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与我们最亲近的灵长类亲属相比,即使身高最高的人类步幅也相对较短。“按体型计算,人类的步幅其实并不长。”美国纽约理工大学的Nathan Thompson说。然而直到最近,大部分科学家仍然相信,为了追求效率,人类步幅相对长。Thompson解释说:“几乎每堂入门课、每本入门教科书都这么教。”而当他深入挖掘文献时,才发现确实有必要解释这一错误概念。
Thompson最开始研究的是黑猩猩行走时骨盆扭转程度,这时,他就开始好奇“扭屁股”是不是黑猩猩步幅更长的关键。激发了探究这一可能性的兴趣,他决定比较黑猩猩和人类的各种不同走路速度,现在,他的研究发现发表于《实验生物学期刊》上。结果表明,就黑猩猩身高而言,它们的步幅比我们人类长25%,得益于扭屁股动作的加持,它们的步幅比走路时仅微微摆动臀部的我们长了5.4倍。
“同时研究人与黑猩猩总会遇到各种困难。”Thompson说,他和来自石溪大学的Brigitte Demes,Susan Larson,以及来自中西部大学(Midwestern University)的Matthew O'Neill一起用了数年时间,让黑猩猩熟悉用双腿直立行走,同时为其拍摄3D图像。即使和人类步行者合作也不乏挑战。Thompson记得有一位受试者因为觉得光脚在跑步机上走很奇怪,就一直咯咯笑个不停。“他们控制不住自己,走出各种怪异的姿势。”Thompson回忆道。

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Danielle Rubinstein、William Parrella-O'Donnell和 Matt Brett重构了人类三维步幅模式和臀部运动,随后他们就把人类身长按比例缩小,与黑猩猩相当,结果发现,虽然按比例而言,人类的腿要比黑猩猩的长112%,步幅却短了26.7%。同时,与人类相比,黑猩猩臀部旋转的幅度在28度到61度之间,而人类几乎不怎么扭转臀部,大概只有8度左右。当团队检查骨盆旋转如何进一步影响步幅长度时,发现黑猩猩具有明显优势。相对于自己的身高,黑猩猩扭屁股可以将步幅拉长,比不怎么扭屁股的人类长5.4倍以上。
“我认为黑猩猩扭转臀部,是要尝试尽量拉长自己的步幅,否则它们的步幅绝对很短。”Thompson说道,同时还解释说猿类和猴子倾向于蹲下走路,这样自然会缩短它们的步幅。“我还认为,鉴于黑猩猩生理解剖结构的限制,除了扭转骨盆外,它们并没有很多选择。”他补充道。
但是,既然扭动臀部能够进一步拉长步幅,为什么人类要放弃扭屁股呢?Thompson推测有这么一种可能:过度扭转臀部会让手脚自然跟着甩动起来,这样就相互抵消了,反而会强迫我们的肌肉更用力运动,让行走效率变低。为增长步幅而付出这样的代价,并不值得。

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Thompson还解释说,几十年来科学家一直认为我们的步幅要比我们最亲近的表亲短很多,他怀疑其他因素对我们的行走方式产生了更大影响。“人类经过700万年的选择压力,选择了经济省力的直立行走,这意味着曾花了很长时间在成本和收益之间反复实验,所以,走路步幅略微偏短可能更有价值,因为无论失去了多少能量,我们都能在别处补充回来。”Thompson总结道。
翻译:阿金
审校:戚译引
引进来源:The Company of Biologists

本文来自:中国数字科技馆
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