомии Musculoskeletal»
  9. ^ "Библиотека эволюции: высокий шаг. "Evolution Library. Интернет. 20 июня 2011 г."
  10. ^ Саладин, Кеннет С. "Глава 8" Анатомия и физиология: единство формы и функции. 5-е изд. Dubuque: McGraw-Hill, 2010. 281. Печать.
  11. ^ Айелло, Дин, Лесли, Кристофер (1990). Введение в эволюционную анатомию человека. Оксфорд: Elsevier Academic Press.
  12. ^ Райзер, Питер Дж .; Ларсон, Сьюзен Дж .; Головка, Николай Б .; Умбергер, Брайан Р .; О’Нил, Мэтью С. (11.07.2017). «Суперсила шимпанзе и эволюция скелетных мышц человека». Труды Национальной академии наук. 114 (28): 7343–7348. Дои:10.1073 / pnas.1619071114. ISSN  0027-8424. ЧВК  5514706. PMID  28652350.
  13. ^ Тимоти М. Райан и Колин Н. Шоу, Изящество современного скелета Homo sapiens является результатом уменьшения биомеханической нагрузки, Труды Национальной академии наук, 10.1073 / pnas.1418646112, 112, 2, (372-377), ( 2014).
  14. ^ Тимоти М. Райан и Колин Н. Шоу, Изящество современного скелета Homo sapiens является результатом уменьшения биомеханической нагрузки, Труды Национальной академии наук, 10.1073 / pnas.1418646112, 112, 2, (372-377), ( 2014).
  15. ^ Сток, Дж. (2006). Посткраниальная устойчивость охотников-собирателей относительно моделей мобильности, климатической адаптации и отбора для экономии тканей. Американский журнал физической антропологии, 131 (2), стр. 194-204.