Почему люди ходят с пятки, а шимпанзе — иначе: выяснили ученые

Люди ходят с пятки на носок почти автоматически, но именно такая постановка стопы могла помочь нашим предкам освоить длительные пешие переходы. К такому выводу пришла международная группа исследователей во главе с антропологом Пенсильванского университета (США) Николасом Холовкой. Работа опубликована в журнале PNAS.

Исследователи сравнили походку людей и шимпанзе. Они использовали скоростные камеры и специальные платформы, измеряющие силу удара стопы о поверхность. Отдельно ученые проверили, сколько энергии человек тратит при разных способах ходьбы.

Шимпанзе ходят иначе

При ходьбе на двух ногах шимпанзе не придерживаются одного способа постановки стопы. Они могут приземляться на пятку, середину или переднюю часть стопы. У людей картина оказалась гораздо стабильнее: обычный шаг практически всегда начинается с пятки.

Угол постановки стопы у шимпанзе менялся в 2,4–8,6 раза сильнее, чем у людей. По мнению авторов, такая разница показывает, что характерный для человека шаг с пятки — не просто следствие прямохождения, а отдельная эволюционная особенность.

«Когда люди говорят об уникальности человеческой ходьбы, они обычно имеют в виду прямохождение. Но приземление на пятку — еще одна отличительная черта, которую, возможно, недооценивали», — отметил Холовка.

Зачем человеку ходить с пятки

Постановка на пятку дает человеку важное преимущество. При таком шаге вес плавно перемещается от задней части стопы к передней, что снижает затраты энергии. В эксперименте участники тратили на 26–41% меньше метаболической энергии при ходьбе с пятки, чем при постановке на середину стопы.

Обратной стороной стала ударная нагрузка. У людей скорость нарастания силы при ударе пяткой была до 162% выше, чем при более мягкой постановке на середину стопы. У шимпанзе разница достигала 138%.

«Представьте, что вы пытаетесь бесшумно пройти по скрипучему деревянному полу. Вы скорее встанете на носки, потому что так нагрузка на пол возрастает медленнее и он меньше скрипит. Это более мягкий способ ходить», — объяснил соавтор работы Натан Томпсон.

Предкам пришлось укрепить ноги

Исследователи считают, что переход на ходьбу с пятки потребовал изменений в строении тела. Более толстая пяточная кость и крупные коленные и голеностопные суставы могли помогать справляться с сильными ударами при каждом шаге.

При этом такая походка давала важное преимущество. Люди тратили на нее на 26–41% меньше энергии, чем при постановке стопы на середину. Это могло позволить нашим предкам дольше ходить в поисках пищи и стало одним из факторов, способствовавших развитию охоты и собирательства.

Таким образом, человеческая походка сочетает экономию энергии с высокой ударной нагрузкой. По мнению авторов, именно способность тела выдерживать эти нагрузки в сочетании с более эффективным шагом помогла ранним людям осваивать большие территории.

Сегодня ситуация несколько изменилась. Люди в основном ходят по твердым поверхностям вроде асфальта и бетона, поэтому нагрузка на ноги может отличаться от той, к которой эволюционно приспособился человеческий организм. Холовка отмечает, однако, что ходьба остается полезной физической активностью и тело человека способно справляться с возникающими при ней нагрузками.