Illustratie door Sam Woolley
De mens kan grote, bolvormige hersenen, maar als het gaat om pure spierkracht, zijn we vaak beschouwd als de zwakste van de mensapen. Zelfs chimpansees, die aanzienlijk kleiner zijn dan ons, vertonen niveaus van kracht, die praktisch super-mens volgens onze normen. Nieuw onderzoek toont aan dat de mate waarin onze primate neven en nichten zijn sterker dan wij en waarom hun kleine lichamen pack een indrukwekkende stempel.
Pond-voor-pond, chimpansees zijn 1,5 keer sterker dan de mens op te trekken en springen taken, volgens een nieuw onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in Proceedings of the National Academy of Sciences. Deze kracht is niet het gevolg van de chimpansee de fysieke vorm is, is zijn bereik van de beweging, of een nieuw-ontdekt toewijding tot de bench-press en deadlifts, maar in plaats daarvan, het product van hoe de vezels in de chimpansee en de spieren worden verdeeld. Omdat chimpansees zijn onze naaste-levende primaat relatieve deze bevindingen bieden nieuwe inzichten in de evolutie van de mens—en waarom zijn we zulke zwakkelingen.
Wetenschappers hebben bekend over chimpansee sterkte voor vrij wat tijd nu, het documenteren van de wapenfeiten van de “super kracht” in het wild en in gevangenschap chimpansees. Onderzoekers hebben gebruikt trekken en springen experimenten te vergelijken met de chimpansee en de mens spierkracht sinds de jaren 1920, maar ze hebben moeite om te begrijpen van de fysiologische en mechanische oorzaken voor de waargenomen verschillen.
Waarom zijn ze zo sterk, dat de een makkelijker te beantwoorden vraag. Hun extra kracht zinvol is vanuit een evolutionair perspectief; chimpansees zijn aangepast aan het bos, in bomen te klimmen en het leven onder de takken. De mens, aan de andere kant, verlaten het bos een lange tijd geleden—een verandering van de instelling dat vereist een andere set van fysieke en cognitieve aanpassingen. Na verloop van tijd, hebben we minder afhankelijk kunnen worden van spierkracht voor onze overleving, terwijl chimpansees hebben behouden hun boom klimmen, tak-swingen kracht.
In 2014, onderzoekers hebben ontdekt dat de chimpansee en de spieren zijn voorzien van unieke eigenschappen die van invloed zijn op hun macht-het produceren van mogelijkheden. De nieuwe PNAS studie, geleid door Matthew O ‘ Neill van de Universiteit van Arizona, piggybacks uit dit voorafgaand onderzoek, het nemen van een kijkje in de werkelijke biologie en de mechanica van de chimpansee van het spierweefsel en het vergelijken van de spierkracht in de mens en de chimpansee.
“Ons werk is de eerste gedetailleerde studie van de biologie en de mechanica van de chimpansee spierweefsel,” O ‘ Neill vertelde Gizmodo. “Onze resultaten tonen aan dat het belangrijkste verschil tussen de chimpansee en de mens spier in de vezel van distributie, met chimpansees hebben een veel hogere fractie van de snelle vezels dan de mens, gemiddeld,” toevoegend dat “al onze metingen van de chimpansee spieren zijn nieuw.” Voor de studie, spier vezels werden bemonsterd van drie jonge mannelijke chimpansees.
In aanvulling op het onderzoek gedaan op dit gebied tussen 1944 en 2014, de onderzoekers gebruikt computationele modellering en simulatie het effect te bepalen van de vezels van de distributie op de chimps’ verschillende spieren. “De modelleren-simulatie stuk toegelaten ons op het opzetten van computationele experimenten die nagebootst hoe een spier in het been of de arm zou gedragen tijdens een maximale sprong en of te trekken,” zei O ‘ Neill.
Analyse van de eerdere experimentele studies uitgewezen dat chimpansees, gemiddeld beter presteren dan mensen met een factor van circa 1,5 in te trekken en springen taken. De computermodellen, die in combinatie met de experimentele gegevens met de simulaties bleek dat de maximale kracht en het vermogen van de chimpansee en de spieren 1,35 keer hoger bij chimpansees dan menselijke spieren van vergelijkbare grootte. Dit is vooral het gevolg van de chimpansee ‘ s hoger fast-twitch vezels inhoud, die zorgt voor een hoge kracht en de macht, maar minder duurzaam. Chimpansee spier bestaat uit ongeveer 67 procent van de fast-twitch vezels, te vergelijken met ongeveer 40 procent bij de mens.
Nog belangrijker is, deze kracht maatregelen zijn gebaseerd op wat de wetenschappers noemen de “massa-specifieke spier prestaties.”
“De ‘massa-specifieke’ is [een] belangrijk [punt] duidelijk zijn,” zei O ‘ Neill. “Dit is omdat de meeste mensen zullen denken van kracht in absolute termen. Als je terug gaat en kijk naar al de gegevens die in eerdere studies, in veel gevallen mensen trekken een vergelijkbare hoeveelheid massa of springen met dezelfde macht als chimpansees in absolute termen. Maar mensen hebben ook de neiging om groter te worden dan de chimpansees in deze studies, zodat we dit verschil door het verdelen van kracht of macht door de body mass. Dit geeft ons een familielid of, meer specifiek, een ‘massa-specifieke maatregel van kracht of het vermogen.”
In andere woorden, chimpansees kunnen trekken meer spullen en ga met meer macht dan de mensen eens onze verschillen in grootte zijn opgenomen (een volwassen chimpansee weegt ongeveer 100 kilo).
In termen van de echte wereld van kracht—een probleem dat spreekt tot de evolutionaire redenen voor deze verschillen—chimpansees zijn ongetwijfeld meer bedreven in het beklimmen van en navigeren door de bomen dan wij, die O ‘ Neill zegt eisen “belangrijke spier kracht en macht.” De mens, aan de andere kant, gebruiken veel minder energie tijdens het lopen en kunnen ontlopen vele dieren, zoals chimpansees (goed om te weten). “Maar als we het vergelijken van appels-met-appels, mensen echt beter te presteren dan de chimpansees in iedere activiteit die wandelen of lopen op twee benen.”
Deze fysieke verschillen ontstaan in de loop van de afgelopen zeven tot acht miljoen jaar, zoals de mens gemigreerd afstand van de bossen en in de richting van tweevoetige leven op de grond. De resulterende verliezen in maximale kracht en vermogen werden gecompenseerd door winst in het uithoudingsvermogen en het vermogen tot het uitvoeren van repetitieve, lage-energie-bewegingen (zoals vorming van stenen gereedschappen van te maken). Wat meer is, als hominins overgestapt in een jager-verzamelaar modus van het bestaan, selectional druk voor cognitieve vaardigheden ontstaan, resulterend in grotere hersenen en een verminderde afhankelijkheid van fysieke kracht.
Nog steeds, gezien de toestand van de wereld op dit moment, lijkt het alsof we het korte eind van de stok.
[Proceedings van de National Academy of Sciences]