Illustrasjon: Sam Woolley
Mennesker kan ha store, oppsvulmede hjernen, men når det kommer til ren muskelkraft, og vi er ofte regnet som den svakeste av de store apene. Selv sjimpanser, som er betydelig mindre enn oss, utstilling nivå av styrke som er praktisk talt super-menneske med våre standarder. Ny forskning viser i hvilken grad våre primat søskenbarn er sterkere enn oss—og hvorfor deres lille organer pack slike imponerende punch.
Pound-for-pound, sjimpanser er 1,5 ganger sterkere enn mennesker ved å dra og hoppe oppgaver, ifølge ny forskning publisert i dag i Proceedings of the National Academy of Sciences. Denne styrken er ikke et resultat av sjimpanse fysisk form, sitt utvalg av bevegelse, eller en nylig oppdaget dedikasjon til benken presser og deadlifts, men i stedet, produktet av hvordan fibrene i sjimpanse musklene er fordelt. Fordi sjimpanser er våre nærmeste-levende fossil forhold, disse funnene er å tilby ny innsikt i menneskets evolusjon—og hvorfor er vi slik sveklinger.
Forskere har visst om sjimpanse styrke for en stund nå, dokumentere prestasjon av “super styrke” i både vill og fange sjimpanser. Forskere har brukt for å trekke og hoppe eksperimenter for å sammenligne sjimpanse og menneske muskelstyrke siden 1920-tallet, men de har slitt med å forstå de fysiologiske og mekaniske årsaker bak de observerte forskjellene.
Så til hvorfor de er så sterke, at en enklere spørsmål å besvare. Deres ekstra styrke er fornuftig fra et evolusjonært perspektiv; sjimpanser er tilpasset skog liv, klatre i trær og å leve blant grenene. Mennesker, derimot, forlatt i skogen en gang for lenge siden—en endring av innstillingen som kreves for et annet sett med fysiske og kognitive tilpasninger. Over tid, har vi blitt mindre avhengig av muskel styrke for vår overlevelse, mens sjimpanser har beholdt sin tre-klatring, gren-svingende styrke.
I 2014, forskere oppdaget at sjimpanse muskel har unike egenskaper som kan påvirke deres makt for å produsere evner. Den nye PNAS studien, ledet av Matthew O ‘ Neill fra University of Arizona, piggybacks av dette tidligere forskning, for å ta en nærmere titt på den faktiske biologi og mekanikk til sjimpanse muskelvev, og sammenligne muskelstyrke hos mennesker og sjimpanser.
“Vårt arbeid er den første detaljerte studium i biologi og mekanikk til sjimpanse muskelvev,” O ‘ Neill sa Gizmodo. “Våre resultater viser at den viktigste forskjellen mellom sjimpanse og menneske muskelen er i fiber distribusjon, med sjimpanser å ha en mye høyere andel av den raske fibre enn mennesker, i gjennomsnitt,” og legger til at “alle våre målinger av sjimpanse muskel er nye.” For studien, muskel fiber ble prøvetatt fra tre unge mannlige sjimpanser.
I tillegg til å gjennomgå forskning gjort på dette området mellom 1944 og 2014, forskere brukt beregningsorientert modellering og simulering for å avgjøre effekten av fiber distribusjon på sjimpanser’ ulike muskler. “Modellering-simulering stykke tillatt oss å sette opp computational eksperimenter som etterlignet hvordan en muskel i benet eller armen, ville oppføre seg under en maksimal hoppe og dra,” sa O ‘ Neill.
Analyse av tidligere eksperimentelle studier viste at sjimpansene, i gjennomsnitt gjør det bedre enn mennesker med en faktor på ca 1,5 i å trekke og hoppe oppgaver. Datamaskinen modeller, som kombinerte de eksperimentelle data med simuleringer, viste at maksimal kraft og effekt av sjimpanse muskler er 1.35 ganger høyere i sjimpansene enn menneskelig muskler av lignende størrelse. Dette er først og fremst på grunn av sjimpanse er høyere raske rykk fiber innhold, noe som gir høy styrke og makt, men lavere utholdenhet. Sjimpanse muskel består av ca 67 prosent rask-trekning fiber, sammenlignet med om lag 40 prosent i mennesker.
Viktigere, styrke disse tiltakene er basert på hva forskerne kaller “mass bestemt muskel ytelse.”
“”Masse-spesifikke’ er [et] viktig [punkt] for å være tydelig på,” sa O ‘ Neill. “Dette er fordi de fleste vil tenke på styrken i absolutte termer. Hvis du vil gå tilbake og se på alle data i de tidligere studiene, i mange tilfeller mennesker trekker en tilsvarende mengde masse eller hoppe med lignende effekt som sjimpanser i absolutte termer. Men mennesker har også en tendens til å bli større enn sjimpanser i disse studiene, så vi rede for denne forskjellen ved å dele makt eller kraft av body mass. Dette gir oss en slektning eller, mer spesifikt, en “mass-spesifikke’ mål av tvang eller makt utgang.”
Med andre ord, sjimpanser kan trekke flere ting og hoppe med mer kraft enn mennesker når våre forskjeller i størrelse, regnskapsføres (en typisk voksen sjimpanse veier rundt 100 kilo).
I form av virkelige verden programmer for styrke—et problem som taler til den evolusjonære årsaker til disse forskjellene—sjimpanser er utvilsomt mer dyktigere på klatring og navigere trær enn vi er, som O ‘ Neill sier kravene “betydelige muskel og makt.” Mennesker, derimot, bruker mye mindre energi under gange og kan løpe mange dyr, inkludert sjimpanser (godt å vite). “Men hvis vi sammenligner epler til epler, mennesker som virkelig gjør det bedre enn sjimpanser i enhver aktivitet som innebærer å gå eller løpe på to bein.”
Disse fysiske forskjeller dukket opp i løpet av de siste syv til åtte millioner år, som mennesker flyktet bort fra skog og mot bipedal livet på bakken. Den resulterende tap i maksimal styrke og effekt oppveies av gevinster i utholdenhet og evnen til å utføre repeterende, lav-energi bevegelser (for eksempel utformingen steiner inn-verktøy). Hva er mer, som hominins overført til en jeger-sanker-modus av eksistens, selectional presset for kognitive ferdigheter dukket opp, noe som resulterer i større hjerner og en redusert avhengighet av fysisk styrke.
Likevel, gitt tilstanden i verden akkurat nå, virker det som om vi fikk den korte enden av pinnen.
[Proceedings of the National Academy of Sciences]