Wie Zweibeinigkeit das menschliche Skelett beeinflusst. Merkmale des aufrechten Gehens. Zeitliche Struktur des Gehens

Zweibeinigkeit

Laufzyklus: Stützen auf einem Bein - doppelte Stützperiode - Stützen auf dem anderen Bein ...

Gehender Mann- die natürlichste menschliche Fortbewegung.

Es gibt noch andere Definitionen, die diese Fortbewegung charakterisieren:

"... Synergien, die die gesamte Muskulatur und den gesamten motorischen Apparat von oben bis unten umfassen"
"... ein zyklischer Akt, also eine Bewegung, bei der sich die gleichen Phasen periodisch immer wieder wiederholen."

• • Gehen ist eine motorische Aktion, das Ergebnis der Umsetzung eines motorischen Stereotyps, eines Komplexes unbedingter und konditionierter Reflexe.
  • Gehen ist eine motorische Fähigkeit, die eine Kette von aufeinanderfolgend fixierten konditionierten motorischen Reflexaktionen ist, die automatisch ohne Beteiligung des Bewusstseins ausgeführt werden.

Wörter mit ähnlicher Bedeutung:

• de:gang - gehen.
• "gait" en: walking - Merkmale von Körperhaltungen und Bewegungen beim Gehen, die für eine bestimmte Person charakteristisch sind.
• "Haltung" de: Körperhaltung - die übliche Position des menschlichen Körpers in Ruhe und Bewegung, einschließlich beim Gehen.

Arten des Gehens

Arten des Gehens sollten nicht mit Arten des Gehens verwechselt werden. Gehen ist ein motorischer Akt, eine Art motorische Aktivität. Gangart - ein Merkmal des Gehens einer Person, "Art des Gehens"

Gehende Aufgaben

Aufgaben des Gehens als wichtige Bewegungsfunktion:

• Sichere lineare Translationsbewegung des Körpers nach vorne (die Hauptaufgabe).
• Halten Sie das vertikale Gleichgewicht aufrecht und verhindern Sie das Herunterfallen beim Bewegen.
• Energieeinsparung, die Verwendung einer minimalen Energiemenge aufgrund ihrer Umverteilung während des Schrittzyklus.
• Gewährleistung einer reibungslosen Bewegung (plötzliche Bewegungen können Schäden verursachen).
• Ganganpassung, um schmerzhafte Bewegungen und Anstrengungen zu eliminieren.
• Erhaltung des Gangs unter äußeren Störeinflüssen oder bei Änderung des Bewegungsplans (Stabilität des Gehens).
• Resistenz gegen mögliche Innervation und biomechanische Störungen.
• Optimierung der Bewegung, vor allem Erhöhung der Effizienz, um den Schwerpunkt der Massen mit dem geringsten Energieverbrauch sicher zu bewegen.

Wandermöglichkeiten

Allgemeine Gehparameter

Die häufigsten Parameter, die das Gehen charakterisieren, sind die Bewegungslinie des Körperschwerpunkts, Schrittlänge, Doppelschrittlänge, Fußdrehwinkel, Stützbasis, Bewegungsgeschwindigkeit und -rhythmus.

• Die Basis der Stütze ist der Abstand zwischen zwei parallelen Linien, die durch die Mittelpunkte der Stütze der Fersen parallel zur Bewegungslinie gezogen werden.
• Der kurze Schritt ist der Abstand zwischen dem Fersendrehpunkt eines Fußes und dem Fersendrehpunkt des kontralateralen Beins.
• Die Fußdrehung ist der Winkel, der von der Bewegungslinie und der Linie gebildet wird, die durch die Fußmitte verläuft: durch die Mitte der Fersenstütze und den Punkt zwischen dem 1. und 2. Finger.
• Der Gehrhythmus ist das Verhältnis der Dauer der Transferphase eines Beins zur Dauer der Transferphase des anderen Beins.
• Gehgeschwindigkeit - die Anzahl der großen Schritte pro Zeiteinheit. Gemessen in Einheiten: Schritt pro Minute oder km. um ein Uhr. Für einen Erwachsenen - 113 Schritte pro Minute.

Biomechanik des Gehens

Das Gehen für verschiedene Krankheiten wird von der Abteilung für Medizin - klinische Biomechanik - untersucht; Gehen als Mittel zum Erreichen eines sportlichen Ergebnisses oder zur Steigerung der körperlichen Fitness wird von der Abteilung für Körperkultur - Sportbiomechanik untersucht. Gehen wird von vielen anderen Wissenschaften untersucht: Computer-Biomechanik, Theater- und Ballettkunst, Militärwissenschaft. Die Grundlage für das Studium aller biomechanischen Wissenschaften ist die Biomechanik eines gesunden Menschen, der unter natürlichen Bedingungen geht. Gehen wird unter dem Gesichtspunkt der Einheit von biomechanischen und neurophysiologischen Prozessen betrachtet, die die Funktion des menschlichen Bewegungsapparates bestimmen.

Biomechanische Struktur des Gehens = + + +

Die zeitliche Struktur des Gehens basiert in der Regel auf der Analyse der Ergebnisse der Podographie. Die Podographie ermöglicht es Ihnen, die Kontaktmomente verschiedener Teile des Fußes mit der Stütze zu registrieren. Auf dieser Grundlage werden die Zeitphasen des Schrittes bestimmt.

Die Kinematik des Gehens wird mit Kontakt- und berührungslosen Sensoren zur Messung von Winkeln in den Gelenken (Goniometrie) sowie mit Gyroskopen untersucht - Geräten, mit denen Sie den Neigungswinkel eines Körpersegments relativ zur Schwerkraftlinie bestimmen können. Eine wichtige Methode bei der Untersuchung der Bewegungskinematik ist die Zyklographietechnik - eine Methode zur Registrierung der Koordinaten von Leuchtpunkten, die sich auf Körpersegmenten befinden.

Die dynamischen Eigenschaften des Gehens werden mit einer dynamografischen (Kraft-) Plattform untersucht. Beim Abstützen der Kraftplattform wird die vertikale Reaktion der Stütze sowie ihre horizontalen Komponenten aufgezeichnet. Um den Druck einzelner Fußpartien zu erfassen, werden Drucksensoren oder Dehnungsmessstreifen verwendet, die in der Schuhsohle angebracht sind.

Die physiologischen Parameter des Gehens werden mit der Technik der Elektromyographie aufgezeichnet - Registrierung der Biopotentiale der Muskeln. Die Elektromyographie, verglichen mit den Daten von Methoden zur Beurteilung der zeitlichen Charakteristika, Kinematik und Dynamik des Gehens, ist die Grundlage für die biomechanische und innervative Analyse des Gehens.

Zeitliche Struktur des Gehens

Ein einfaches Subgramm mit zwei Anschlüssen

Die Hauptmethode zur Untersuchung der zeitlichen Struktur ist die Podographiemethode. Zum Beispiel besteht die Untersuchung des Gehens mit der einfachsten Elektropodographie mit zwei Kontakten darin, Kontakte in der Sohle spezieller Schuhe zu verwenden, die sich schließen, wenn sie auf einer biomechanischen Schiene getragen werden. Die Abbildung zeigt das Gehen in Spezialschuhen mit zwei Kontakten im Fersen- und Vorfußbereich. Die Dauer des Kontaktschlusses wird vom Gerät erfasst und ausgewertet: Schließung des Rückkontakts – Abstützung an der Ferse, Schließung des Rück- und Frontkontakts – Abstützung am gesamten Fuß, Schließung des Frontkontakts – Abstützung am Vorfuß. Erstellen Sie auf dieser Grundlage ein Diagramm der Dauer jedes Kontakts für jedes Bein.

Schrittzeitstruktur

Die wichtigsten Forschungsmethoden: Zyklographie, Goniometrie und Beurteilung der Bewegung eines Körpersegments mit einem Gyroskop.

Mit der Zyklographie-Methode können Sie Änderungen der Koordinaten der leuchtenden Punkte des Körpers im Koordinatensystem registrieren.

Goniometrie ist eine Änderung des Gelenkwinkels durch eine direkte Methode unter Verwendung von Winkelsensoren und berührungslos gemäß der Analyse des Zyklogramms.

Darüber hinaus werden spezielle Sensoren verwendet, Gyroskope und Beschleunigungsmesser. Mit dem Gyroskop können Sie den Rotationswinkel des Körpersegments, an dem es befestigt ist, um eine der Rotationsachsen, die üblicherweise als Referenzachse bezeichnet werden, registrieren. Typischerweise werden Gyroskope verwendet, um die Bewegung des Becken- und Schultergürtels zu beurteilen, während die Bewegungsrichtung nacheinander in drei anatomischen Ebenen registriert wird – frontal, sagittal und horizontal.

Durch die Auswertung der Ergebnisse können Sie zu jedem Zeitpunkt des Schritts den Rotationswinkel des Beckens und des Schultergürtels zur Seite, nach vorne oder hinten sowie die Rotation um die Längsachse bestimmen. In speziellen Studien werden Beschleunigungssensoren verwendet, um in diesem Fall die tangentiale Beschleunigung des Unterschenkels zu messen.

Um das Gehen zu untersuchen, wird eine spezielle biomechanische Schiene verwendet, die mit einer elektrisch leitfähigen Schicht bedeckt ist. Wichtige Informationen werden erhalten, wenn eine in der Biomechanik traditionelle zyklographische Untersuchung durchgeführt wird, die bekanntermaßen auf der Aufzeichnung der Koordinaten von leuchtenden Markierungen basiert, die auf dem Körper der Testperson durch Videokino-Fotografie angeordnet sind.

Gehdynamik

Die Dynamik des Gehens kann nicht durch direkte Messung der Kraft untersucht werden, die von den arbeitenden Muskeln erzeugt wird. Bis heute gibt es keine weit verbreiteten Methoden zur Messung des Kraftmoments eines lebenden Muskels, einer Sehne oder eines Gelenks. Wobei anzumerken ist, dass die direkte Methode, also das Implantieren von Kraft- und Drucksensoren direkt in einen Muskel oder eine Sehne, in Speziallaboren angewendet wird. Eine direkte Methode zur Untersuchung des Drehmoments wird auch mit Sensoren in Unterschenkelprothesen und Gelenkendoprothesen durchgeführt. Eine Vorstellung von den Kräften, die beim Gehen auf einen Menschen einwirken, kann entweder durch die Bestimmung der Kraft im Massenmittelpunkt des gesamten Körpers oder durch die Registrierung von Stützreaktionen gewonnen werden. In der Praxis können die Muskelzugkräfte während der zyklischen Bewegung nur abgeschätzt werden, indem das Problem der inversen Dynamik gelöst wird. Das heißt, wenn wir die Geschwindigkeit und Beschleunigung eines sich bewegenden Segments sowie seine Masse und seinen Schwerpunkt kennen, können wir die Kraft bestimmen, die diese Bewegung verursacht, und zwar gemäß dem zweiten Newtonschen Gesetz (Kraft ist direkt proportional zu Körpermasse und Beschleunigung).

Die wirklich messbaren Gehkräfte sind die Bodenreaktionskräfte. Der Vergleich der Reaktionskraft der Stütze und der Kinematik der Stufe ermöglicht es, den Wert des Gelenkdrehmoments abzuschätzen. Die Berechnung des Muskelmoments kann auf Basis eines Vergleichs der kinematischen Parameter, des Angriffspunktes der Stützreaktion und der bioelektrischen Aktivität des Muskels erfolgen.

Reaktionskraft unterstützen

Die Reaktionskraft der Stütze ist die Kraft, die von der Seite der Stütze auf den Körper wirkt. Diese Kraft ist gleich und entgegengesetzt zu der Kraft, die der Körper auf die Stütze ausübt.

Vertikale Komponente der Auflagerreaktionskraft

Vertikale Komponente des Stützreaktionsvektors.

Der Graph der vertikalen Komponente der Stützreaktion beim normalen Gehen hat die Form einer glatten symmetrischen Doppelhöckerkurve. Das erste Maximum der Kurve entspricht dem Zeitintervall, in dem es durch die Verlagerung des Körpergewichts auf das Laufbein zu einem Vorwärtsschub kommt, das zweite Maximum (Rückwärtsschub) spiegelt die aktive Abstoßung des Beins von der Auflagefläche wider und bewirkt, dass sich der Körper nach oben, vorne und in Richtung des Skating-Gliedes bewegt. Beide Maxima befinden sich oberhalb des Körpergewichts bzw. bei langsamem Tempo ungefähr 100% des Körpergewichts, bei beliebigem Tempo 120%, bei schnellem Tempo - 150% und 140%. Das Stützreaktionsminimum liegt symmetrisch dazwischen unterhalb der Körpergewichtslinie. Das Auftreten eines Minimums ist auf den hinteren Stoß des anderen Beins und seine anschließende Übertragung zurückzuführen; In diesem Fall tritt eine Aufwärtskraft auf, die vom Körpergewicht abgezogen wird. Die minimale Unterstützungsreaktion bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten ist jeweils das Körpergewicht: bei langsamem Tempo - etwa 100%, bei beliebigem Tempo - 70%, bei schnellem Tempo - 40%. Somit ist der allgemeine Trend bei einer Erhöhung des Gehtempos eine Erhöhung der Werte der vorderen und hinteren Stoßdämpfer und eine Verringerung des Minimums der vertikalen Komponente der Stützreaktion.

Längskomponente der Auflagerreaktionskraft

Längskomponente des Stützreaktionsvektors es ist tatsächlich eine Scherkraft gleich der Reibungskraft, die verhindert, dass der Fuß nach vorn und hinten gleitet. Die Abbildung zeigt einen Graphen der Längsstützreaktion als Funktion der Dauer des Schrittzyklus bei schnellem Gehtempo (orange Kurve), bei mittlerem Tempo (magenta) und langsamem Tempo (blau).

Angriffspunkt der Auflagerreaktionskraft

Bodenreaktion - diese Kräfte werden auf den Fuß ausgeübt. Beim Kontakt mit der Oberfläche der Stütze erfährt der Fuß einen Druck von der Seite der Stütze, der gleich und entgegengesetzt zu dem ist, den der Fuß auf die Stütze ausübt. Dies ist die Reaktion der Stütze des Fußes. Diese Kräfte verteilen sich ungleichmäßig über die Kontaktfläche. Wie alle Kräfte dieser Art lassen sie sich als resultierender Vektor darstellen, der einen Betrag und einen Angriffspunkt hat.

Der Angriffspunkt des Stützreaktionsvektors am Fuß wird auch Druckzentrum genannt. Dies ist wichtig, um zu wissen, wo der Angriffspunkt der Kräfte ist, die von der Seite der Stütze auf den Körper einwirken. Bei der Untersuchung auf einer Kraftplattform wird dieser Punkt als Angriffspunkt der Stützreaktionskraft bezeichnet.

Die Trajektorie der Aufbringung der Stützreaktionskraft

Biomechanische Hauptphasen

Eine Analyse der Kinematik, Stützreaktionen und Muskelarbeit verschiedener Körperteile zeigt überzeugend, dass es während des Gehzyklus zu einem regelmäßigen Wechsel biomechanischer Vorgänge kommt. „Das Gehen gesunder Menschen hat trotz einer Reihe individueller Merkmale eine typische und stabile biomechanische und Innervationsstruktur, dh eine bestimmte raumzeitliche Charakteristik von Bewegungen und Muskelarbeit“ .

Aus der Stützphase und der Extremitätentransferphase wird für jedes Bein ein vollständiger Gehzyklus – eine Doppelschrittperiode – zusammengestellt.

Beim Gehen stützt sich eine Person konsequent auf das eine oder andere Bein. Dieses Bein wird Stützbein genannt. Das kontralaterale Bein wird in diesem Moment nach vorne gebracht (Dies ist das tragbare Bein). Die Schwungphase wird Schwungphase genannt. Aus der Stützphase und der Extremitätentransferphase wird für jedes Bein ein vollständiger Gehzyklus – eine Doppelschrittperiode – zusammengestellt. Während der Stützperiode erzeugt die aktive Muskelanstrengung der Gliedmaßen dynamische Stöße, die dem Schwerpunkt des Körpers die für die Translationsbewegung notwendige Beschleunigung verleihen. Beim Gehen in durchschnittlichem Tempo dauert die Standphase etwa 60 % des Doppelschrittzyklus, die Schwungphase etwa 40 %.

Als Beginn eines Doppelschritts gilt der Moment des Kontakts der Ferse mit der Stütze. Normalerweise erfolgt die Landung der Ferse auf ihrem äußeren Abschnitt. Dieses (rechte) Bein gilt fortan als das tragende. Ansonsten wird diese Phase des Gehens als Front Push bezeichnet - das Ergebnis des Zusammenspiels der Schwerkraft einer sich bewegenden Person mit einer Stütze. In diesem Fall tritt auf der Stützebene eine Stützreaktion auf, deren vertikale Komponente die Masse des menschlichen Körpers übersteigt. Das Hüftgelenk befindet sich in Flexionsstellung, das Bein ist im Kniegelenk gestreckt, der Fuß befindet sich in einer leichten Dorsalflexion. Die nächste Phase des Gehens ist die Unterstützung des ganzen Fußes. Das Körpergewicht wird auf den vorderen und hinteren Teil des Stützfußes verteilt. Das andere, in diesem Fall das linke Bein, hält Kontakt zur Stütze. Das Hüftgelenk hält die Beugestellung, das Knie beugt sich, die Trägheitskraft des Körpers wird gemildert, der Fuß nimmt eine Mittelstellung zwischen Rücken- und Plantarflexion ein. Dann beugt sich der Unterschenkel nach vorne, das Knie ist vollständig gestreckt, der Schwerpunkt des Körpers bewegt sich nach vorne. Während dieser Schrittphase erfolgt die Bewegung des Körperschwerpunkts aufgrund der Trägheitskraft ohne aktive Beteiligung der Muskeln. Unterstützung für den Vorfuß. Nach ca. 65 % der Zeit des Doppelschritts, am Ende des Stützintervalls, wird der Körper durch aktive Plantarflexion des Fußes nach vorne und oben geschoben – ein Rückwärtsschub wird realisiert. Der Massenschwerpunkt bewegt sich durch aktive Muskelkontraktion nach vorne. Die nächste Stufe - die Transferphase ist durch die Trennung des Beins und die Verschiebung des Massenschwerpunkts unter dem Einfluss der Trägheit gekennzeichnet. In der Mitte dieser Phase befinden sich alle großen Gelenke des Beines in der Position maximaler Beugung. Der Gehzyklus endet mit dem Moment des Kontakts der Ferse mit der Stütze. Im zyklischen Ablauf des Gehens werden Momente unterschieden, in denen nur ein Bein Kontakt mit der Stütze hat („Einstützphase“) und beide Beine, wenn das nach vorne gestreckte Glied die Stütze bereits berührt hat und das dahinter liegende nicht noch abfallen ("Doppelstützphase"). Mit zunehmendem Gehtempo verkürzen sich die „Zwei-Stützphasen“ und verschwinden beim Umschalten aufs Laufen ganz. Somit unterscheidet sich das Gehen in Bezug auf kinematische Parameter vom Laufen bei Vorhandensein einer Zwei-Unterstützungsphase.

Geheffizienz

Der Hauptmechanismus, der die Effektivität des Gehens bestimmt, ist die Bewegung des gemeinsamen Massenschwerpunkts.

Bewegung des CCM, Umwandlung von kinetischer (T k) und potentieller (E p) Energie

Die Bewegung des gemeinsamen Schwerpunkts (MCM) ist ein typischer sinusförmiger Vorgang mit einer Frequenz, die einem Doppelschritt in mediolateraler Richtung entspricht, und mit einer doppelten Frequenz in anterior-posteriorer und vertikaler Richtung. Die Verschiebung des Massenschwerpunkts wird nach der traditionellen zyklografischen Methode bestimmt, wobei der allgemeine Massenschwerpunkt auf dem Körper des Probanden mit leuchtenden Punkten angezeigt wird.

Es ist jedoch möglich, dies auf einfachere, mathematische Weise zu tun, wenn man die vertikale Komponente der Stützreaktionskraft kennt. Nach den Gesetzen der Dynamik ist die Beschleunigung der vertikalen Bewegung gleich dem Verhältnis der Reaktionskraft der Stütze zur Masse des Körpers, die Geschwindigkeit der vertikalen Bewegung ist gleich dem Verhältnis des Produkts der Beschleunigung zum Zeitintervall. und die Bewegung selbst ist das Produkt von Geschwindigkeit zu Zeit. Wenn man diese Parameter kennt, kann man leicht die kinetische und potentielle Energie jeder Schrittphase berechnen. Die Kurven der potentiellen und kinetischen Energie sind gewissermaßen spiegelbildlich zueinander und weisen eine Phasenverschiebung von etwa 180° auf. Es ist bekannt, dass das Pendel am höchsten Punkt ein Maximum an potentieller Energie hat und diese in kinetische Energie umwandelt, die nach unten abweicht. In diesem Fall wird ein Teil der Energie für Reibung aufgewendet. Beim Gehen wird bereits zu Beginn der Unterstützungsphase, sobald der GCM zu steigen beginnt, die kinetische Energie unserer Bewegung in potentielle Energie umgewandelt und umgekehrt, wenn der GCM sinkt, in kinetische Energie. Somit werden ca. 65 % der Energie eingespart. Die Muskulatur muss den Energieverlust, der bei etwa fünfunddreißig Prozent liegt, ständig ausgleichen. Die Muskeln werden aktiviert, um den Schwerpunkt von der unteren Position zur oberen zu verschieben und die verlorene Energie wieder aufzufüllen.

Die Geheffizienz hängt mit der Minimierung der vertikalen Bewegung des gemeinsamen Massenschwerpunkts zusammen. Eine Zunahme der Gehenergie ist jedoch untrennbar mit einer Zunahme der Amplitude vertikaler Bewegungen verbunden, dh mit einer Zunahme der Gehgeschwindigkeit und Schrittlänge nimmt die vertikale Komponente der Bewegung des Massenschwerpunkts zwangsläufig zu.

Während der Standphase des Schrittes findet eine ständige Ausgleichsbewegung statt, die die vertikale Bewegung minimiert und für ein ruhiges Gehen sorgt.

LEKTION 13. Die Struktur des menschlichen Skeletts. Merkmale des menschlichen Skeletts durch aufrechte Körperhaltung

Lernziel: Studium der Hauptbestandteile des menschlichen Skeletts, seiner Merkmale; Bringen Sie die Schüler zu Schlussfolgerungen über die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den Skeletten von Menschen und Tieren.

Grundbegriffe und Begriffe: Schädel, Wirbelsäule, Wirbel, Brustkorb, Rippen, Atlas, Epistrophie.

Ausrüstung: menschliches Skelett, Säugetierskelett; Tabellen "Menschliches Skelett", "Säugetierskelett"; Wirbel Sammlung.

Die Struktur des Unterrichts, die Hauptinhalte und Arbeitsmethoden

I. Aktualisierung des Grundwissens der Studierenden. (Gespräch mit Vorführung von Menschen- und Säugetierskeletten).

Fragen zum Gespräch.

1. Aus welchen Abteilungen besteht das Skelett eines Säugetiers?

2. Welche Funktionen erfüllen die einzelnen Abteilungen?

3. Welche Teile des Skeletts werden beim Menschen unterschieden?

4. Was ist der Beweis für die Ähnlichkeit von menschlichen und tierischen Skeletten?

II. Neues Material lernen.

1. Abteilungen des menschlichen Skeletts. (Selbstständiges Arbeiten mit dem Text und den Zeichnungen des Lehrbuchs anhand von Handzetteln).

Die Aufgabe wird vorab auf Karten gedruckt oder in einer Pause an die Tafel geschrieben.

Und eine Option.

1. Vergleichen Sie den Halswirbel mit dem Brust-, Brust- und Lendenwirbel. Was ist der Unterschied und worauf kommt es an?

2. Stellen Sie Unterschiede in der Form des menschlichen Brustkorbs von der Form des Säugetierbrustkorbs fest. Welche Bedeutung hat dieser Unterschied?

3. Finden Sie auf dem Tisch alle Knochen des zerebralen Teils des Schädels. Auf welche Knochenplatzierung können Sie sich hinweisen? Vergleichen Sie die Gehirnregion des menschlichen Schädels mit dem Schädel eines Säugetiers.

4. Wie unterscheidet sich die Form des menschlichen Beckengürtels von der Form bei Säugetieren?

II-Option

1. Stellen Sie fest, was in der Struktur aller Wirbel gemeinsam ist. Was ist der Unterschied zwischen einem Halswirbel und einem Lendenwirbel? Wie ist dieser Unterschied zu erklären?

2. Welche Bedeutung haben für einen Menschen die strukturellen Merkmale seiner Wirbelsäule?

3. Stellen Sie Unterschiede in der Struktur der Knochen fest, aus denen die oberen und unteren Gliedmaßen bestehen.

4. Drehen Sie Ihre Handfläche nach unten. Welche Merkmale der Knochenverbindung ermöglichen es Ihnen, diese Bewegung auszuführen?

2. Merkmale des menschlichen Skeletts im Zusammenhang mit aufrechter Körperhaltung und Wehen. (Gespräch, Notizen in Schülerheften).

Wesentliche Merkmale des menschlichen Skeletts:

Charakteristische Kurven der Wirbelsäule;

Breite Brustform;

Breites Becken;

Der Unterschied in der Struktur der oberen und unteren Extremitäten;

Fußgewölbe;

Relativ große Entwicklung des Hirnschädels.

1. Studentische Berichte über abgeschlossene selbstständige Arbeiten.

2. Wählen Sie aus der Liste Knochen aus, die zu einem bestimmten Abschnitt des Skeletts gehören, und tragen Sie die entsprechenden Buchstaben in die Tabelle ein.

Knochen: A. Schulterblatt. Würde. Ellbogen. B. Rippen. G. Oberkiefer. D. Hinterhaupt. E. Handgelenk. Dasselbe. Schienbein. Aus. Epistropheus. I. Mittelfußknochen. K. Femur. L. Becken. M. Schulter.

IV . Hausaufgaben.

Studiere dieses Thema aus dem Lehrbuch.

Eine Aufgabe erledigen.

Wenn Ihr Freund erfolglos von den Bäumen gesprungen ist und sich das Bein verletzt hat, während er einen starken Schmerz verspürt, muss ihm Erste Hilfe geleistet werden. Bestimmen Sie die richtige Reihenfolge der Aktionen, die in diesem Fall ausgeführt werden müssen:

a) die Verletzungsstelle erhitzen;

b) die Extremität durch Anlegen einer Schiene immobilisieren;

c) den Patienten ins Krankenhaus bringen;

d) einen kalten Gegenstand auf die beschädigte Stelle auftragen;

e) das Gelenk selbst einstellen.

Russischer Archäologe, Ph.D. D., leitender Forscher der Abteilung für paläolithische Archäologie des Instituts für Geschichte der materiellen Kultur der Russischen Akademie der Wissenschaften (IIMK RAS, St. Petersburg).

"Am Anfang war ein Bein."

M. Harris. "Unsere Familie".

Bei aller Vielfalt an Hypothesen, die die Entstehung von Menschen erklären, werden fast immer zwei Ereignisse in den Vordergrund gerückt, die als wesentlich für den Beginn des Hominisierungsprozesses angesehen werden. Diese Ereignisse sind der Übergang einiger der höheren Menschenaffen (Hominoiden) von einem überwiegend baumbewohnenden Lebensstil in Wäldern zu einer überwiegend terrestrischen Existenz in offenen oder mosaikartigen Landschaften und die Entwicklung des aufrechten Gehens durch sie. Es wird angenommen, dass die ersten, nachdem sie die Vorfahren der Hominiden vor die Notwendigkeit gestellt hatten, sich an eine neue, ungewöhnliche Umgebung anzupassen, sie dazu drängten, nach neuen ökologischen Nischen zu suchen, und die Entwicklung von Werkzeugaktivitäten, Sozialität usw. stimulierten zweitens, was zur Befreiung der Vorderbeine von der Muskel-Skelett-Funktion führte, war eine notwendige Voraussetzung für eine solche Entwicklung. Wenn es möglich wäre zu erklären, was genau zu einer Veränderung des Lebensraums geführt hat, was zu einer Veränderung der Bewegungsweise geführt hat und vor allem, warum diese beiden Ereignisse die Anpassung auf dem üblichen biologischen Weg unzureichend gemacht haben, drängen auf die Verwirklichung von kulturelles (also vor allem intellektuelles) Potenzial, dann könnte das Hauptproblem der Anthropogenese als allgemein gelöst gelten. Inzwischen ist die Antwort nur auf die erste der aufgelisteten Fragen mehr oder weniger eindeutig (dazu später mehr), während bei den Ursachen und Folgen des Übergangs in die aufrechte Haltung die Meinungsunterschiede sehr groß sind und der Grad der Eindeutigkeit hier ist umgekehrt proportional zur wachsenden Zahl von Hypothesen. Obwohl nur sehr wenige Themen im Zusammenhang mit dem Studium der Anthropogenese so viele Diskussionen ausgelöst haben wie der Ursprung der Zweibeinigkeit, bleibt dieses Ereignis ein Rätsel, da es wirklich die "verdammte Frage" der Paläoanthropologie ist. In theoretischen Konstruktionen, die bestimmte Sequenzen voneinander abhängiger Ereignisse in der menschlichen Evolution postulieren, ist dieser Punkt das sehr „schwache Glied“, aufgrund dessen Zerbrechlichkeit die gesamte Kette zerbröckelt. Da auf diese Verbindung nicht verzichtet werden kann, ist ihre „Wiederherstellung“ notwendig.

Die meisten Autoren, die den Ursprung der Zweibeinigkeit bei Hominiden diskutieren, sind sich sicher, dass diese Eigenschaft ihren Besitzern von Anfang an einige Vorteile verschafft hat, sonst wäre sie einfach nicht entstanden. Der Standpunkt ist zweifellos absolut logisch, aber was waren nach Ansicht derer, die ihn teilen, diese Vorteile? Auf diese Frage wurden viele Antworten vorgeschlagen, aber keine davon kann, wie wir sehen werden, als überzeugend angesehen werden.

Nach einer weit verbreiteten Hypothese wurde der Übergang der menschlichen Vorfahren zur aufrechten Haltung oder, wie Anthropologen oft sagen, zur orthograden Fortbewegung durch die Notwendigkeit erklärt, sich an offene Landschaften anzupassen, d.h. zum Leben in der Savanne, in der Steppe, an Orten ohne oder fast ohne Baumvegetation. Diese Idee wurde bereits im vorletzten Jahrhundert von dem französischen Naturforscher Jean-Baptiste Lamarck formuliert, der als erster eine ganzheitliche Theorie der Evolution der organischen Welt aufstellte, und dem englischen Naturforscher Alfred Wallace, der gleichzeitig die Theorie der Natürliche Auslese zusammen mit Darwin. Allerdings macht eine Tatsache, die Lamarck und Wallace nicht wissen konnten, aber ihre modernen Anhänger wissen sollten, diese Hypothese äußerst zweifelhaft. Tatsache ist, dass, wie zahlreiche Studien um die Jahrtausendwende ergaben, die frühen Hominiden meist noch nicht in der Savanne lebten, sondern in Gebieten, in denen tropische Regenwälder erhalten oder sogar dominierten. Gemessen an der chemischen Zusammensetzung alter Böden, fossilen Pollen von Pflanzen und der Artenzusammensetzung von Tieren, deren Knochen die Skelettreste der ältesten menschlichen Vorfahren begleiten, lebten sowohl Australopithecus als auch Ardipithecus und darüber hinaus ihre Vorgänger hauptsächlich im Dschungel. Folglich war und konnte der Übergang zur Zweibeinigkeit nicht mit einer Anpassung an offene Landschaften in Verbindung gebracht werden. Außerdem ist es völlig unverständlich, warum man in der Savanne tatsächlich auf zwei Beinen gehen muss? Schließlich bleiben moderne Affen, die in baumlosen Gebieten leben (Paviane, einige Populationen von Makaken), vierbeinig und scheinen überhaupt nicht darunter zu leiden. Beide Einwände treffen übrigens voll und ganz auf die einst weit verbreitete Vorstellung zu, dass Hominiden angeblich aus Gründen der Weitsicht und besseren Navigation in der Savanne dort aufgerichtet haben, wo eine gute Sicht zur Nahrungssuche und zum rechtzeitigen Auffinden erforderlich war der Gefahr.

Eine andere Erklärung für die Entstehung des aufrechten Gehens, noch häufiger als die vorige (kann aber durchaus damit kombiniert werden), ist die Annahme, dass zur Freimachung der Hände eine Zweibeinigkeit erforderlich war, die wiederum für die Herstellung notwendig war von Werkzeugen und verschaffte dem Menschen tatsächlich viele wichtige Vorteile gegenüber anderen Tieren (Abb. 5.1). Diese Idee wurde schon im 19. Jahrhundert oft geäußert. Sie fand ihren klassischen Ausdruck in den Werken von Darwin und Engels und wurde von vielen späteren Autoren übernommen. „Der Mensch“, schrieb Darwin, „hätte seine gegenwärtige beherrschende Stellung in der Welt nicht erreichen können ohne den Einsatz von Händen, die so bewundernswert geeignet sind, zur Erfüllung seines Willens zu dienen. ... Aber solange die Hände regelmäßig für Bewegungen verwendet wurden, konnten sie kaum perfekt genug werden, um Waffen herzustellen oder Steine ​​​​und Speere genau zu werfen. ... Allein aus diesen Gründen wäre es für eine Person von Vorteil, zweibeinig zu werden ... ". Auf den ersten Blick ist es unmöglich, die obigen Argumente in Frage zu stellen: Was könnte ein Mensch ohne Hände sein, und welche Art von Händen kann ein Wesen haben, das sich auf allen Vieren bewegt? Allerdings wird hier, wie im vorherigen Fall, die Harmonie der vorgeschlagenen Erklärung durch einige Tatsachen verletzt, die erst ein Jahrhundert nach der Veröffentlichung des zitierten Werkes von Darwin bekannt wurden. Erstens, nach den jetzt verfügbaren archäologischen Daten zu urteilen, tauchten die ersten Steinwerkzeuge mindestens zwei, aber eher drei oder sogar vier Millionen Jahre später auf als die ersten aufrechten Hominiden. Zweitens stellten sie diese Werkzeuge fast sicher im Sitzen her und benutzten sie, so dass das Problem, die Hände zu befreien, einfach nicht auftauchte. Natürlich ist es bequemer, im Stehen beispielsweise an einer Drehbank oder einer Tischlerwerkbank zu arbeiten, aber davor waren die ersten Hominiden noch sehr weit weg. Die Arbeitsschritte, die notwendig und für sie verfügbar waren, können viel leichter im Sitzen durchgeführt werden. Genau das tun Menschenaffen jedenfalls am liebsten, wenn sie zum Beispiel mit schweren Steinen Nüsse knacken, und experimentelle Archäologen, wenn sie versuchen, aus Feuerstein, Knochen oder Holz Werkzeuge herzustellen, die mit denen identisch sind, die man bei Ausgrabungen findet.

Übrigens sollte beachtet werden, dass die Bildung der Zweibeinigkeit bei menschlichen Vorfahren anscheinend kein einzigartiges Ereignis in der Evolutionsgeschichte der Hominoiden ist. Seit Mitte des letzten Jahrhunderts vermuteten einige Forscher, dass lange vor dem Erscheinen der ersten Hominiden bereits aufrecht stehende Affen auf der Erde lebten. Anlass zu solchen Verdächtigungen gaben die Knochenreste von Oreopithecus, der nach der geografischen Lokalisierung paläontologischer Funde hauptsächlich im Süden der heutigen Apenninenhalbinsel lebte, in dem Teil, der im Miozän eine Insel war. Eine kürzlich von einer Gruppe spanischer und italienischer Anthropologen durchgeführte Untersuchung dieser Materialien bestätigte erneut, dass der Oreopithecus nicht nur in der Lage war, sondern sich vielleicht sogar lieber auf zwei Beinen auf dem Boden fortbewegte. Dies wird durch Anzeichen wie die Biegung der unteren Wirbelsäule nach vorne, das vertikal angeordnete Kniegelenk sowie einige strukturelle Merkmale des Beckens belegt, die Analogien in der Anatomie von Australopithecus afarensis finden. Außerdem stellte sich heraus, dass sich diese vor 8 oder 7 Millionen Jahren ausgestorbenen Hominoiden auch durch eine für Affen nicht ganz übliche Handstruktur auszeichneten. Manchmal wird sogar behauptet, dass sie mit ihren Fingern verschiedene Gegenstände mit einer solchen Geschicklichkeit aufnehmen und halten konnten, die später nur Menschen und ihren Vorfahren, beginnend mit dem Australopithecus, zur Verfügung stand. Wie die Oreopithecus diese ihre Eigenschaft nutzten – falls sie sie wirklich besaßen 1 – ist unbekannt. Vielleicht nur, um ein paar kleine Früchte von den Bäumen zu pflücken und sie in den Mund zu nehmen, oder vielleicht für eine Art Aktion, die sie in unseren Augen den Hominiden noch näher bringen würde. Zwar stehen Oreopithecus nach einigen wichtigen Merkmalen, zum Beispiel in der Zahnstruktur, den niederen Menschenaffen näher als den Menschenaffen. Sie konnten sich auch nicht eines großen Gehirns rühmen, wie auch eines großen Körpers. Nach vorliegenden Rekonstruktionen betrug das Durchschnittsgewicht dieser Hominoiden etwa 30-40 kg. Dennoch ist das Vorhandensein deutlicher Parallelen zur Evolution der Hominiden sehr interessant und erinnert uns noch einmal daran, dass die Natur verschiedene Entwicklungsmöglichkeiten auf Lager hatte.

Der Übergang zum Bipedalismus und die Befreiung der Vorderbeine von der muskuloskelettalen Funktion waren auch mit der Notwendigkeit verbunden, Nahrung und Jungtiere zu tragen oder mit Gesten zu signalisieren oder Raubtiere abzuschrecken, indem man sie mit Steinen und Stöcken bewarf, und so weiter. Alle Vermutungen dieser Art beruhen jedoch auf einer deutlichen Übertreibung der Rolle einmaliger, sporadischer Aktionen (Werfen, Gestikulieren, Tragen von Gegenständen), die moderne Affen problemlos bewältigen können, ohne ihre Bewegungsweise zu ändern. Schimpansen zum Beispiel sind durchaus in der Lage, einen Leoparden in die Flucht zu schlagen, indem sie dornige Äste schwingen oder Haufen schwerer Steine ​​an Orte schleppen, an denen viele ihrer hartschaligen Lieblingsnüsse liegen, und diese Steine ​​dann als Hämmer und Amboss zu verwenden. Die Tatsache, dass sie oft gezwungen sind, ihre Vorderbeine als Hände zu benutzen, hindert sie jedoch nicht daran, wie vor Millionen von Jahren vierbeinig zu sein.

Viel interessanter und vielleicht vielversprechender sind die Versuche, die "verdammte" Frage zu beantworten, bei denen die Betonung darauf liegt, die Energievorteile zu finden, die die zweibeinige Fortbewegung bietet. Die bioenergetische Hypothese erklärt die Entstehung der Zweibeinigkeit durch die größere Energieeffizienz der menschlichen Zweibeinigkeit im Vergleich zu den vierfüßigen Menschenaffen (Abb. 5.2). Die Hauptschwäche dieser Erklärung besteht darin, dass sie sich auf die Vorteile des aufrechten Gehens beruft, die erst bei voll entwickelter menschlicher Zweibeinigkeit auftreten könnten, aber im Laufe ihrer Entwicklung, insbesondere in den frühen Übergangsstadien, fast nicht wahrnehmbar wären. Auch wenn die zweibeinige Fortbewegung, wie sie dem modernen Menschen bekannt ist, tatsächlich energetisch vorteilhafter ist als die vierbeinige Fortbewegung (die allerdings noch nicht vollständig aufgeklärt ist), folgt daraus keineswegs, dass die gleichen Vorteile auch für die Gangart charakteristisch sind frühe Hominiden. Es unterschied sich anscheinend sehr von unserem und war bei weitem nicht so effektiv (mehr dazu weiter unten).

Vertreter der thermoregulatorischen Hypothese sahen den Grund für den Übergang unserer Vorfahren zum Zweibeiner darin, dass die senkrechte Körperhaltung bei intensiver Tagesaktivität in der heißen Savanne die Hominiden vor Hitzestress schützte. Tatsächlich ist die dem direkten Sonnenlicht ausgesetzte Körperoberfläche bei einem aufrechten Menschen viel geringer als bei einem Vierbeiner gleicher Größe, und wie Sie sich leicht vorstellen können, nimmt dieser Unterschied zu, wenn sich die Sonne dem Zenit nähert . Wie wir jedoch heute wissen, lebten aufrecht gehende Hominine in den ersten Millionen Jahren ihrer Geschichte hauptsächlich im Dschungel, nicht in den Savannen, und waren daher nicht stärker von Hitzestress bedroht als moderne Gorillas oder Schimpansen.

Um das Bild zu vervollständigen, können wir auch die sogenannte "aquatische" Hypothese erwähnen, nach der die Orthogonalität der frühen Hominiden das Ergebnis der Anpassung an das Leben im Schelf in der aquatischen Umwelt ist (Abb. 5.3). Diese Idee wurde einst in der pseudowissenschaftlichen Literatur aktiv diskutiert, aber unter professionellen Anthropologen hatte und hat sie bis auf wenige Ausnahmen keine Anhänger. Der Grund dafür ist einfach und liegt in der Tatsache, dass diese Hypothese ausschließlich auf Annahmen halbphantastischer Natur basiert, die nicht durch absolut spezifische Materialien gestützt werden. Es gibt keine Tatsachen, die zumindest indirekt darauf hindeuten, dass die ersten Mitglieder der menschlichen Clade "aus dem Wasser kamen", es sei denn, wir betrachten natürlich als solche Hinweise beispielsweise auf unsere Schwimmfähigkeit, was anscheinend nicht der Fall ist Schimpansen angeboren, oder daran, dass Menschen eine dickere Unterhautfettschicht als andere Primaten haben.

Es stellt sich also heraus, dass es sehr schwierig, wenn nicht unmöglich ist, spezifische Vorteile zu finden, die mit der Zweibeinigkeit in ihren frühen Entwicklungsstadien verbunden sein könnten. Ein überzeugender Grund für „den Übergang zur orthograden Fortbewegung wurde noch nicht gefunden“, und der Beginn der Anthropogenese „verschmilzt in einem wackeligen Schleier von Unsicherheiten“, gab ein prominenter russischer Forscher der menschlichen Evolution vor 15 Jahren zu. 2 Die Situation hat sich seitdem nicht geändert. Zwar hat die Zahl der Hypothesen deutlich zugenommen und wächst weiter, aber ihre Zahl wird irgendwie nicht zu Qualität. Anthropologen verlieren natürlich nicht den Optimismus und hoffen, dass die Entdeckung neuer Knochen und die Verbesserung der Methoden zu ihrer Untersuchung am Ende eine Antwort auf die verdammte Frage ermöglichen werden, aber diese Hoffnungen können sich nur erfüllen, wenn der Zweibeiner wirklich gegeben hat einige Vorteile bereits für die ersten Hominiden. Aber ist es wirklich notwendig? Was wäre, wenn es keine Vorteile gäbe?

1 Daran bestehen Zweifel (Susman R.L. Oreopithecus bambolii: an unwahrscheinlich case of hominidlike grip capability in a Miocene ape // Journal of Human Evolution, 2004, vol. 46, no. 1, p. 103-115).

2 Alexejew V.P. Anthropogenese – ein gelöstes Problem oder eine Reihe neuer Probleme? // Der Mensch im Wissenschaftssystem. M., 1989, p. 113.

Verwenden Sie für die Antworten zu den Aufgaben 29-32 ein separates Blatt. Notieren Sie zuerst die Nummer der Aufgabe (29, 30 usw.) und dann die Antwort darauf. Schreiben Sie Ihre Antworten klar und leserlich.

ARTEN VON GERÄTEN

Fitness ist die relative Zweckmäßigkeit der Struktur und Funktionen des Körpers, die das Ergebnis natürlicher Auslese ist.

Körperform Tiere ermöglicht es ihnen, sich in der entsprechenden Umgebung leicht zu bewegen, macht Organismen in der Umgebung unauffällig, zum Beispiel das Lumpensammler-Seepferdchen. Verkleidung- die Ähnlichkeit des Organismus mit einem Objekt der Umgebung in Farbe, Körperform, zum Beispiel einer Stabheuschrecke. Schützende Färbung verbirgt den Organismus in der Umgebung, macht ihn unsichtbar, zum Beispiel eine Heuschrecke. Färbung sezieren- Der Wechsel von hellen und dunklen Streifen auf dem Körper erzeugt die Illusion eines Wechsels von Licht und Schatten und verwischt die Konturen des Tieres, z. B. eines Zebras oder eines Tigers. Achtung Färbung- helle Färbung, die auf das Vorhandensein giftiger Substanzen oder spezieller stechender Schutzorgane hinweist, die Gefahr des Körpers für ein Raubtier, beispielsweise eine Hummel, eine Wespe. Mimikry- Nachahmung ungeschützter Organismen durch gut geschützte, z. B. Taubnessel. Adaptives Verhalten- Gewohnheiten, Instinkte zum Schutz vor Feinden und die Wirkung von Umweltfaktoren (Drohhaltung, Warnung und Angst vor dem Feind, Einfrieren, Pflege der Nachkommen, Aufbewahrung von Nahrung, Bau eines Nestes, Höhlen usw.).

Pflanzen haben auch Anpassungen für Schutz, Fortpflanzung und Verbreitung entwickelt: Stacheln; leuchtende Blütenfarbe bei insektenbestäubten Pflanzen; unterschiedliche Reifezeit von Staubblättern und Samenanlagen verhindert die Ausbreitung von Samen. Modifikationen verschiedener Organe in Pflanzen sind Anpassungen an die Übertragung widriger Bedingungen und die vegetative Vermehrung.

1) Was ist die Natur von Anpassungen in lebenden Organismen? Erklären Sie die Antwort.

2) Einige Tiere haben Farben, die helle Farben kombinieren, wie Schwarz und Rot, Schwarz und Gelb. Welche biologische Bedeutung hat diese Färbung?

3) Wie passen sich Pflanzen an Feuchtigkeitsmangel an? Nenne Beispiele.

Zeige die Antwort

1) Anpassungen sind relativ und vorübergehender Natur, da sie dem Organismus helfen, nur unter den Bedingungen zu überleben, unter denen sie entstanden sind.

2) Diese Färbung wird als Warnung bezeichnet, weist auf das Vorhandensein von Giftstoffen im Tier oder auf spezielle Stichschutzorgane hin, die die Körpergefährdung des Raubtiers darstellen.

3) Speichern Sie Wasser in Blättern oder Stängeln (Aloe, Kaktus); lange Wurzeln (Kameldorn); die Blätter sind mit einer Wachsschicht überzogen oder behaarte, harte Triebe (Saxaul, Federgras) oder zu Stacheln umgeformt (Kakteen).

Untersuchen Sie die Tabelle "Chemische Zusammensetzung von zuckerhaltigem Seetang". Beantworte die Fragen.

Die chemische Zusammensetzung von zuckerhaltigem Seetang

1) Um den Mangel an welchem ​​Element auszugleichen, wird die Verwendung von Seetang empfohlen?

2) Wie viele Tagespunkte dieses Elements enthalten 100 g Seetang-Trockenmasse?

3) Welche Krankheiten werden durch den Verzehr von Seetang verhindert?

Zeige die Antwort

Die richtige Antwort muss folgende Elemente enthalten:

3) endemischer Kropf.

Sehen Sie sich die Tabellen an und lösen Sie die Aufgaben 31 und 32.

Energiekosten für verschiedene Arten von körperlicher Aktivität

Vasily ist der führende Spieler im Wasserballteam. Bieten Sie Vasily anhand der Daten in den Tabellen ein optimales Kalorienmenü an, mit dem er die Energiekosten nach einem Training von 1 Stunde 35 Minuten ausgleichen kann.

Denken Sie bei der Auswahl daran, dass Vasily Schokoladeneis liebt und Tee ohne Zucker trinkt.

Geben Sie in Ihrer Antwort die Energiekosten, die empfohlenen Mahlzeiten, den Kaloriengehalt des Mittagessens und die darin enthaltene Fettmenge an.

Energie- und Nährwert von Produkten