Kā divkājainība ietekmēja cilvēka skeletu. Stāvošanas pazīmes. Staigāšanas laika struktūra

divkājainība

Iešanas cikls: atbalsts uz vienas kājas - dubultā atbalsta periods - atbalsts uz otru kāju ...

Staigājošs cilvēks- dabiskākā cilvēka kustība.

Ir arī citas definīcijas, kas raksturo šo pārvietošanos:

"... sinerģija, kas aptver visu muskulatūru un visu motorisko aparātu no augšas uz leju"
"... ciklisks akts, tas ir, kustība, kurā tās pašas fāzes periodiski atkārtojas atkal un atkal."

• • Pastaiga ir motora darbība, motora stereotipa īstenošanas rezultāts, beznosacījumu un nosacītu refleksu komplekss.
  • Staigāšana ir motoriska prasme, kas ir secīgi fiksētu nosacītu refleksu motoru darbību ķēde, kas tiek veikta automātiski bez apziņas līdzdalības.

Vārdi, kuru nozīme ir tuva:

• lv:gait - staigāšana.
• "gaita" lv: staigāšana - pozu un kustību iezīmes ejot, raksturīgas konkrētai personai.
• "Posture" lv: Poza – parastā cilvēka ķermeņa pozīcija miera stāvoklī un kustībā, arī ejot.

Pastaigas veidi

Iešanas veidus nevajadzētu jaukt ar gaitas veidiem. Pastaiga ir motora darbība, sava veida motora darbība. Gaita - cilvēka gaitas iezīme, "staigāšanas veids"

Pastaigas uzdevumi

Staigāšanas kā svarīgas kustību funkcijas uzdevumi:

• Droša ķermeņa lineāra translācijas kustība uz priekšu (galvenais uzdevums).
• Saglabājiet vertikālo līdzsvaru, nepieļaujiet kritienu kustībā.
• Enerģijas saglabāšana, minimāla enerģijas daudzuma izmantošana, pateicoties tās pārdalei soļu cikla laikā.
• Nodrošina vienmērīgu kustību (pēkšņas kustības var izraisīt bojājumus).
• Gaitas pielāgošana, lai novērstu sāpīgas kustības un piepūli.
• Gaitas saglabāšana ārējās traucējošās ietekmēs vai mainot kustību plānu (Staigāšanas stabilitāte).
• Izturība pret iespējamu inervāciju un biomehāniskiem traucējumiem.
• Kustības optimizācija, pirmkārt, palielinot masu smaguma centra drošas pārvietošanas efektivitāti ar vismazāko enerģijas patēriņu.

Pastaigas iespējas

Vispārējie staigāšanas parametri

Biežākie soļošanu raksturojošie parametri ir ķermeņa masas centra kustības līnija, soļa garums, dubultsoļa garums, pēdas pagrieziena leņķis, atbalsta pamatne, kustību ātrums un ritms.

• Atbalsta pamatne ir attālums starp divām paralēlām līnijām, kas novilktas cauri papēžu atbalsta centriem paralēli kustības līnijai.
• Īss solis ir attālums starp vienas pēdas papēža pagrieziena punktu un kontralaterālās kājas papēža pagrieziena punktu.
• Pēdas pagrieziens ir leņķis, ko veido kustības līnija un līnija, kas iet caur pēdas vidu: caur papēža atbalsta centru un punktu starp 1. un 2. pirkstu.
• Staigāšanas ritms ir vienas kājas pārneses fāzes ilguma attiecība pret otras kājas pārvietošanas fāzes ilgumu.
• Iešanas ātrums - lielu soļu skaits laika vienībā. Mērīts vienībās: solis minūtē vai km. stundā. Pieaugušam cilvēkam - 113 soļi minūtē.

Staigāšanas biomehānika

Staigāšanu dažādām slimībām pēta medicīnas sekcija - klīniskā biomehānika; soļošanu kā līdzekli sportiska rezultāta sasniegšanai vai fiziskās sagatavotības līmeņa paaugstināšanai pēta fiziskās kultūras sadaļa - sporta biomehānika. Staigāšanu pēta daudzas citas zinātnes: datoru biomehānika, teātra un baleta māksla, militārā zinātne. Pamats visu biomehānisko zinātņu apguvei ir veselīga cilvēka biomehānika, staigājot dabiskos apstākļos. Staigāšana tiek aplūkota no biomehānisko un neirofizioloģisko procesu vienotības viedokļa, kas nosaka cilvēka kustību aparāta darbību.

Staigāšanas biomehāniskā uzbūve = + + +

Staigāšanas laika struktūra parasti balstās uz podogrāfijas rezultātu analīzi. Podogrāfija ļauj reģistrēt dažādu pēdas daļu saskares momentus ar balstu. Pamatojoties uz to, tiek noteiktas soļa laika fāzes.

Staigāšanas kinemātika tiek pētīta, izmantojot kontakta un bezkontakta sensorus leņķu mērīšanai locītavās (goniometrija), kā arī izmantojot žiroskopus - ierīces, kas ļauj noteikt ķermeņa segmenta slīpuma leņķi attiecībā pret gravitācijas līniju. Svarīga metode pastaigas kinemātikas izpētē ir ciklogrāfijas tehnika - metode gaismas punktu koordinātu reģistrēšanai, kas atrodas uz ķermeņa segmentiem.

Iešanas dinamiskās īpašības tiek pētītas, izmantojot dinamogrāfisko (spēka) platformu. Atbalstot spēka platformu, tiek fiksēta atbalsta vertikālā reakcija, kā arī tā horizontālās sastāvdaļas. Lai reģistrētu spiedienu atsevišķās pēdas daļās, tiek izmantoti spiediena sensori vai stiepes mērītāji, kas uzstādīti apavu zolē.

Staigāšanas fizioloģiskos parametrus reģistrē, izmantojot elektromiogrāfijas tehniku ​​- muskuļu biopotenciālu reģistrāciju. Elektromiogrāfija, salīdzinot ar pastaigu temporālo īpašību, kinemātikas un dinamikas novērtēšanas metožu datiem, ir staigāšanas biomehāniskās un inervācijas analīzes pamatā.

Staigāšanas laika struktūra

Vienkārša divu terminālu apakšgramma

Galvenā temporālās struktūras izpētes metode ir podogrāfijas metode. Piemēram, staigāšanas izpēte, izmantojot visvienkāršāko, divu kontaktu elektropodogrāfiju, ietver kontaktu izmantošanu īpašu apavu zolē, kas aizveras, balstoties uz biomehāniskās trases. Attēlā parādīta staigāšana īpašos apavos ar diviem kontaktiem papēžā un pēdas priekšgalā. Kontakta slēgšanas periodu fiksē un analizē ierīce: aizmugures kontakta aizvēršana - balsts uz papēža, aizmugurējo un priekšējo kontaktu aizvēršana - balsts uz visu pēdu, priekšējā kontakta aizvēršana - balsts uz priekšējās pēdas. Pamatojoties uz to, izveidojiet katra kontakta ilguma grafiku katrai kājai.

Soļu laika struktūra

Galvenās pētījumu metodes: ciklogrāfija, goniometrija un ķermeņa segmenta kustības novērtējums ar žiroskopa palīdzību.

Cikogrāfijas metode ļauj reģistrēt ķermeņa gaismas punktu koordinātu izmaiņas koordinātu sistēmā.

Goniometrija ir locītavas leņķa maiņa ar tiešu metodi, izmantojot leņķiskos sensorus un bezkontakta saskaņā ar ciklogrammas analīzi.

Turklāt īpašie sensori tiek izmantoti žiroskopi un akselerometri. Žiroskops ļauj reģistrēt tā ķermeņa segmenta griešanās leņķi, kuram tas ir piestiprināts, ap vienu no rotācijas asīm, ko parasti sauc par atskaites asi. Parasti žiroskopus izmanto, lai novērtētu iegurņa un plecu joslas kustību, vienlaikus secīgi reģistrējot kustības virzienu trīs anatomiskās plaknēs - frontālajā, sagitālajā un horizontālajā.

Rezultātu izvērtēšana ļauj jebkurā soļa brīdī noteikt iegurņa un plecu joslas griešanās leņķi uz sāniem, uz priekšu vai atpakaļ, kā arī griešanos ap garenasi. Īpašos pētījumos akselerometrus izmanto, lai mērītu, šajā gadījumā, apakšstilba tangenciālo paātrinājumu.

Lai pētītu soļošanu, tiek izmantota īpaša biomehāniskā trase, kas pārklāta ar elektriski vadošu slāni. Svarīga informācija tiek iegūta, veicot biomehānikā tradicionālo ciklogrāfisko pētījumu, kas, kā zināms, balstās uz objekta ķermeņa izvietoto gaismas marķieru koordinātu fiksēšanu ar videofilmu fotografēšanu.

Staigāšanas dinamika

Staigāšanas dinamiku nevar izpētīt, tieši mērot spēku, ko rada strādājošie muskuļi. Līdz šim nav plaši izmantotas metodes dzīva muskuļa, cīpslas vai locītavas spēka momenta mērīšanai. Lai gan jāņem vērā, ka īpašās laboratorijās tiek izmantota tiešā metode, spēka un spiediena sensoru implantēšanas metode tieši muskulī vai cīpslā. Tieša metode griezes momenta izpētei tiek veikta arī, izmantojot sensorus apakšējo ekstremitāšu protēzēs un locītavu endoprotēzēs. Priekšstatu par spēkiem, kas iedarbojas uz cilvēku, ejot, var iegūt, nosakot piepūli visa ķermeņa masas centrā, vai arī reģistrējot atbalsta reakcijas. Praksē muskuļu vilces spēkus cikliskās kustības laikā var novērtēt, tikai atrisinot apgrieztās dinamikas problēmu. Tas ir, zinot kustīga segmenta ātrumu un paātrinājumu, kā arī tā masu un masas centru, mēs varam noteikt spēku, kas izraisa šo kustību, ievērojot otro Ņūtona likumu (spēks ir tieši proporcionāls ķermeņa masai un paātrinājumam).

Reālie staigāšanas spēki, ko var izmērīt, ir zemes reakcijas spēki. Balsta reakcijas spēka un pakāpiena kinemātikas salīdzinājums ļauj novērtēt savienojuma griezes momenta vērtību. Muskuļu griezes momenta aprēķinu var veikt, pamatojoties uz kinemātisko parametru, atbalsta reakcijas pielietojuma punkta un muskuļa bioelektriskās aktivitātes salīdzinājumu.

Atbalsta reakcijas spēku

Atbalsta reakcijas spēks ir spēks, kas iedarbojas uz ķermeni no balsta puses. Šis spēks ir vienāds un pretējs spēkam, ko ķermenis iedarbojas uz balstu.

Atbalsta reakcijas spēka vertikālā sastāvdaļa

Atbalsta reakcijas vektora vertikālā sastāvdaļa.

Atbalsta reakcijas vertikālās komponentes grafiks normālas staigāšanas laikā ir gludas simetriskas dubultā izciļņa līknes forma. Pirmais līknes maksimums atbilst laika intervālam, kad ķermeņa svara pārnešanas rezultātā uz slidošanas kāju notiek grūdiens uz priekšu, otrais maksimums (aizmugures grūdiens) atspoguļo kājas aktīvo atgrūšanos no atbalsta virsmas. un liek ķermenim virzīties uz augšu, uz priekšu un pret slidošanas ekstremitāti. Abi maksimumi atrodas virs ķermeņa svara līmeņa un attiecīgi lēnā tempā aptuveni 100% no ķermeņa svara, patvaļīgā tempā 120%, ātrā tempā - 150% un 140%. Atbalsta reakcijas minimums atrodas simetriski starp tiem zem ķermeņa svara līnijas. Minimuma rašanās ir saistīta ar otras kājas aizmugures grūdienu un tā turpmāko pārvietošanu; šajā gadījumā parādās uz augšu vērsts spēks, kas tiek atņemts no ķermeņa svara. Minimālā atbalsta reakcija dažādos ātrumos ir attiecīgi ķermeņa svars: lēnā tempā - apmēram 100%, patvaļīgā tempā - 70%, ātrā tempā - 40%. Tādējādi vispārējā tendence, palielinoties staigāšanas tempam, ir priekšējo un aizmugurējo amortizatoru vērtību palielināšanās un atbalsta reakcijas vertikālās komponentes minimuma samazināšanās.

Atbalsta reakcijas spēka gareniskā sastāvdaļa

Atbalsta reakcijas vektora gareniskā komponente patiesībā tas ir bīdes spēks, kas vienāds ar berzes spēku, kas neļauj pēdai slīdēt uz priekšu. Attēlā parādīts gareniskās atbalsta reakcijas grafiks kā soļu cikla ilguma funkcija ātrā soļošanas tempā (oranža līkne), vidējā tempā (purpursarkanā krāsā) un lēnā tempā (zilā krāsā).

Atbalsta reakcijas spēku pielietošanas punkts

Zemes reakcija – šie spēki tiek pielikti pēdai. Saskaroties ar balsta virsmu, pēda piedzīvo spiedienu no atbalsta sāniem, kas ir vienāds un pretējs tam, ko pēda izdara uz balsta. Tā ir pēdas atbalsta reakcija. Šie spēki ir nevienmērīgi sadalīti pa saskares virsmu. Tāpat kā visus šāda veida spēkus, tos var attēlot kā iegūto vektoru, kam ir lielums un pielietojuma punkts.

Atbalsta reakcijas vektora pielietošanas punktu uz pēdas citādi sauc par spiediena centru. Tas ir svarīgi, lai zinātu, kur atrodas spēku pielikšanas punkts, kas iedarbojas uz ķermeni no balsta puses. Pārbaudot uz spēka platformas, šo punktu sauc par atbalsta reakcijas spēka pielikšanas punktu.

Atbalsta reakcijas spēka pielietošanas trajektorija

Galvenās biomehāniskās fāzes

Dažādu ķermeņa daļu kinemātikas, atbalsta reakciju un muskuļu darba analīze pārliecinoši parāda, ka pastaigas cikla laikā notiek regulāra biomehānisko notikumu maiņa. "Veselu cilvēku staigāšanai, neskatoties uz vairākām individuālajām īpašībām, ir raksturīga un stabila biomehāniskā un inervācijas struktūra, tas ir, noteikta kustību un muskuļu darba telpiskā un laika īpašība."

Pilns pastaigas cikls - dubultsoļu periods - tiek sastādīts katrai kājai no atbalsta fāzes un ekstremitāšu pārvietošanas fāzes.

Ejot cilvēks konsekventi balstās uz vienu vai otru kāju. Šo kāju sauc par atbalsta kāju. Kontralaterālā kāja šajā brīdī tiek virzīta uz priekšu (Šī ir pārnēsājamā kāja). Šūpošanās fāzi sauc par šūpošanās fāzi. Pilns pastaigas cikls - dubultsoļu periods - tiek sastādīts katrai kājai no atbalsta fāzes un ekstremitāšu pārvietošanas fāzes. Atbalsta periodā ekstremitāšu aktīvā muskuļu piepūle rada dinamiskus triecienus, kas ķermeņa smaguma centram piešķir translācijas kustībai nepieciešamo paātrinājumu. Ejot vidējā tempā, stāvēšanas fāze ilgst aptuveni 60% no dubultsoļu cikla, šūpošanās fāze aptuveni 40%.

Par dubultsoļa sākumu tiek uzskatīts papēža saskares brīdis ar balstu. Parasti papēža piezemēšanās tiek veikta tā ārējā daļā. Turpmāk šī (labā) kāja tiek uzskatīta par atbalsta kāju. Citādi šo staigāšanas fāzi sauc par priekšējo grūdienu – kustīga cilvēka gravitācijas un balsta mijiedarbības rezultāts. Šajā gadījumā atbalsta plaknē rodas atbalsta reakcija, kuras vertikālā sastāvdaļa pārsniedz cilvēka ķermeņa masu. Gūžas locītava atrodas lieces stāvoklī, kāja ir iztaisnota ceļa locītavā, pēda ir nelielas dorsiflexijas stāvoklī. Nākamā pastaigas fāze ir atbalsts visai pēdai. Ķermeņa svars tiek sadalīts uz atbalsta pēdas priekšējo un aizmugurējo daļu. Otra, šajā gadījumā kreisā kāja, uztur kontaktu ar balstu. Gūžas locītava saglabā lieces stāvokli, ceļgalis izliecas, mīkstinot ķermeņa inerces spēku, pēda ieņem vidējo stāvokli starp muguru un plantāra saliekšanu. Tad apakšstilbs noliecas uz priekšu, celis ir pilnībā izstiepts, ķermeņa masas centrs virzās uz priekšu. Šajā soļa periodā ķermeņa masas centra kustība notiek bez aktīvas muskuļu līdzdalības, pateicoties inerces spēkam. Atbalsts priekšpēdai. Pēc apmēram 65% no dubultsoļa laika, atbalsta intervāla beigās, ķermenis tiek stumts uz priekšu un uz augšu, pateicoties pēdas aktīvai plantārai locīšanai - tiek realizēts aizmugures grūdiens. Masas centrs kustas uz priekšu aktīvas muskuļu kontrakcijas rezultātā. Nākamais posms - pārneses fāze raksturojas ar kājas atdalīšanu un masas centra nobīdi inerces ietekmē. Šīs fāzes vidū visas galvenās kājas locītavas atrodas maksimālās izliekuma stāvoklī. Iešanas cikls beidzas līdz ar papēža saskares brīdi ar balstu. Soļošanas cikliskajā secībā tiek izdalīti momenti, kad tikai viena kāja saskaras ar balstu (“viena atbalsta periods”) un abas kājas, kad uz priekšu izstieptā ekstremitāte jau ir pieskārusies balstam, bet aizmugurē esošā – vēl nav. tomēr atkāpjas ("dubultā atbalsta fāze"). Palielinoties soļošanas tempam, "divu atbalsta periodi" tiek saīsināti un pilnībā izzūd, pārejot uz skriešanu. Tādējādi kinemātisko parametru ziņā iešana atšķiras no skriešanas divu atbalsta fāzes klātbūtnē.

Pastaigas efektivitāte

Galvenais mehānisms, kas nosaka pastaigas efektivitāti, ir kopējā masas centra kustība.

CCM kustība, kinētiskās (T k) un potenciālās (E p) enerģijas transformācija

Kopējā masas centra (MCM) kustība ir tipisks sinusoidāls process, kura frekvence atbilst divkāršam solim mediolaterālajā virzienā un ar dubultu frekvenci priekšējā-aizmugurējā un vertikālā virzienā. Masas centra nobīdi nosaka ar tradicionālo ciklogrāfisko metodi, kopējo masas centru uz objekta ķermeņa norādot ar gaismas punktiem.

Taču to ir iespējams izdarīt vienkāršāk, matemātiskāk, zinot atbalsta reakcijas spēka vertikālo komponenti. No dinamikas likumiem vertikālās kustības paātrinājums ir vienāds ar atbalsta reakcijas spēka attiecību pret ķermeņa masu, vertikālās kustības ātrums ir vienāds ar paātrinājuma reizinājuma attiecību pret laika intervālu, un pati kustība ir laika ātruma produkts. Zinot šos parametrus, var viegli aprēķināt katra soļa fāzes kinētisko un potenciālo enerģiju. Potenciālās un kinētiskās enerģijas līknes it kā ir viens otra spoguļattēli, un to fāzes nobīde ir aptuveni 180°. Ir zināms, ka svārstam ir maksimālā potenciālā enerģija augstākajā punktā un tas pārvērš to kinētiskā enerģijā, novirzoties uz leju. Šajā gadījumā daļa enerģijas tiek tērēta berzei. Soļošanas laikā, jau pašā atbalsta perioda sākumā, tiklīdz GCM sāk celties, mūsu kustības kinētiskā enerģija pārvēršas potenciālajā enerģijā, un otrādi, GCM nolaižoties, tā pārvēršas kinētiskā enerģijā. Tādējādi tiek ietaupīti aptuveni 65% enerģijas. Muskuļiem pastāvīgi jākompensē enerģijas zudums, kas ir aptuveni trīsdesmit pieci procenti. Muskuļi ieslēdzas, lai pārvietotu masas centru no apakšējā stāvokļa uz augšējo, papildinot zaudēto enerģiju.

Staigāšanas efektivitāte ir saistīta ar kopējā masas centra vertikālās kustības samazināšanu. Tomēr staigāšanas enerģijas pieaugums ir nesaraujami saistīts ar vertikālo kustību amplitūdas palielināšanos, tas ir, palielinoties soļa ātrumam un soļa garumam, neizbēgami palielinās masas centra kustības vertikālā sastāvdaļa.

Soļa stāvēšanas fāzē notiek pastāvīga kompensējoša kustība, kas samazina vertikālo kustību un nodrošina vienmērīgu iešanu.

13. STUNDA Cilvēka skeleta uzbūve. Cilvēka skeleta iezīmes taisnas stājas dēļ

Izglītības mērķis: izpētīt cilvēka skeleta galvenās daļas, tā pazīmes; likt skolēniem izdarīt secinājumus par līdzībām un atšķirībām starp cilvēku un dzīvnieku skeletiem.

Pamatjēdzieni un termini: galvaskauss, mugurkauls, skriemeļi, krūtis, ribas, atlants, epistrofija.

Aprīkojums: cilvēka skelets, zīdītāju skelets; tabulas "Cilvēka skelets", "Zīdītāju skelets"; skriemeļu kolekcija.

Nodarbības struktūra, galvenais darba saturs un metodes

I. Skolēnu pamatzināšanu aktualizēšana. (Saruna ar cilvēku un zīdītāju skeletu demonstrāciju).

Jautājumi sarunai.

1. No kādiem departamentiem sastāv zīdītāja skelets?

2. Kādas funkcijas veic katra no nodaļām?

3. Kādas skeleta daļas izšķir cilvēkiem?

4. Kas liecina par cilvēku un dzīvnieku skeletu līdzību?

II. Jauna materiāla apgūšana.

1. Cilvēka skeleta nodaļas. (Patstāvīgais darbs ar mācību grāmatas tekstu un zīmējumiem, izmantojot izdales materiālus).

Uzdevums tiek iepriekš izdrukāts uz kartītēm vai uzrakstīts uz tāfeles pārtraukumā.

Un variants.

1. Salīdziniet kakla skriemeļus ar krūšu kurvja, krūšu kurvja jostas daļu. Kāda ir atšķirība un kāda tam ir nozīme?

2. Nosakiet cilvēka krūškurvja formas atšķirības no zīdītāju krūškurvja formas. Kāda ir šīs atšķirības nozīme?

3. Atrodiet uz galda visus galvaskausa smadzeņu daļas kaulus. Kādu kaulu izvietojumu jūs varat norādīt sev? Salīdziniet cilvēka galvaskausa smadzeņu reģionu ar zīdītāja galvaskausu.

4. Kā cilvēka iegurņa jostas forma atšķiras no formas, kāda tai ir zīdītājiem?

II variants

1. Nosakiet, kas ir kopīgs visu skriemeļu struktūrā. Kāda ir atšķirība starp kakla skriemeļu un jostas skriemeļu? Kā izskaidrot šo atšķirību?

2. Kāda nozīme cilvēkam ir viņa mugurkaula uzbūves īpatnībām?

3. Nosakiet atšķirības kaulu struktūrā, kas veido augšējo un apakšējo ekstremitāšu.

4. Pagrieziet roku plaukstu uz leju. Kādas kaula savienojuma īpašības ļauj veikt šo kustību?

2. Cilvēka skeleta iezīmes, kas saistītas ar taisnu stāju un darbu. (Saruna, piezīmes skolēnu burtnīcās).

Cilvēka skeleta galvenās iezīmes:

Mugurkaula raksturīgie izliekumi;

Plaša krūšu forma;

Plašs iegurnis;

Augšējo un apakšējo ekstremitāšu struktūras atšķirība;

Pēdas arka;

Salīdzinoši liela smadzeņu galvaskausa attīstība.

1. Studentu atskaites par paveikto patstāvīgo darbu.

2. Izvēlieties no kaulu saraksta, kas pieder noteiktai skeleta sadaļai, un ievietojiet tiem atbilstošos burtus tabulā.

Kauli: A. Lāpstiņa. Būtu. Elkonis. B. Ribas. G. Augšžoklis. D. Pakauša. E. Plaukstas locītava. Tas pats. Tibiāls. No. Epistrofejs. I. Metatarsālie kauli. K. Ciskas kauls. L. Iegurnis. M. Plecs.

IV . Mājasdarbs.

Izpētiet šo tēmu no mācību grāmatas.

Izpildi uzdevumu.

Ja tavs draugs neveiksmīgi nolēcis no kokiem un savainojis kāju, vienlaikus izjūtot asas sāpes, viņam jāsniedz pirmā palīdzība. Nosakiet pareizo darbību secību, kas šajā gadījumā jāveic:

a) silda traumas vietu;

b) imobilizē ekstremitāti, uzliekot šinu;

c) nogādāt pacientu slimnīcā;

d) uzklājiet uz bojātās vietas aukstu priekšmetu;

e) pašregulējiet savienojumu.

Krievu arheologs, Ph.D. D., Krievijas Zinātņu akadēmijas Materiālās kultūras vēstures institūta (IIMK RAS, Sanktpēterburga) Paleolīta arheoloģijas nodaļas vadošais pētnieks.

"Sākumā bija kāja."

M. Heriss. "Mūsu ģimene".

Ar daudzām hipotēzēm, kas izskaidro cilvēku rašanos, gandrīz vienmēr priekšplānā tiek izvirzīti divi notikumi, kas tiek uzskatīti par ļoti svarīgiem hominizācijas procesa sākumā. Šie notikumi ir dažu augstāko pērtiķu (hominoīdu) pāreja no pārsvarā koku dzīvesveida mežos uz pārsvarā sauszemes eksistenci atklātās vai mozaīkas ainavās un stāvus staigāšanas attīstība tiem. Tiek uzskatīts, ka pirmais, nostādījis hominīdu priekštečus nepieciešamības pielāgoties jaunai, neierastai videi, pamudināja tos meklēt jaunas ekoloģiskas nišas un stimulēja darbarīku darbības attīstību, sabiedriskumu utt. otrkārt, kā rezultātā priekškājas atbrīvojās no muskuļu un skeleta sistēmas funkcijas, bija nepieciešams priekšnoteikums šādai attīstībai. Ja būtu iespējams izskaidrot, kas tieši izraisīja biotopa izmaiņas, kas noveda pie pārvietošanās veida izmaiņām un, pats galvenais, kāpēc šie divi notikumi padarīja adaptāciju nepietiekamu ierastajā bioloģiskajā veidā, mudinot realizēt kultūras (tas ir, pirmkārt, intelektuālais) potenciāls, tad galveno antropoģenēzes problēmu varētu uzskatīt par atrisinātu vispārīgi. Tikmēr atbilde ir vairāk vai mazāk skaidra tikai uz pirmo no uzskaitītajiem jautājumiem (par to vēlāk), savukārt par pārejas uz taisnu stāju cēloņiem un sekām viedokļu klāsts ir ļoti liels un skaidrības pakāpe šeit ir apgriezti proporcionāls pieaugošajam hipotēžu skaitam. Lai gan ļoti maz tēmu, kas saistītas ar antropoģenēzes izpēti, ir izraisījušas tik daudz diskusiju kā divkājainības izcelsme, šis notikums joprojām ir noslēpums, jo patiesi ir paleoantropoloģijas "sasodītais jautājums". Teorētiskajās konstrukcijās, kas postulē noteiktas savstarpēji atkarīgu notikumu secības cilvēka evolūcijā, šis punkts ir pats “vājais posms”, kura trausluma dēļ sabrūk visa ķēde. Tā kā bez šīs saites nav iespējams iztikt, ir nepieciešama tās “atjaunošana”.

Lielākā daļa autoru, kas pieskaras divkājainības izcelsmei hominīdos, ir pārliecināti, ka šis īpašums jau no paša sākuma deva zināmas priekšrocības tā īpašniekiem, pretējā gadījumā tas vienkārši nebūtu radies. Viedoklis, bez šaubām, ir absolūti loģisks, bet kādas, pēc to dalībnieku domām, bija šīs priekšrocības? Uz šo jautājumu ir piedāvāts daudz atbilžu, taču nevienu no tām, kā mēs redzēsim, nevar uzskatīt par pārliecinošu.

Atbilstoši plaši pieņemtai hipotēzei cilvēku senču pāreja uz taisnu stāju jeb, kā antropologi mēdz teikt, uz ortogrādu pārvietošanos, tika skaidrota ar nepieciešamību pielāgoties atklātām ainavām, t.i. uz dzīvi savannā, stepē, vietās, kur nav vai gandrīz nav koku veģetācijas. Vēl aizpagājušā gadsimtā šo ideju izteica franču dabaszinātnieks Žans Batists Lamarks, kurš pirmais radīja holistisku organiskās pasaules evolūcijas teoriju, un angļu dabaszinātnieks Alfrēds Volless, kurš vienlaikus izstrādāja teoriju par dabiskā atlase kopā ar Darvinu. Tomēr viens fakts, ko Lamarks un Volless nevarēja zināt, bet viņu mūsdienu sekotājiem būtu jāzina, padara šo hipotēzi ārkārtīgi apšaubāmu. Fakts ir tāds, ka, kā izrādījās daudzu pagātnes un tagadējo gadu tūkstošu mijā veiktu pētījumu rezultātā, agrīnie hominīdi lielākoties dzīvoja nevis savannā, bet gan apgabalos, kur tika saglabāti vai pat dominēja tropiskie lietus meži. Spriežot pēc seno augšņu ķīmiskā sastāva, augu fosilajiem ziedputekšņiem un to dzīvnieku sugu sastāva, kuru kauli pavada senāko cilvēku senču skeleta atliekas, gan australopiteku, gan ardipitēku un turklāt to priekšteči dzīvoja galvenokārt džungļos. Līdz ar to pāreja uz divkājainību nebija un nevarēja būt saistīta ar pielāgošanos atklātām ainavām. Turklāt ir pilnīgi nesaprotami, kāpēc patiesībā, dzīvojot savannā, vajag staigāt uz divām kājām? Galu galā mūsdienu pērtiķi, kas dzīvo apgabalos bez kokiem (paviāni, dažas makaku populācijas), joprojām ir četrkājaini un, šķiet, no tā nemaz necieš. Abi šie iebildumi, starp citu, pilnībā attiecas uz savulaik populāro ideju, ka hominīdi iztaisnojās, it kā tādēļ, ka vajadzēja redzēt tālāk un labāk orientēties savannā, kur barības meklēšanai un savlaicīgai atklāšanai bija nepieciešams labs skats. par briesmām.

Vēl viens izskaidrojums stāvus staigāšanas veidošanās, pat biežāk nekā iepriekšējā (tomēr to var arī apvienot ar to), ir pieņēmums, ka roku atbrīvošanai bija nepieciešama divkājainība, kas, savukārt, bija nepieciešama ražošanai. instrumentu, un patiešām deva cilvēkam daudzas svarīgas priekšrocības salīdzinājumā ar citiem dzīvniekiem (5.1. att.). Šī ideja bieži tika pausta jau XIX gadsimtā. Savu klasisko izteiksmi tas atrada Darvina un Engelsa darbos, un to pārņēma daudzi vēlāki autori. "Cilvēks," rakstīja Darvins, "nevarētu sasniegt savu pašreizējo dominējošo stāvokli pasaulē, neizmantojot rokas, kas ir tik apbrīnojami piemērotas, lai kalpotu viņa Gribas izpildei. ... Bet, kamēr rokas tika regulāri izmantotas kustībām, tās diez vai varēja kļūt pietiekami ideālas ieroču izgatavošanai vai precīzai akmeņu un šķēpu mešanai. ... Jau šo iemeslu dēļ cilvēkam būtu izdevīgi kļūt par divkājainiem ... ". No pirmā acu uzmetiena nav iespējams apstrīdēt iepriekš minētos argumentus: kas gan patiesībā varētu būt cilvēks bez rokām un kādas rokas var būt būtnei, kas pārvietojas četrrāpus? Tomēr šeit, tāpat kā iepriekšējā gadījumā, piedāvātā skaidrojuma harmoniju pārkāpj daži fakti, kas kļuva zināmi tikai gadsimtu pēc citētā Darvina darba publicēšanas. Pirmkārt, spriežot pēc šobrīd pieejamajiem arheoloģiskajiem datiem, pirmie akmens darbarīki parādījās vismaz divus, bet drīzāk trīs vai pat četrus miljonus gadu vēlāk nekā pirmie vertikālie hominīdi. Otrkārt, viņi gandrīz noteikti izgatavoja un izmantoja šos rīkus sēžot, tā ka problēma ar roku atbrīvošanu vienkārši neradās. Protams, ērtāk ir strādāt, teiksim, pie virpas vai galdnieka darbagalda stāvot, bet pirms tam pirmie hominīdi vēl bija ļoti tālu. Tās darba operācijas, kuras viņiem bija vajadzīgas un bija pieejamas, ir daudz vieglāk veikt sēdus stāvoklī. Jebkurā gadījumā tas ir tieši tas, ko pērtiķi labprātāk dara, kad, piemēram, šķetina riekstus ar smagiem akmeņiem, un eksperimentālie arheologi, mēģinot no krama, kaula vai koka izgatavot instrumentus, kas ir identiski tiem, kas atrasti izrakumos.

Starp citu, jāatzīmē, ka divkājainības veidošanās cilvēku senčos, acīmredzot, nav unikāls notikums hominoīdu evolūcijas vēsturē. Jau kopš pagājušā gadsimta vidus daži pētnieki sāka aizdomas, ka ilgi pirms pirmo hominīdu parādīšanās uz Zemes jau dzīvoja stāvie pērtiķi. Pamatu šādām aizdomām deva Oreopithecus kaulu atliekas, kas, spriežot pēc paleontoloģisko atradumu ģeogrāfiskās lokalizācijas, dzīvoja galvenokārt tagadējās Apenīnu pussalas dienvidos, tajā daļā, kas bija sala miocēnā. Nesenais šo materiālu pētījums, ko veica spāņu un itāļu antropologu grupa, vēlreiz apstiprināja, ka Oreopithecus ne tikai spēja, bet varbūt pat deva priekšroku pārvietoties uz zemes uz divām kājām. Par to liecina tādas pazīmes kā mugurkaula lejasdaļas izliekums uz priekšu, vertikāli novietota ceļa locītava, kā arī dažas iegurņa struktūras īpatnības, kas atrod analoģijas Australopithecus afarensis anatomijā. Turklāt izrādījās, ka šie hominoīdi, kas izmira pirms 8 vai 7 miljoniem gadu, arī izcēlās ar rokas uzbūvi, kas pērtiķiem nebija gluži ierasta. Dažkārt pat tiek apgalvots, ka viņi ar tādu veiklību spējuši paņemt un noturēt ar pirkstiem dažādus priekšmetus, kas vēlāk bija pieejami tikai cilvēkiem un viņu senčiem, sākot ar australopitekiem. Nav zināms, kā oreopitēki izmantoja šo savu īpašību, ja viņiem tā patiešām bija 1. Varbūt tikai tāpēc, lai no kokiem noplūktu kādus mazus auglīšus un ieliktu tos mutē, vai varbūt kādai darbībai, kas tos mūsu acīs tuvinātu hominīdiem. Tiesa, pēc dažām svarīgām pazīmēm, piemēram, zobu struktūrā Oreopithecus ir tuvāk zemākajiem pērtiķiem nekā antropoīdiem. Viņi arī nevarēja lepoties ar lielām smadzenēm, kā, protams, ar lielu ķermeņa izmēru. Saskaņā ar pieejamajām rekonstrukcijām šo hominoīdu vidējais svars bija aptuveni 30-40 kg. Tomēr skaidras paralēles ar hominīdu evolūciju ir ļoti interesantas un liek vēlreiz atcerēties, ka dabā bija dažādas attīstības iespējas.

Pāreja uz divkājainību un priekškāju atbrīvošana no muskuļu un skeleta sistēmas funkcijas bija saistīta arī ar nepieciešamību nest barību un mazuļus, vai signalizēt ar žestiem, vai atbaidīt plēsējus, metot uz tiem akmeņus un nūjas utt. Tomēr visi šāda veida minējumi ir balstīti uz nepārprotamu vienreizēju, sporādisku darbību (priekšmetu mešana, žestikulēšana, nešana) lomu, ar ko mūsdienu pērtiķi var viegli tikt galā, nemainot pārvietošanās veidu. Šimpanzes, piemēram, spēj novest leopardu, vicinot ērkšķainus zarus vai velkot smagu akmeņu kaudzes vietās, kur ir daudz viņu iecienīto cieto čaumalu riekstu, un pēc tam izmantot šos akmeņus kā āmurus un laktas. Tomēr tas, ka viņi diezgan bieži ir spiesti izmantot savas priekškājas kā rokas, neliedz viņiem, tāpat kā pirms miljoniem gadu, būt četrkājainiem.

Daudz interesantāki un, iespējams, daudzsološāki ir tie mēģinājumi atbildēt uz "sasodīto" jautājumu, kur uzsvars tiek likts uz enerģētisko ieguvumu atrašanu, ko sniedz divkāju kustība. Bioenerģētiskā hipotēze divkājainības rašanos skaidro ar cilvēka divkājainības lielāku energoefektivitāti salīdzinājumā ar četrkājainajiem pērtiķiem (5.2. att.). Šī skaidrojuma galvenā vājā puse ir tāda, ka tas atsaucas uz taisnās staigāšanas priekšrocībām, kuras varētu realizēt tikai ar pilnībā attīstītu cilvēka divkājainību, bet tās attīstības gaitā būtu gandrīz pilnībā nemanāmas, īpaši pārejas sākuma stadijā. Pat ja divkāju pārvietošanās, kā zināms mūsdienu cilvēkiem, patiešām ir enerģētiski izdevīgāka par četrkājainību (kas gan vēl nav pilnībā noskaidrots), tas nepavisam neizriet, ka tādas pašas priekšrocības būtu raksturīgas arī agrīnā vecuma gaitai. hominīdi. Acīmredzot tas ļoti atšķīrās no mūsu un nebūt nebija tik efektīvs (vairāk par to tālāk).

Termoregulācijas hipotēzes piekritēji iemeslu mūsu senču pārejai uz divkājainību saskatīja faktā, ka ķermeņa vertikālais stāvoklis intensīvas dienas aktivitātes laikā karstajā savannā pasargāja hominīdus no karstuma stresa. Patiešām, ķermeņa virsmas laukums, kas pakļauts tiešiem saules stariem, ir daudz mazāks stāvus vīrietim nekā tāda paša izmēra četrkājainam radījumam, un, kā jūs viegli varat iedomāties, šī atšķirība palielinās, saulei tuvojoties zenītam. . Tomēr, kā mēs tagad zinām, savas vēstures pirmo miljonu gadu laikā uzceltie hominīni dzīvoja galvenokārt džungļos, nevis savannās, un tāpēc karstuma stress tos neapdraudēja vairāk kā mūsdienu gorillas vai šimpanzes.

Lai pabeigtu attēlu, var minēt arī tā saukto "ūdens" hipotēzi, saskaņā ar kuru agrīno hominīdu ortograditāte ir rezultāts adaptācijai dzīvei plauktā, ūdens vidē (5.3. att.). Šī ideja savulaik tika aktīvi apspriesta pseidozinātniskajā literatūrā, taču profesionālu antropologu vidū, ar dažiem izņēmumiem, tai nebija un nav atbalstītāju. Iemesls tam ir vienkāršs un slēpjas faktā, ka šī hipotēze ir balstīta tikai uz daļēji fantastiskiem pieņēmumiem, ko neatbalsta pilnīgi nekādi konkrēti materiāli. Nav faktu, kas vismaz netieši liecinātu, ka pirmie cilvēku klades pārstāvji "iznākuši no ūdens", ja vien, protams, par tādām neuzskatām atsauces, piemēram, uz mūsu prasmi peldēt, kas, šķiet, nav kas raksturīgs šimpanzēm, vai tam, ka cilvēkiem ir biezāks zemādas tauku slānis nekā citiem primātiem.

Tādējādi izrādās, ka ir ļoti grūti, ja ne neiespējami, atrast konkrētus ieguvumus, kas varētu būt saistīti ar divkājainību agrīnā attīstības stadijā. Pārliecinošs iemesls "pārejai uz ortogrādu pārvietošanos vēl nav atrasts", un antropoģenēzes sākums "kūst nestabilā nenoteiktības dūmakā", pirms 15 gadiem atzina ievērojams Krievijas cilvēka evolūcijas pētnieks. 2 Kopš tā laika situācija nav mainījusies. Tiesa, hipotēžu skaits ir ievērojami pieaudzis un turpina augt, taču to skaits kaut kā nepārvēršas kvalitātē. Antropologi, protams, nezaudē optimismu, cerot, ka jaunu kaulu atklāšana un to izpētes metožu pilnveidošana galu galā sniegs atbildi uz sasodīto jautājumu, taču šīs cerības var piepildīties tikai tad, ja divkājainība patiešām jau ir devusi kādu labumu. pirmie hominīdi. Tomēr vai tas tiešām ir vajadzīgs? Ja nebūtu pabalstu?

1 Par to ir šaubas (Susman R.L. Oreopithecus bambolii: an unlyly case of hominidlike grip capability in a Miocene ape // Journal of Human Evolution, 2004, 46. sēj., 1. sēj., 103.–115. lpp.).

2 Aleksejevs V.P. Antropoģenēze – atrisināta problēma vai virkne jaunu problēmu? // Cilvēks zinātņu sistēmā. M., 1989, 1. lpp. 113.

Atbildēm uz 29.-32. uzdevumu izmantojiet atsevišķu lapu. Vispirms pierakstiet uzdevuma numuru (29, 30 utt.) un pēc tam atbildi uz to. Uzrakstiet savas atbildes skaidri un salasāmi.

IERĪČU VEIDI

Fitness ir ķermeņa uzbūves un funkciju relatīvā lietderība, kas ir dabiskās atlases rezultāts.

ķermeņa forma dzīvnieki ļauj tiem viegli pārvietoties atbilstošā vidē, padara vidē neuzkrītošus organismus, piemēram, lupatu plūcēju jūras zirdziņu. Maskēties- organisma līdzība ar jebkuru vides objektu pēc krāsas, ķermeņa formas, piemēram, nūju kukainis. Aizsargājošs krāsojums paslēpj organismu vidē, padara to neredzamu, piemēram, sienāzis. Preparēšanas krāsojums- gaišo un tumšo svītru maiņa uz ķermeņa rada ilūziju par gaismas un ēnas miju, izplūdina dzīvnieka kontūras, piemēram, zebra, tīģeris. Brīdinājuma krāsojums- spilgta krāsa, kas norāda uz toksisku vielu vai īpašu dzeloņu aizsardzības orgānu klātbūtni, ķermeņa bīstamību plēsējam, piemēram, kamenei, lapsenei. Mīmika- neaizsargātu organismu imitācija ar labi aizsargātiem, piemēram, nedzirdīgo nātru. Adaptīvā uzvedība- ieradumi, instinkti, kas vērsti uz aizsardzību no ienaidniekiem un vides faktoru darbības (draudoša poza, ienaidnieka brīdināšana un biedēšana, nosalšana, rūpes par pēcnācējiem, pārtikas uzglabāšana, ligzdas veidošana, urvas utt.).

Augi ir izstrādājuši arī pielāgojumus aizsardzībai, pavairošanai un izplatīšanai: muguriņas; spilgta ziedu krāsa kukaiņu apputeksnētos augos; atšķirīgs putekšņlapu un olšūnu nobriešanas laiks novērš sēklu izplatīšanos. Dažādu orgānu modifikācijas augos ir pielāgošanās nelabvēlīgu apstākļu pārnesei un veģetatīvās vairošanās.

1) Kāda ir adaptāciju būtība dzīvos organismos? Paskaidrojiet atbildi.

2) Dažiem dzīvniekiem ir krāsas, kas apvieno spilgtas krāsas, piemēram, melnu un sarkanu, melnu un dzeltenu. Kāda ir šīs krāsas bioloģiskā nozīme?

3) Kā augi pielāgojas mitruma trūkumam? Sniedziet piemērus.

Parādi atbildi

1) Adaptācijām ir relatīvs un īslaicīgs raksturs, jo tās palīdz organismam izdzīvot tikai tajos apstākļos, kādos tās radušās.

2) Šo krāsojumu sauc par brīdinājumu, tas norāda uz toksisku vielu klātbūtni dzīvniekā vai īpašiem dzeloņainiem aizsardzības orgāniem, ķermeņa bīstamību plēsējam.

3) Uzglabāt ūdeni lapās vai kātos (alveja, kaktuss); garas saknes (kamieļa ērkšķis); lapas ir pārklātas ar vaska pārklājumu vai pubescējošiem, cietiem dzinumiem (saksa, spalvu zāle) vai pārveidotas par muguriņām (kaktusi).

Izpētiet tabulu "Cukuroto brūnaļģu ķīmiskais sastāvs". Atbildi uz jautājumiem.

Cukuroto brūnaļģu ķīmiskais sastāvs

1) Lai kompensētu kāda elementa trūkumu, ieteicams izmantot brūnaļģes?

2) Cik šī elementa ikdienas punktus satur 100 g brūnaļģu sausnas?

3) Kādas slimības novērš, ēdot brūnaļģes?

Parādi atbildi

Pareizajā atbildē jāiekļauj šādi elementi:

3) endēmisks goiters.

Apskatiet tabulas un izpildiet 31. un 32. uzdevumu.

Enerģijas izmaksas dažāda veida fiziskām aktivitātēm

Vasilijs ir vadošais spēlētājs ūdenspolo komandā. Izmantojot tabulu datus, piedāvājiet Vasilijam optimālu kaloriju ēdienkarti, kas ļauj viņam kompensēt enerģijas izmaksas pēc treniņa, kas ilga 1 stundu un 35 minūtes.

Izvēloties, ņemiet vērā, ka Vasilijs mīl šokolādes saldējumu un dzer tēju bez cukura.

Atbildē norādiet enerģijas izmaksas, ieteicamās ēdienreizes, pusdienu kaloriju saturu un tauku daudzumu tajās.

Produktu enerģētiskā un uzturvērtība