Kuidas kahejalgsus inimese luustikku mõjutas. Püsti kõndimise tunnused. Kõndimise ajaline struktuur

kahejalgsus

Kõndimise tsükkel: tugi ühele jalale - kahekordne tugiperiood - tugi teisele jalale ...

Jalutav mees- inimese kõige loomulikum liikumine.

Seda liikumist iseloomustavad ka teised määratlused:

"... kogu lihaskonda ja kogu motoorset aparaati ülalt alla hõlmav sünergia"
"... tsükliline akt, see tähendab liikumine, milles samad faasid korduvad perioodiliselt ikka ja jälle."

• • Kõndimine on motoorne tegevus, motoorse stereotüübi, tingimusteta ja konditsioneeritud reflekside kompleksi rakendamise tulemus.
  • Kõndimine on motoorne oskus, mis on järjestikku fikseeritud konditsioneeritud refleksmotoorsete toimingute ahel, mis sooritatakse automaatselt ilma teadvuse osaluseta.

Sõnad, mis on tähenduselt lähedased:

• en:gait - kõndimine.
• "kõnnak" et: kõndimine - konkreetsele inimesele iseloomulikud asendid ja liigutused kõndimisel.
• "Posture" et: Poos – inimkeha tavapärane asend puhkeasendis ja liikumisel, sealhulgas kõndimisel.

Kõndimise tüübid

Kõndimise tüüpe ei tohiks segi ajada kõnnitüüpidega. Kõndimine on motoorne tegevus, teatud tüüpi motoorne tegevus. Kõnnak - inimese kõndimise tunnus, "kõndimisviis"

Kõndimisülesanded

Kõndimise kui olulise liikumisfunktsiooni ülesanded:

• Keha ohutu lineaarne translatsiooniline liikumine edasi (peamine ülesanne).
• Säilitage vertikaalne tasakaal, vältige liikumisel kukkumist.
• Energiasääst, minimaalse energiahulga kasutamine selle ümberjaotamise tõttu sammutsükli jooksul.
• Sujuva liikumise tagamine (äkilised liigutused võivad kahjustada).
• Kõnnaku kohandamine valuliku liikumise ja pingutuse kõrvaldamiseks.
• Kõnnaku säilitamine väliste häirivate mõjude või liigutuste plaani muutmisel (Kõnni stabiilsus).
• Vastupidavus võimalikele innervatsioonile ja biomehaanilistele häiretele.
• Liikumise optimeerimine, ennekõike masside raskuskeskme ohutu liigutamise efektiivsuse suurendamine väikseima energiakuluga.

Kõndimisvalikud

Üldised kõndimisparameetrid

Levinumad kõndimist iseloomustavad parameetrid on keha massikeskme liikumisjoon, sammu pikkus, topeltsammu pikkus, jala pöördenurk, tugipõhi, liikumiskiirus ja rütm.

• Toe alus on kaugus kahe paralleelse joone vahel, mis on tõmmatud läbi kandade toe keskpunktide paralleelselt liikumisjoonega.
• Lühike samm on kaugus ühe jala kanna pöördepunkti ja kontralateraalse jala kanna pöördepunkti vahel.
• Jala pööre on nurk, mille moodustavad liikumisjoon ja labajala keskosa läbiv joon: läbi kannatoe keskpunkti ning 1. ja 2. varba vahelise punkti.
• Kõndimise rütm on ühe jala ülekandefaasi kestuse ja teise jala ülekandefaasi kestuse suhe.
• Kõndimiskiirus – suurte sammude arv ajaühikus. Mõõdetud ühikutes: samm minutis või km. kell üks. Täiskasvanu jaoks - 113 sammu minutis.

Kõndimise biomehaanika

Erinevate haiguste kõndimist uurib meditsiini sektsioon - kliiniline biomehaanika; kõndimist kui vahendit sportliku tulemuse saavutamiseks või füüsilise vormi tõstmiseks uurib kehakultuuri sektsioon - spordibiomehaanika. Kõndimist uurivad paljud teised teadused: arvuti biomehaanika, teatri- ja balletikunst, sõjateadus. Kõigi biomehaanikateaduste uurimise aluseks on looduslikes tingimustes kõndiva terve inimese biomehaanika. Kõndimist käsitletakse inimese liikumisaparaadi talitlust määravate biomehaaniliste ja neurofüsioloogiliste protsesside ühtsuse seisukohast.

Kõndimise biomehaaniline struktuur = + + +

Kõndimise ajaline struktuur põhineb tavaliselt podograafia tulemuste analüüsil. Podograafia võimaldab registreerida jalalaba erinevate osade kokkupuutehetki toega. Selle põhjal määratakse etapi ajafaasid.

Kõndimise kinemaatikat uuritakse kontakt- ja mittekontaktsete andurite abil liigeste nurkade mõõtmiseks (goniomeetria), samuti güroskoopide abil - seadmetega, mis võimaldavad teil määrata keha segmendi kaldenurka gravitatsioonijoone suhtes. Kõndimise kinemaatika uurimisel on oluliseks meetodiks tsüklograafia tehnika – meetod kehasegmentidel paiknevate helendavate punktide koordinaatide registreerimiseks.

Kõndimise dünaamilisi omadusi uuritakse dünamograafilise (jõu)platvormi abil. Jõuplatvormi toetamisel registreeritakse nii toe vertikaalne reaktsioon kui ka selle horisontaalsed komponendid. Jalatalla üksikute osade rõhu registreerimiseks kasutatakse rõhuandureid või pingeandureid, mis on paigaldatud kinga talla.

Kõndimise füsioloogilised parameetrid registreeritakse elektromüograafia tehnika abil - lihaste biopotentsiaalide registreerimine. Elektromüograafia, võrrelduna kõndimise ajalise iseloomu, kinemaatika ja dünaamika hindamise meetodite andmetega, on kõndimise biomehaanilise ja inervatsioonianalüüsi aluseks.

Kõndimise ajaline struktuur

Lihtne kahe terminaliga alamgramm

Ajalise struktuuri uurimise peamine meetod on podograafia meetod. Näiteks kõndimise uurimine kõige lihtsama kahekontaktilise elektropodograafia abil seisneb spetsiaalsete jalatsite talla kontaktide kasutamises, mis sulguvad, kui seda toetatakse biomehaanilisel rajal. Joonisel on kõndimine spetsiaalsetes jalatsites, mille kannas ja esiosas on kaks kontakti. Kontakti sulgemise perioodi salvestab ja analüüsib seade: tagumise kontakti sulgemine - tugi kannale, tagumise ja esikontakti sulgemine - tugi kogu jalale, esikontakti sulgemine - tugi jala esiosale. Selle põhjal koostage iga jala jaoks iga kontakti kestuse graafik.

Sammu aja struktuur

Peamised uurimismeetodid: tsüklograafia, goniomeetria ja kehasegmendi liikumise hindamine güroskoobi abil.

Tsüklograafia meetod võimaldab registreerida keha helendavate punktide koordinaatide muutusi koordinaatsüsteemis.

Goniomeetria on liigese nurga muutmine otsemeetodil kasutades nurgaandureid ja mittekontaktset vastavalt tsüklogrammi analüüsile.

Lisaks kasutatakse spetsiaalseid andureid güroskoobid ja kiirendusmõõturid. Güroskoop võimaldab registreerida selle kehasegmendi pöördenurga, mille külge see on kinnitatud, ümber ühe pöörlemistelje, mida tavapäraselt nimetatakse tugiteljeks. Tavaliselt kasutatakse güroskoope vaagna- ja õlavöötme liikumise hindamiseks, samal ajal registreerides järjestikku liikumissuunda kolmes anatoomilises tasapinnas - frontaal-, sagitaalses- ja horisontaaltasandis.

Tulemuste hindamine võimaldab teil igal sammu hetkel määrata vaagna ja õlavöötme pöördenurka küljele, ette- või tahapoole, samuti pöörlemist ümber pikitelje. Spetsiaalsetes uuringutes kasutatakse kiirendusmõõtureid, et mõõta sääreosa tangentsiaalset kiirendust.

Kõndimise uurimiseks kasutatakse spetsiaalset biomehaanilist rada, mis on kaetud elektrit juhtiva kihiga. Olulist teavet saadakse biomehaanikas traditsioonilise tsüklograafilise uuringu läbiviimisel, mis, nagu teada, põhineb katsealuse kehal paiknevate helendavate markerite koordinaatide salvestamisel videokinofotograafia abil.

Kõndimise dünaamika

Kõndimise dünaamikat ei saa uurida töötavate lihaste tekitatava jõu otsese mõõtmise teel. Praeguseks puuduvad laialdaselt kasutatavad meetodid elava lihase, kõõluse või liigese jõumomendi mõõtmiseks. Kuigi tuleb märkida, et spetsiaalsetes laborites kasutatakse otsemeetodit, jõu- ja rõhuandurite otse lihasesse või kõõlusesse siirdamise meetodit. Otsene meetod pöördemomendi uurimiseks viiakse läbi ka andurite abil alajäsemete proteesides ja liigeste endoproteesides. Inimesele kõndimisel mõjuvatest jõududest saab ettekujutuse kas kogu keha massikeskmes pingutuse määramisel või tugireaktsioonide registreerimisel. Praktikas saab lihaste tõmbejõude tsüklilise liikumise ajal hinnata ainult pöörddünaamika probleemi lahendamisel. See tähendab, et teades liikuva segmendi kiirust ja kiirendust, samuti selle massi ja massikeskme, saame Newtoni teist seadust järgides (jõud on otseselt võrdeline kehamassi ja kiirendusega) määrata selle liikumise põhjustava jõu.

Tõelised kõndimisjõud, mida saab mõõta, on maapinna reaktsioonijõud. Toe reaktsioonijõu ja astme kinemaatika võrdlus võimaldab hinnata liigendi pöördemomendi väärtust. Lihase pöördemomendi arvutamist saab teha kinemaatika parameetrite, toetusreaktsiooni rakenduspunkti ja lihase bioelektrilise aktiivsuse võrdluse alusel.

Toetage reaktsioonijõudu

Toe reaktsioonijõud on jõud, mis mõjub kehale toe küljelt. See jõud on võrdne keha poolt toele avaldatava jõuga ja vastupidine.

Toe reaktsioonijõu vertikaalne komponent

Toereaktsiooni vektori vertikaalne komponent.

Toetusreaktsiooni vertikaalse komponendi graafik normaalse kõndimise ajal on sujuva sümmeetrilise kaheküürilise kõvera kuju. Kõvera esimene maksimum vastab ajaintervallile, mil keharaskuse ülekandumise tulemusena uisujalale toimub edasitõuge, teine ​​maksimum (tagatõuge) peegeldab jala aktiivset tõuget tugipinnalt. ja paneb keha liikuma üles, ette ja uisujäseme poole. Mõlemad maksimumid asuvad kehamassi tasemest kõrgemal ja vastavalt aeglases tempos ligikaudu 100% kehakaalust, suvalises tempos 120%, kiires tempos - 150% ja 140%. Toetusreaktsiooni miinimum paikneb sümmeetriliselt nende vahel allpool kehakaalu joont. Miinimumi tekkimine on tingitud teise jala taganttõukest ja selle hilisemast ülekandmisest; sel juhul tekib ülespoole suunatud jõud, mis lahutatakse keha massist. Minimaalne tugireaktsioon erinevatel kiirustel on vastavalt kehakaal: aeglases tempos - umbes 100%, suvalises tempos - 70%, kiires tempos - 40%. Seega on kõndimise tempo suurenemise üldine suundumus eesmiste ja tagumiste amortide väärtuste suurenemine ning tugireaktsiooni vertikaalse komponendi miinimumi vähenemine.

Toe reaktsioonijõu pikisuunaline komponent

Toe reaktsioonivektori pikisuunaline komponent see on tegelikult hõõrdejõuga võrdne nihkejõud, mis ei lase jalalaba ees-posterioraalselt libiseda. Joonisel on kujutatud pikisuunalise toetusreaktsiooni graafik sammutsükli kestuse funktsioonina kiire kõndimise tempo (oranž kõver), keskmise tempo (magenta) ja aeglase tempo (sinine) korral.

Toetusreageerimisjõudude rakenduspunkt

Maapinna reaktsioon – need jõud rakenduvad jalale. Toe pinnaga kokku puutudes avaldab jalg toe küljelt survet, mis on võrdne ja vastupidine sellele, mida jalg toele avaldab. See on jala toe reaktsioon. Need jõud jaotuvad kontaktpinnale ebaühtlaselt. Nagu kõiki seda tüüpi jõude, saab neid kujutada tulenev vektorina, millel on suurus ja rakenduspunkt.

Toetuse reaktsioonivektori rakenduspunkti jalale nimetatakse muidu survekeskmeks. See on oluline selleks, et teada saada, kus on toe küljelt kehale mõjuvate jõudude rakenduspunkt. Jõuplatvormil uurides nimetatakse seda punkti tugireaktsioonijõu rakenduspunktiks.

Toetusreaktsiooni jõu rakendamise trajektoor

Peamised biomehaanilised faasid

Erinevate kehaosade kinemaatika, tugireaktsioonide ja lihaste töö analüüs näitab veenvalt, et kõndimistsükli jooksul toimub biomehaaniliste sündmuste regulaarne muutus. "Terve inimeste kõndimisel on vaatamata mitmetele individuaalsetele omadustele tüüpiline ja stabiilne biomehaaniline ja innervatsioonistruktuur, see tähendab liikumiste ja lihaste töö teatud ajalis-ruumiline omadus."

Täiskõndimise tsükkel – kahesammuline periood – koostatakse iga jala jaoks alates tugifaasist ja jäseme ülekandefaasist.

Kõndimisel toetub inimene järjekindlalt ühele või teisele jalale. Seda jalga nimetatakse tugijalaks. Kontralateraalne jalg on sel hetkel ettepoole toodud (see on kaasaskantav jalg). Kiigufaasi nimetatakse kiigufaasiks. Täiskõndimise tsükkel – kahesammuline periood – koostatakse iga jala jaoks alates tugifaasist ja jäseme ülekandefaasist. Toetuse perioodil tekitab jäsemete aktiivne lihaspingutus dünaamilisi lööke, mis annavad keha raskuskeskmele translatsiooniliseks liikumiseks vajaliku kiirenduse. Keskmise tempoga kõndides kestab asendifaas ligikaudu 60% topeltsammu tsüklist, kiigufaas ligikaudu 40%.

Topeltsammu alguseks loetakse kanna kokkupuute momenti toega. Tavaliselt toimub kanna maandumine selle välimisele osale. Edaspidi peetakse seda (paremat) jalga toetavaks jalaks. Muidu nimetatakse seda kõndimise faasi esitõukeks – liikuva inimese gravitatsiooni ja toega koosmõju tulemus. Sel juhul tekib tugitasandil toetusreaktsioon, mille vertikaalkomponent ületab inimkeha massi. Puusaliiges on painutusasendis, jalg on põlveliigesest sirgu, jalg on kerge dorsaalfleksiooni asendis. Kõndimise järgmine faas on tugi kogu jalale. Keha raskus jaotub tugijala esi- ja tagaosale. Teine, antud juhul vasak jalg, hoiab kontakti toega. Puusaliiges säilitab paindeasendi, põlv paindub, pehmendades keha inertsjõudu, jalg võtab keskmise asendi selja ja plantaarse painde vahel. Seejärel kaldub sääreosa ettepoole, põlv on täielikult välja sirutatud, keha massikese liigub ette. Sellel sammuperioodil toimub keha massikeskme liikumine ilma lihaste aktiivse osaluseta inertsjõu tõttu. Toetus jala esiosale. Pärast umbes 65% topeltsammu ajast, toetusintervalli lõpus, surutakse keha ette- ja ülespoole tänu jala aktiivsele plantaarsele paindumisele – realiseerub taganttõuge. Massikese liigub edasi lihaste aktiivse kontraktsiooni tulemusena. Järgmine etapp - ülekandefaasi iseloomustab jala eraldumine ja massikeskme nihkumine inertsi mõjul. Selle faasi keskel on kõik jala suuremad liigesed maksimaalse painde asendis. Kõndimise tsükkel lõpeb kanna kokkupuute hetkega toega. Kõndimise tsüklilises järjestuses eristatakse hetki, mil toega on kontaktis ainult üks jalg ("ühe toe periood") ja mõlemad jalad, mil ette sirutatud jäse on juba tuge puudutanud ja tagapool asuv mitte. veel ära tulema ("topelttoe faas"). Kõndimise tempo tõusuga lühenevad "kaks tugiperioodi" ja jooksmisele üleminekul need kaovad täielikult. Seega kinemaatiliste parameetrite poolest erineb kõndimine jooksmisest kahe tugifaasi olemasolul.

Kõndimise efektiivsus

Peamine mehhanism, mis määrab kõndimise efektiivsuse, on ühise massikeskuse liikumine.

CCM liikumine, kineetilise (T k) ja potentsiaalse (E p) energia transformatsioon

Ühise massikeskme (MCM) liikumine on tüüpiline sinusoidne protsess, mille sagedus vastab kahekordsele sammule mediolateraalses suunas ning kahekordse sagedusega eesmises-tagumises ja vertikaalsuunas. Massikeskme nihkumine määratakse traditsioonilise tsüklograafilise meetodiga, näidates helendavate täppidega subjekti keha üldist massikeset.

Küll aga on võimalik seda teha lihtsamal, matemaatilisel viisil, teades toetusreaktsioonijõu vertikaalkomponenti. Dünaamikaseadustest lähtudes on vertikaalliikumise kiirendus võrdne toe reaktsioonijõu ja keha massi suhtega, vertikaalse liikumise kiirus on võrdne kiirenduse korrutise ja ajaintervalli suhtega, ja liikumine ise on aja kiiruse tulemus. Teades neid parameetreid, saab hõlpsasti arvutada iga etapi kineetilise ja potentsiaalse energia. Potentsiaalse ja kineetilise energia kõverad on justkui üksteise peegelpildid ja nende faasinihe on ligikaudu 180°. On teada, et pendli kõrgeimas punktis on maksimaalne potentsiaalne energia ja see muudab selle kineetiliseks energiaks, kaldudes allapoole. Sel juhul kulub osa energiast hõõrdumisele. Kõndimise ajal, juba päris tugiperioodi alguses, niipea kui GCM hakkab tõusma, muutub meie liikumise kineetiline energia potentsiaalseks energiaks ja vastupidi, GCM langedes muutub see kineetiliseks energiaks. Nii säästetakse umbes 65% energiast. Lihased peavad pidevalt kompenseerima energiakadu, mis on umbes kolmkümmend viis protsenti. Lihased lülituvad sisse, et viia massikeskus alumisest asendist ülemisse, täiendades kaotatud energiat.

Kõndimise efektiivsus on seotud ühise massikeskme vertikaalse liikumise minimeerimisega. Kõndimise energia suurenemine on aga lahutamatult seotud vertikaalsete liikumiste amplituudi suurenemisega, see tähendab, et kõndimiskiiruse ja sammu pikkuse suurenemisega suureneb paratamatult massikeskme liikumise vertikaalkomponent.

Sammu asendifaasis toimub pidev kompenseeriv liikumine, mis minimeerib vertikaalset liikumist ja tagab sujuva kõndimise.

TUND 13. Inimese luustiku ehitus. Inimese luustiku tunnused püstise kehahoiaku tõttu

Õppe-eesmärk: uurida inimese luustiku põhiosi, selle iseärasusi; viia õpilased järeldusele inimeste ja loomade luustiku sarnasuste ja erinevuste kohta.

Põhimõisted ja terminid: kolju, selgroog, selgroolülid, rind, ribid, atlas, epistroofia.

Varustus: inimese luustik, imetaja skelett; tabelid "Inimese luustik", "Imetaja luustik"; selgroolülide kogumine.

Tunni ülesehitus, töö põhisisu ja meetodid

I. Õpilaste algteadmiste täiendamine. (Vestlus inimeste ja imetajate skelettide demonstreerimisega).

Küsimused vestluseks.

1. Millistest osakondadest koosneb imetaja luustik?

2. Milliseid funktsioone iga osakond täidab?

3. Milliseid luustiku osi inimestel eristatakse?

4. Millised on tõendid inimeste ja loomade skelettide sarnasuse kohta?

II. Uue materjali õppimine.

1. Inimese luustiku osakonnad. (Iseseisev töö õpiku teksti ja joonistega jaotusmaterjali abil).

Ülesanne trükitakse eelnevalt kaartidele või kirjutatakse vaheajal tahvlile.

Ja variant.

1. Võrrelge kaelalüli rindkere, rindkere nimmepiirkonnaga. Mis vahe on ja mis tähtsust sellel on?

2. Tuvastada inimese rindkere kuju erinevused imetaja rinna kujust. Mis on selle erinevuse tähtsus?

3. Otsige laualt üles kõik kolju ajuosa luud. Millise luu paigutuse saate endale välja tuua? Võrrelge inimese kolju ajupiirkonda imetaja koljuga.

4. Mille poolest erineb inimese vaagnavöötme kuju omast imetajatel?

II variant

1. Tee kindlaks, mis on ühine kõigi selgroolülide ehituses. Mis vahe on kaelalülil ja nimmelülil? Kuidas seda erinevust seletada?

2. Mis tähtsust omavad inimese jaoks tema selgroo ehituslikud iseärasused?

3. Tehke kindlaks erinevused üla- ja alajäsemete luude struktuuris.

4. Pöörake oma käsi peopesa alla. Millised luuühenduse omadused võimaldavad seda liigutust sooritada?

2. Inimese luustiku tunnused, mis on seotud püstise kehahoia ja sünnitusega. (Vestlus, märkmed õpilaste vihikutesse).

Inimese luustiku olulised omadused:

Lülisamba iseloomulikud kõverused;

Lai rindkere kuju;

Lai vaagen;

Ülemiste ja alajäsemete struktuuri erinevus;

jalavõlv;

Ajukolju suhteliselt suur areng.

1. Õpilaste aruanded sooritatud iseseisvate tööde kohta.

2. Valige luustiku konkreetsesse osasse kuuluvate luude loendist ja lisage neile vastavad tähed tabelisse.

Luud: A. Abaluu. Oleks. Küünarnukk. B. Ribid. G. Ülalõualuu. D. Kuklakujuline. E. Randme. Sama. Sääreluu. Alates. Epistrofeus. I. Metatarsaalide luud. K. Reieluu. L. Vaagna. M. Õlg.

IV . Kodutöö.

Uurige seda teemat õpikust.

Täitke ülesanne.

Kui teie sõber hüppas ebaõnnestunult puude otsast ja vigastas jalga, tundes samal ajal teravat valu, tuleb talle esmaabi anda. Määrake õige toimingute jada, mida sel juhul tuleb teha:

a) soojendage vigastuskohta;

b) jäseme liikumatuks muutmine lahasega;

c) viia patsient haiglasse;

d) kandke kahjustatud piirkonda külma esemega;

e) ühenduskoha isereguleerimine.

Vene arheoloog, Ph.D. D., Venemaa Teaduste Akadeemia materiaalse kultuuri ajaloo instituudi (IIMK RAS, Peterburi) paleoliitikumi arheoloogia osakonna juhtivteadur.

"Alguses oli jalg."

M. Harris. "Meie pere".

Inimeste esilekerkimist selgitavate hüpoteeside mitmekesisuse juures on peaaegu alati esiplaanil kaks sündmust, mida peetakse hominiseerumisprotsessi alguse jaoks võtmetähtsusega. Need sündmused on mõnede kõrgemate inimahvide (hominoidide) üleminek valdavalt puisest eluviisist metsades valdavalt maismaale eksistentsile avatud või mosaiikmaastikel ning nende juures kõndimise arendamine. Arvatakse, et esimene, asetades hominiidide esivanemad vajaduse ette kohaneda uue, ebatavalise keskkonnaga, tõukas neid otsima uusi ökoloogilisi nišše ning ergutas tööriistategevuse, sotsiaalsuse jne arengut ning teiseks, mille tulemusel vabanesid esijäsemed luu- ja lihaskonna funktsioonist, oli sellise arengu vajalik eeltingimus. Kui oleks võimalik selgitada, mis täpselt põhjustas elupaiga muutuse, mis viis liikumisviisi muutumiseni ja mis kõige tähtsam, miks need kaks sündmust muutsid kohanemise tavapärasel bioloogilisel viisil ebapiisavaks, ajendades saavutama kultuurilist (ehk eeskätt intellektuaalset) potentsiaali, siis võiks antropogeneesi põhiprobleemi lugeda üldjoontes lahendatuks. Samal ajal on vastus enam-vähem selge ainult esimesele loetletud küsimusele (sellest pikemalt hiljem), samas kui püstiasendile ülemineku põhjuste ja tagajärgede osas on arvamuste ring väga suur ja selguse aste. siin on pöördvõrdeline hüpoteeside arvu suurenemisega. Kuigi väga vähesed antropogeneesi uurimisega seotud teemad on tekitanud nii palju arutelu kui kahejalgsuse päritolu, jääb see sündmus saladuseks, olles tõeliselt paleoantropoloogia "neetud küsimus". Teoreetilistes konstruktsioonides, mis postuleerivad teatud üksteisest sõltuvate sündmuste jadasid inimese evolutsioonis, on see punkt väga "nõrk lüli", mille hapruse tõttu kogu ahel mureneb. Kuna ilma selle lingita ei saa hakkama, on selle "taastamine" vajalik.

Enamik autoreid, kes puudutavad kahejalgsuse päritolu hominiididel, on kindlad, et see omadus andis algusest peale selle omanikele eeliseid, vastasel juhul poleks seda lihtsalt tekkinud. Vaatepunkt on kahtlemata igati loogiline, kuid millised need eelised selle jagajate arvates olid? Sellele küsimusele on pakutud palju vastuseid, kuid ühtki neist, nagu näeme, ei saa pidada veenvaks.

Laialt levinud hüpoteesi kohaselt seletati inimese esivanemate üleminekut püstisele kehahoiakule ehk, nagu antropoloogid sageli ütlevad, ortograadsele liikumisele, vajadusega kohaneda avatud maastikega, s.o. elule savannis, stepis, kohtades, kus puutaimestik puudub või peaaegu puudub. Veel üle-eelmisel sajandil väljendasid seda ideed prantsuse loodusteadlane Jean Baptiste Lamarck, kes lõi esimesena tervikliku orgaanilise maailma evolutsiooni teooria, ja inglise loodusteadlane Alfred Wallace, kes arendas samaaegselt välja loodusteooria. valik koos Darwiniga. Üks tõsiasi, mida Lamarck ja Wallace aga teada ei saanud, kuid nende tänapäevased järgijad peaksid teadma, muudab selle hüpoteesi äärmiselt kahtlaseks. Fakt on see, et nagu selgus arvukate möödunud ja praeguste aastatuhande vahetusel läbi viidud uuringute tulemusena, ei elanud varajased hominiidid enamasti veel savannis, vaid piirkondades, kus säilisid või isegi domineerisid troopilised vihmametsad. Otsustades iidsete muldade keemilise koostise, taimede fossiilse õietolmu ja nende loomade liigilise koostise järgi, kelle luud saadavad inimese kõige iidsemate esivanemate, nii australopiteekide kui ka ardipiteekide ning pealegi nende eelkäijate skeletijäänuseid, elasid peamiselt džunglis. Järelikult ei olnud ega saanud kahejalgsusele üleminekut seostada avatud maastikega kohanemisega. Lisaks on täiesti arusaamatu, miks tegelikult savannis elades on vaja kahel jalal käia? Kaasaegsed puudeta aladel elavad ahvid (paavianid, mõned makaakide populatsioonid) jäävad ju neljajalgseks ega paista selle all üldse kannatavat. Mõlemad vastuväited, muide, kehtivad täielikult kunagise populaarse idee kohta, et hominiidid sirgusid, väidetavalt vajaduse tõttu näha kaugemale ja paremini navigeerida savannis, kus toidu otsimiseks ja õigeaegseks avastamiseks oli vaja head vaadet. ohust.

Teine seletus püstikõnni tekkele, mis on veelgi levinum kui eelmine (seda võib siiski sellega kombineerida), on eeldus, et käte vabastamiseks oli vaja kahejalgset liikumist, mis omakorda oli tootmiseks vajalik. tööriistadest ja andis inimesele teiste loomade ees palju olulisi eeliseid (joonis 5.1). Seda mõtet väljendati sageli juba XIX sajandil. See leidis oma klassikalise väljenduse Darwini ja Engelsi teostes ning võeti kasutusele paljude hilisemate autorite poolt. "Inimene," kirjutas Darwin, "ei oleks saanud oma praegust domineerivat positsiooni maailmas ilma käteta, mis on nii imetlusväärselt kohandatud teenima tema tahte täitmist. ... Kuid seni, kuni käsi kasutati regulaarselt liikumiseks, ei saanud need vaevalt piisavalt täiuslikuks relvade valmistamiseks või kivide ja odade täpseks viskamiseks. ... Juba nendel põhjustel oleks inimesel kasulik kahejalgseks muutuda ... ". Esmapilgul on võimatu vaidlustada ülaltoodud argumente: milline võiks tegelikult olla inimene ilma käteta ja millised käed võivad olla neljakäpukil liikuval olendil? Kuid siin, nagu ka eelmisel juhul, rikuvad pakutud seletuse harmooniat mõned faktid, mis said teatavaks alles sajand pärast Darwini viidatud teose avaldamist. Esiteks, praegu kättesaadavate arheoloogiliste andmete põhjal ilmnesid esimesed kivitööriistad vähemalt kaks, kuid pigem kolm või isegi neli miljonit aastat hiljem kui esimesed püstised hominiidid. Teiseks valmistasid ja kasutasid nad neid tööriistu peaaegu kindlasti istudes, nii et käte vabastamise probleemi lihtsalt ei tekkinud. Muidugi on seistes mugavam töötada näiteks treipingi või puusepa töölaua juures, aga enne seda olid esimesed hominiidid veel väga kaugel. Neid tööoperatsioone, mis olid neile vajalikud ja kättesaadavad, on istumisasendis palju lihtsam teha. Igatahes eelistavad just seda inimahvid teha, kui nad näiteks raskete kividega pähkleid purustavad, ja eksperimentaalarheoloogid, kui nad püüavad valmistada tulekivist, luust või puidust tööriistu, mis on identsed väljakaevamistel avatutega.

Muide, tuleb märkida, et inimese esivanemate kahejalgsuse kujunemine pole ilmselt ainulaadne sündmus hominoidide evolutsiooniajaloos. Alates eelmise sajandi keskpaigast hakkasid mõned uurijad kahtlustama, et ammu enne esimeste hominiidide ilmumist elasid Maal juba püstised ahvid. Sellisteks kahtlusteks andsid alust Oreopithekuse luujäänused, kes paleontoloogiliste leidude geograafilise asukoha järgi elasid peamiselt praeguse Apenniini poolsaare lõunaosas, selle osas, mis oli miotseeni saar. Hiljuti nende materjalide uurimine Hispaania ja Itaalia antropoloogide poolt kinnitas taas, et Oreopithecus ei olnud mitte ainult võimeline, vaid võib-olla isegi eelistas liikuda maapinnal kahel jalal. Sellest annavad tunnistust sellised märgid nagu lülisamba alaosa paindumine eesmises suunas, vertikaalselt paiknev põlveliiges, aga ka mõned vaagna struktuursed tunnused, mis leiavad analoogia Australopithecus afarensise anatoomias. Veelgi enam, selgus, et need 8–7 miljonit aastat tagasi välja surnud hominoidid eristasid end ka käeehituse poolest, mis ahvidele polnud päris tavaline. Mõnikord väidetakse isegi, et nad suutsid säärase osavusega erinevaid esemeid näppudega üles võtta ja hoida, mis oli hiljem kättesaadav vaid inimestele ja nende esivanematele, alates australopiteekidest. Kuidas Oreopithecus seda oma omadust kasutas – kui see neil tõesti oli, 1 – pole teada. Võib-olla lihtsalt selleks, et puudelt mõned väikesed viljad noppida ja suhu pista, või siis mingisuguseks tegevuseks, mis tooks nad meie silmis hominiididele veelgi lähemale. Tõsi, mõne olulise tunnuse järgi, näiteks hammaste ehituselt, on Oreopithecus lähedasem madalamatele ahvidele kui antropoididele. Samuti ei saanud nad kiidelda suure ajuga, nagu tõepoolest, suure keha suurusega. Olemasolevate rekonstruktsioonide järgi oli nende hominoidide keskmine kaal ligikaudu 30-40 kg. Sellegipoolest on selgete paralleelide olemasolu hominiidide evolutsiooniga väga huvitav ja paneb veel kord meenutama, et looduses oli erinevaid arenguvõimalusi.

Üleminek kahejalgsele liikumisele ja esijäsemete vabanemine luu- ja lihaskonna funktsioonist seostus ka vajadusega kanda toitu ja poegi või anda märku žestidega või peletada eemale kiskjaid kivide ja pulkadega loopimise teel jne. Kõik sedalaadi oletused põhinevad aga ühekordsete, juhuslike tegevuste (esemete viskamine, žestikuleerimine, kandmine) rolli selgel liialdamisel, millega tänapäeva ahvid saavad hõlpsasti hakkama ilma liikumisviisi muutmata. Näiteks šimpansid suudavad okkaliste okstega vehkides leopardi lendu panna või raskete kivide hunnikuid kohtadesse, kus leidub palju nende lemmikuid kõva koorega pähkleid, et kasutada neid kive haamrite ja alasitena. Kuid tõsiasi, et nad on üsna sageli sunnitud kasutama oma esijäsemeid kätena, ei takista neil, nagu miljoneid aastaid tagasi, paigal olemast neljajalgsed.

Palju huvitavamad ja võib-olla paljutõotavamad on need katsed vastata "neetud" küsimusele, kus rõhk on kahejalgse liikumise energiakasu leidmisel. Bioenergeetiline hüpotees seletab kahejalgsuse teket inimese kahejalgse liikumise suurema energiatõhususega võrreldes neljajalgsete inimahvidega (joonis 5.2). Selle seletuse peamiseks nõrkuseks on see, et see apelleerib püstikõnniga kaasnevatele eelistele, mis võiksid avalduda ainult inimese täielikult arenenud kahejalgsuse korral, kuid oleksid selle arengu käigus peaaegu täiesti märkamatud, eriti ülemineku algstaadiumis. Isegi kui kahe jalaga liikumine, nagu tänapäeva inimesed teavad, on tõepoolest energeetiliselt kasulikum kui neljajalgne liikumine (mis pole aga veel täielikult välja selgitatud), ei järeldu sellest sugugi, et samad eelised oleksid iseloomulikud ka inimese kõnnakule. varajased hominiidid. Ilmselt oli see meie omast väga erinev ega olnud kaugeltki nii tõhus (selle kohta lähemalt allpool).

Termoregulatsiooni hüpoteesi pooldajad nägid meie esivanemate kahejalgsusele ülemineku põhjust selles, et keha vertikaalne asend intensiivse päevase tegevuse ajal kuumas savannis kaitses hominiide kuumastressi eest. Tõepoolest, otsese päikesevalguse käes olev keha pindala on püstisel inimesel palju väiksem kui sama suurusega neljajalgsel olendil ja nagu võite kergesti ette kujutada, see erinevus suureneb, kui päike läheneb seniidile. . Kuid nagu me praegu teame, elasid püstikõndivad hominiinid oma ajaloo esimese miljoni aasta jooksul peamiselt džunglis, mitte savannides ja seetõttu ei ohustanud neid kuumastress rohkem kui tänapäevaseid gorillasid või šimpanse.

Pildi täiendamiseks võib mainida ka nn "vee" hüpoteesi, mille kohaselt on varajaste hominiidide ortograadsus kohanemise tulemus eluga riiulil, veekeskkonnas (joon. 5.3). Seda ideed käsitleti kunagi aktiivselt pseudoteaduslikus kirjanduses, kuid professionaalsete antropoloogide seas, välja arvatud mõned erandid, sellel poolehoidjaid ei olnud ega ole. Selle põhjus on lihtne ja seisneb selles, et see hüpotees põhineb ainult poolfantastilistel oletustel, mida ei toeta absoluutselt mingid konkreetsed materjalid. Puuduvad faktid, mis vähemalt kaudselt viitaksid sellele, et inimklaadi esimesed liikmed "tulisid veest välja", välja arvatud juhul, kui me muidugi sellisteks viiteteks näiteks meie ujumisoskusele, mis näib olevat mitte. šimpansidele omane või asjaolu, et inimestel on teistest primaatidest paksem nahaalune rasvakiht.

Seega selgub, et kahejalgsusega seotud konkreetsete eeliste leidmine selle varases arengujärgus on väga raske, kui mitte võimatu. Veenvat põhjust "ortograadsele liikumisele üleminekuks pole veel leitud" ja antropogeneesi algus "sulab ebakindluse raputavas udus", tunnistas silmapaistev Venemaa inimarengu uurija 15 aastat tagasi. 2 Olukord pole sellest ajast peale muutunud. Tõsi, hüpoteeside arv on märgatavalt kasvanud ja kasvab jätkuvalt, kuid nende arv ei muutu millegipärast kvaliteediks. Antropoloogid ei kaota muidugi optimismi, lootes, et uute luude avastamine ja nende uurimise meetodite täiustamine annab lõpuks neetud küsimusele vastuse, kuid need lootused saavad tõeks ainult siis, kui kahejalgsus on juba tõesti andnud kasu. esimesed hominiidid. Samas, kas see on tõesti vajalik? Mis siis, kui kasu ei oleks?

1 Selles on kahtlusi (Susman R.L. Oreopithecus bambolii: an unlyly case of hominidlike grip capability in a Miocene ape // Journal of Human Evolution, 2004, kd. 46, nr 1, lk 103–115).

2 Aleksejev V.P. Antropogenees – lahendatud probleem või rida uusi probleeme? // Inimene teaduste süsteemis. M., 1989, lk. 113.

Ülesannete 29-32 vastuste jaoks kasutage eraldi lehte. Kõigepealt kirjuta üles ülesande number (29, 30 jne) ja seejärel selle vastus. Kirjutage oma vastused selgelt ja loetavalt.

SEADMETE TÜÜBID

Fitness on keha ehituse ja funktsioonide suhteline otstarbekus, mis on loodusliku valiku tulemus.

keha kuju loomad võimaldavad neil sobivas keskkonnas kergesti liikuda, muudavad organismid keskkonnas hoomamatuks, näiteks kaltsukast merihobu. Varjata- organismi sarnasus mis tahes keskkonnaobjektiga värvilt, kehakujult, näiteks pulkputukaga. Kaitsev värvus peidab organismi keskkonda, muudab selle nähtamatuks, näiteks rohutirtsu. Värvuse lahkamine- heledate ja tumedate triipude vaheldumine kehal loob illusiooni valguse ja varju vaheldumisest, hägustab looma kontuure, näiteks sebra, tiiger. Hoiatusvärvus- ere värv, mis näitab mürgiste ainete või spetsiaalsete nõelavate kaitseorganite olemasolu, keha ohtu kiskjale, näiteks kimalasele, herilasele. Mimikri- kaitsmata organismide jäljendamine hästi kaitstud organismidega, näiteks kurtnõges. Adaptiivne käitumine- harjumused, instinktid, mis on suunatud kaitsele vaenlaste ja keskkonnategurite tegevuse eest (ähvardamine, vaenlase hoiatamine ja hirmutamine, külmutamine, järglaste eest hoolitsemine, toidu säilitamine, pesa ehitamine, urgude ehitamine jne).

Taimed on välja töötanud ka kohandused kaitseks, paljunemiseks ja levitamiseks: ogad; lillede ere värv putukatolmlevate taimede puhul; tolmukate ja munarakkude erinev küpsemisaeg takistab seemnete levikut. Taimede erinevate organite modifikatsioonid on kohanemised ebasoodsate tingimuste ülekandumise ja vegetatiivse paljunemisega.

1) Millised on elusorganismide kohanemisomadused? Selgitage vastust.

2) Mõnel loomal on värvid, mis kombineerivad erksaid värve, näiteks must ja punane, must ja kollane. Mis on selle värvuse bioloogiline tähtsus?

3) Kuidas taimed niiskuse puudumisega kohanevad? Too näiteid.

Näita vastust

1) Kohanemised on oma olemuselt suhtelised ja ajutised, kuna aitavad organismil ellu jääda ainult nendes tingimustes, milles nad tekkisid.

2) Seda värvust nimetatakse hoiatuseks, see viitab mürgiste ainete olemasolule loomas või spetsiaalsetes nõelamisorganites, keha ohtlikkust kiskjale.

3) Hoidke vett lehtedes või vartes (aloe, kaktus); pikad juured (kaameli okas); lehed on kaetud vahakattega või karvane, kõva võrse (saksa, sulghein) või muudetud ogadeks (kaktused).

Uurige tabelit "Suhkrulise pruunvetika keemiline koostis". Vasta küsimustele.

Suhkrulise pruunvetika keemiline koostis

1) Millise elemendi puuduse kompenseerimiseks on soovitatav kasutada pruunvetikas?

2) Mitu selle elemendi päevast täppi sisaldab 100 g pruunvetika kuivainet?

3) Millist haigust hoiab ära pruunvetika söömine?

Näita vastust

Õige vastus peab sisaldama järgmisi elemente:

3) endeemiline struuma.

Vaadake tabelid üle ja täitke ülesanded 31 ja 32.

Erinevat tüüpi kehalise tegevuse energiakulud

Vassili on veepallimeeskonna esireket. Kasutades tabelites olevaid andmeid, pakkuge Vassilile optimaalne kalorite menüü, mis võimaldab tal pärast 1 tund 35 minutit kestnud treeningut energiakulusid kompenseerida.

Valides pidage meeles, et Vassili armastab šokolaadijäätist ja joob teed ilma suhkruta.

Oma vastuses märkige ära energiakulud, soovitatavad toidukorrad, lõunasöögi kalorisisaldus ja rasvasisaldus selles.

Toodete energia- ja toiteväärtus