Bipedalizm insan iskeletini nasıl etkiledi? Dik yürümenin özellikleri. Yürüyüşün zamansal yapısı

iki ayaklılık

Yürüme döngüsü: bir bacakta destek - çift destek periyodu - diğer bacakta destek ...

yürüyen adam- en doğal insan hareketi.

Bu hareketi karakterize eden başka tanımlar da vardır:

"... yukarıdan aşağıya tüm kas sistemini ve tüm motor aparatını kapsayan sinerjiler"
"... döngüsel bir hareket, yani aynı aşamaların periyodik olarak tekrar tekrar tekrarlandığı bir hareket."

• • Yürüme, motor bir klişenin uygulanmasının sonucu, koşulsuz ve koşullu reflekslerin bir kompleksi olan motor bir eylemdir.
  • Yürüme, bilincin katılımı olmadan otomatik olarak gerçekleştirilen, sıralı olarak sabitlenmiş koşullu refleks motor eylemler zinciri olan bir motor beceridir.

Anlamca yakın olan kelimeler:

• tr:yürüyüş - yürüyüş.
• "yürüme" tr: yürüyüş - belirli bir kişinin özelliği, yürürken duruş ve hareketlerin özellikleri.
• "Duruş" tr: Duruş - yürürken de dahil olmak üzere insan vücudunun dinlenme ve hareket halindeki olağan konumu.

Yürüyüş türleri

Yürüyüş türleri ile yürüyüş türleri karıştırılmamalıdır. Yürümek bir motor harekettir, bir tür motor aktivitedir. Yürüyüş - bir kişinin yürümesinin bir özelliği, "yürüme şekli"

Yürüyüş görevleri

Önemli bir lokomotor işlevi olarak yürümenin görevleri:

• Vücudun ileriye doğru güvenli doğrusal translasyon hareketi (ana görev).
• Dikey dengeyi koruyun, hareket ederken düşmeyi önleyin.
• Enerjinin korunumu, adım döngüsü sırasında yeniden dağıtılması nedeniyle minimum miktarda enerji kullanımı.
• Düzgün hareket sağlamak (ani hareketler hasara neden olabilir).
• Ağrılı hareket ve çabayı ortadan kaldırmak için yürüyüş adaptasyonu.
• Dış rahatsız edici etkiler altında veya hareket planını değiştirirken yürüyüşün korunması (Yürüme stabilitesi).
• Olası innervasyon ve biyomekanik bozukluklara karşı direnç.
• Hareket optimizasyonu, her şeyden önce, en az enerji tüketimi ile kütlelerin ağırlık merkezini güvenli bir şekilde hareket ettirme verimliliğini artırmak.

Yürüyüş Seçenekleri

Genel yürüyüş parametreleri

Yürümeyi karakterize eden en yaygın parametreler vücudun kütle merkezinin hareket çizgisi, adım uzunluğu, çift adım uzunluğu, ayak dönüş açısı, destek tabanı, hareket hızı ve ritimdir.

• Desteğin tabanı, hareket hattına paralel topukların desteğinin merkezlerinden çizilen iki paralel çizgi arasındaki mesafedir.
• Kısa adım, bir ayağın topuk dönüş noktası ile karşı bacağın topuk dönüş noktası arasındaki mesafedir.
• Ayağın dönüşü, hareket çizgisi ile ayağın ortasından geçen çizginin oluşturduğu açıdır: topuk desteğinin ortasından ve 1. ve 2. parmak arasındaki noktadan.
• Yürüme ritmi, bir bacağın transfer aşamasının süresinin diğer bacağın transfer aşamasının süresine oranıdır.
• Yürüme hızı - birim zaman başına büyük adım sayısı. Birim cinsinden ölçülür: dakikada adım veya km. 01:00 de. Bir yetişkin için - dakikada 113 adım.

Yürüyüşün biyomekaniği

Çeşitli hastalıklar için yürüyüş tıp bölümü tarafından incelenir - klinik biyomekanik; bir spor sonucu elde etmenin veya fiziksel uygunluk seviyesini arttırmanın bir yolu olarak yürümek, fiziksel kültür - spor biyomekaniği bölümü tarafından incelenir. Yürüyüş, diğer birçok bilim tarafından incelenir: bilgisayar biyomekaniği, tiyatro ve bale sanatı, askeri bilim. Tüm biyomekanik bilimlerin çalışmasının temeli, doğal koşullarda yürüyen sağlıklı bir insanın biyomekaniğidir. Yürüyüş, insan lokomotor sisteminin işleyişini belirleyen biyomekanik ve nörofizyolojik süreçlerin birliği açısından düşünülür.

Yürüyüşün biyomekanik yapısı = + + +

Yürüyüşün zamansal yapısı genellikle podografi sonuçlarının analizine dayanır. Podografi, ayağın çeşitli bölümlerinin destekle temas anlarını kaydetmenizi sağlar. Bu temelde, adımın zaman aşamaları belirlenir.

Yürüme kinematiği, eklemlerdeki açıları ölçmek için temaslı ve temassız sensörler (gonyometri) ve ayrıca jiroskoplar kullanılarak incelenir - bir vücut bölümünün eğim açısını yerçekimi çizgisine göre belirlemenize izin veren cihazlar. Yürüme kinematiğinin incelenmesinde önemli bir yöntem, vücut bölümlerinde bulunan aydınlık noktaların koordinatlarını kaydetme yöntemi olan siklografi tekniğidir.

Yürümenin dinamik özellikleri, bir dinamografik (güç) platform kullanılarak incelenir. Güç platformunu desteklerken, yatay bileşenlerinin yanı sıra desteğin dikey tepkisi de kaydedilir. Ayağın ayrı bölümlerinin basıncını kaydetmek için, ayakkabının tabanına monte edilmiş basınç sensörleri veya gerinim ölçerler kullanılır.

Yürüyüşün fizyolojik parametreleri, elektromiyografi tekniği kullanılarak kaydedilir - kas biyopotansiyellerinin kaydı. Elektromiyografi, yürüyüşün zamansal özelliklerini, kinematiğini ve dinamiklerini değerlendirme yöntemlerinin verileriyle karşılaştırıldığında, yürüyüşün biyomekanik ve inervasyon analizinin temelidir.

Yürüyüşün zamansal yapısı

Basit bir iki-terminal altgramı

Zamansal yapıyı incelemek için ana yöntem podografi yöntemidir. Örneğin, en basit, iki temaslı elektropodografiyi kullanarak yürüme çalışması, biyomekanik bir yolda desteklendiğinde kapanan özel ayakkabıların tabanındaki kontakların kullanılmasından oluşur. Şekil, topukta ve ön ayakta iki temas noktası olan özel ayakkabılarla yürümeyi göstermektedir. Kontağın kapanma süresi cihaz tarafından kaydedilir ve analiz edilir: arka temasın kapanması - topukta destek, arka ve ön kontakların kapanması - tüm ayakta destek, ön temasın kapanması - ön ayakta destek. Bu temelde, her bacak için her temasın süresinin bir grafiğini oluşturun.

Adım zaman yapısı

Ana araştırma yöntemleri: siklografi, gonyometri ve bir jiroskop kullanarak bir vücut segmentinin hareketinin değerlendirilmesi.

Siklografi yöntemi, vücudun aydınlık noktalarının koordinatlarındaki değişiklikleri koordinat sisteminde kaydetmenizi sağlar.

Gonyometri, siklogramın analizine göre açısal sensörler ve temassız olarak doğrudan bir yöntemle eklem açısında bir değişikliktir.

Ayrıca jiroskop ve ivmeölçerlerde özel sensörler kullanılmaktadır. Jiroskop, bağlı olduğu vücut bölümünün dönüş açısını, geleneksel olarak referans ekseni olarak adlandırılan dönüş eksenlerinden biri etrafında kaydetmenize olanak tanır. Tipik olarak, jiroskoplar, pelvik ve omuz kuşağının hareketini değerlendirmek için kullanılırken, hareket yönünü sırayla üç anatomik düzlemde - ön, sagital ve yatay - kaydeder.

Sonuçların değerlendirilmesi, adımın herhangi bir anında pelvis ve omuz kuşağının yana, öne veya arkaya dönüş açısını ve ayrıca uzunlamasına eksen etrafındaki dönüşü belirlemenizi sağlar. Özel çalışmalarda, bu durumda alt bacağın teğetsel ivmesini ölçmek için ivmeölçerler kullanılır.

Yürümeyi incelemek için elektriksel olarak iletken bir tabaka ile kaplı özel bir biyomekanik yol kullanılır. Biyomekanikte geleneksel olan ve bilindiği gibi, konunun vücudunda bulunan ışıklı işaretçilerin koordinatlarının video-sinema fotoğrafçılığı ile kaydedilmesine dayanan bir siklografik çalışma yapılırken önemli bilgiler elde edilir.

yürüyüş dinamikleri

Yürümenin dinamikleri, çalışan kaslar tarafından üretilen kuvvetin doğrudan ölçülmesiyle incelenemez. Bugüne kadar, canlı bir kas, tendon veya eklemin kuvvet momentini ölçmek için yaygın olarak kullanılan bir yöntem yoktur. Unutulmamalıdır ki, direkt yöntem, kuvvet ve basınç sensörlerini doğrudan bir kas veya tendona yerleştirme yöntemi özel laboratuvarlarda kullanılmaktadır. Alt ekstremite protezlerinde ve eklem endoprotezlerinde sensörler kullanılarak torku incelemek için doğrudan bir yöntem de gerçekleştirilir. Yürürken bir kişiye etki eden kuvvetler hakkında bir fikir, ya tüm vücudun kütle merkezindeki çabayı belirleyerek ya da destek tepkilerini kaydederek elde edilebilir. Pratikte, döngüsel hareket sırasında kas çekme kuvvetleri ancak ters dinamik problemini çözerek tahmin edilebilir. Yani, hareket eden bir parçanın hızını ve ivmesini, kütlesini ve kütle merkezini bilerek, Newton'un ikinci yasasını izleyerek bu harekete neden olan kuvveti belirleyebiliriz (kuvvet vücut kütlesi ve ivme ile doğru orantılıdır).

Ölçülebilen gerçek yürüme kuvvetleri, yer reaksiyon kuvvetleridir. Desteğin tepki kuvvetinin ve adımın kinematiğinin karşılaştırılması, eklem torkunun değerini tahmin etmeyi mümkün kılar. Kas torkunun hesaplanması, kinematik parametrelerin, destek reaksiyonunun uygulama noktasının ve kasın biyoelektrik aktivitesinin karşılaştırılması temelinde yapılabilir.

Destek reaksiyon kuvveti

Desteğin tepki kuvveti, desteğin yanından vücuda etki eden kuvvettir. Bu kuvvet, vücudun desteğe uyguladığı kuvvete eşit ve zıttır.

Destek tepki kuvvetinin dikey bileşeni

Destek reaksiyon vektörünün dikey bileşeni.

Normal yürüyüş sırasında destek reaksiyonunun dikey bileşeninin grafiği düzgün simetrik çift kamburlu bir eğri şeklindedir. Eğrinin ilk maksimumu, vücut ağırlığının paten bacağına aktarılmasının bir sonucu olarak ileriye doğru bir itme meydana geldiği zaman aralığına karşılık gelir, ikinci maksimum (arka itme) bacağın destek yüzeyinden aktif itmesini yansıtır. ve vücudun yukarı, ileri ve paten uzuvlarına doğru hareket etmesine neden olur. Her iki maksimum da vücut ağırlığı seviyesinin üzerinde ve sırasıyla yavaş bir hızda, vücut ağırlığının yaklaşık% 100'ünde, keyfi bir hızda% 120, hızlı bir hızda -% 150 ve% 140. Destek reaksiyonu minimumu, vücut ağırlık çizgisinin altında simetrik olarak aralarında bulunur. Minimumun meydana gelmesi, diğer bacağın arkadan itilmesi ve müteakip transferinden kaynaklanmaktadır; bu durumda, vücudun ağırlığından çıkarılan yukarı doğru bir kuvvet ortaya çıkar. Farklı oranlarda minimum destek reaksiyonu sırasıyla vücut ağırlığıdır: yavaş bir hızda - yaklaşık %100, keyfi bir hızda - %70, hızlı bir hızda - %40. Bu nedenle, yürüme hızındaki artışla birlikte genel eğilim, ön ve arka şokların değerlerinde bir artış ve destek reaksiyonunun dikey bileşeninin minimumunda bir azalmadır.

Destek tepki kuvvetinin boyuna bileşeni

Destek reaksiyon vektörünün boyuna bileşeni aslında ayağın öne arkaya kaymasını engelleyen sürtünme kuvvetine eşit bir kesme kuvvetidir. Şekil, hızlı bir yürüme hızında (turuncu eğri), ortalama bir hızda (macenta) ve yavaş bir tempoda (mavi) adım döngüsünün süresinin bir fonksiyonu olarak uzunlamasına destek reaksiyonunun bir grafiğini göstermektedir.

Destek tepki kuvvetinin uygulama noktası

Zemin reaksiyonu - bu kuvvetler ayağa uygulanır. Desteğin yüzeyi ile temas eden ayak, desteğin yanından, ayağın desteğe uyguladığı baskıya eşit ve zıt yönde baskıya maruz kalır. Bu, ayağın desteğinin tepkisidir. Bu kuvvetler temas yüzeyi üzerinde eşit olmayan bir şekilde dağılmıştır. Bu tür tüm kuvvetler gibi, bir büyüklüğü ve uygulama noktası olan bir sonuç vektörü olarak temsil edilebilirler.

Destek reaksiyon vektörünün ayak üzerindeki uygulama noktası, aksi takdirde basınç merkezi olarak adlandırılır. Bu, destek tarafından vücuda etki eden kuvvetlerin uygulama noktasının nerede olduğunu bilmek için önemlidir. Bir güç platformunda incelenirken bu noktaya destek tepki kuvvetinin uygulama noktası denir.

Destek tepki kuvveti uygulamasının yörüngesi

Ana biyomekanik aşamalar

Vücudun çeşitli bölümlerinin kinematik, destek reaksiyonları ve kaslarının çalışmasının bir analizi, yürüme döngüsü sırasında düzenli bir biyomekanik olay değişikliğinin meydana geldiğini ikna edici bir şekilde göstermektedir. “Sağlıklı insanların yürüyüşü, bir dizi bireysel özelliğe rağmen, tipik ve istikrarlı bir biyomekanik ve innervasyon yapısına sahiptir, yani hareketlerin ve kas çalışmasının belirli bir uzaysal-zamansal özelliği” .

Destek fazından ve uzuv transfer fazından her bacak için tam bir yürüme döngüsü - çift adımlı bir periyot - oluşur.

Yürürken, bir kişi sürekli olarak bir veya diğer bacağına yaslanır. Bu bacağa destek ayağı denir. Bu sırada kontralateral bacak öne getirilir (Bu portatif bacaktır). Salınım aşamasına salınım aşaması denir. Destek fazından ve uzuv transfer fazından her bacak için tam bir yürüme döngüsü - çift adımlı bir periyot - oluşur. Destek periyodu sırasında, uzuvların aktif kas çabası, vücudun ağırlık merkezine translasyon hareketi için gerekli ivmeyi veren dinamik şoklar yaratır. Ortalama bir hızda yürürken, duruş fazı çift adım döngüsünün yaklaşık %60'ını, sallanma fazı ise yaklaşık %40'ını sürer.

Çift adımın başlangıcı, topuğun destekle temas ettiği an olarak kabul edilir. Normal olarak, topuğun inişi dış kısmında gerçekleştirilir. Artık bu (sağ) bacak destekleyici olarak kabul edilir. Aksi takdirde, yürümenin bu aşamasına önden itme denir - hareket eden bir kişinin yerçekimi ile bir destek arasındaki etkileşimin sonucu. Bu durumda, dikey bileşeni insan vücudunun kütlesini aşan destek düzleminde bir destek reaksiyonu ortaya çıkar. Kalça eklemi fleksiyon pozisyonunda, bacak diz ekleminde düzleştirilir, ayak hafif dorsifleksiyon pozisyonundadır. Yürümenin bir sonraki aşaması, tüm ayağın desteklenmesidir. Vücudun ağırlığı, destek ayağının ön ve arka bölümlerine dağıtılır. Diğeri, bu durumda, sol bacak, destekle teması korur. Kalça eklemi fleksiyon pozisyonunu korur, diz bükülür, vücudun atalet kuvvetini yumuşatır, ayak sırt ve plantar fleksiyon arasında orta bir pozisyon alır. Sonra alt bacak öne doğru eğilir, diz tamamen uzatılır, vücudun kütle merkezi öne doğru hareket eder. Adımın bu döneminde, atalet kuvveti nedeniyle vücudun kütle merkezinin hareketi kasların aktif katılımı olmadan gerçekleşir. Ön ayak için destek. Çift adım süresinin yaklaşık %65'inden sonra, destek aralığının sonunda, ayağın aktif plantar fleksiyonu nedeniyle vücut ileri ve yukarı doğru itilir - bir arka itme gerçekleştirilir. Aktif kas kasılması sonucu kütle merkezi öne doğru hareket eder. Bir sonraki aşama - transfer aşaması, bacağın ayrılması ve atalet etkisi altında kütle merkezinin yer değiştirmesi ile karakterize edilir. Bu fazın ortasında, bacağın tüm ana eklemleri maksimum fleksiyon pozisyonundadır. Yürüme döngüsü, topuğun destekle temas ettiği an ile sona erer. Döngüsel yürüyüş dizisinde, yalnızca bir bacağın destekle temas halinde olduğu ("tek destek süresi") ve her iki bacağın, öne uzatılan uzuv zaten desteğe dokunduğu ve arkada bulunanın temas etmediği anlar ayırt edilir. henüz çıkma ("çift destek aşaması"). Yürüme hızının artmasıyla "iki destek periyodu" kısalır ve koşmaya geçildiğinde tamamen kaybolur. Bu nedenle, kinematik parametreler açısından yürüme, iki destekli bir fazın varlığında koşmaktan farklıdır.

Yürüyüş verimliliği

Yürümenin etkinliğini belirleyen ana mekanizma, ortak kütle merkezinin hareketidir.

CCM'nin hareketi, Kinetik (T k) ve potansiyel (E p) enerjinin dönüşümü

Ortak kütle merkezinin (MCM) hareketi, mediolateral yönde çift adıma karşılık gelen bir frekansa ve ön-arka ve dikey yönde çift frekansa sahip tipik bir sinüzoidal süreçtir. Kütle merkezinin yer değiştirmesi, konunun gövdesindeki genel kütle merkezini parlak noktalarla gösteren geleneksel siklografik yöntemle belirlenir.

Bununla birlikte, destek tepki kuvvetinin dikey bileşenini bilerek bunu daha basit, matematiksel bir şekilde yapmak mümkündür. Dinamik yasalarından, dikey hareketin ivmesi, desteğin tepki kuvvetinin vücudun kütlesine oranına eşittir, dikey hareketin hızı, ivme ürününün zaman aralığına oranına eşittir, ve hareketin kendisi, zamanın hızının ürünüdür. Bu parametreleri bilerek, her adım fazının kinetik ve potansiyel enerjisi kolayca hesaplanabilir. Potansiyel ve kinetik enerji eğrileri, adeta birbirinin ayna görüntüleridir ve yaklaşık 180°'lik bir faz kaymasına sahiptir. Sarkacın en yüksek noktada maksimum potansiyel enerjisine sahip olduğu ve bunu aşağı doğru saparak kinetik enerjiye dönüştürdüğü bilinmektedir. Bu durumda, enerjinin bir kısmı sürtünmeye harcanır. Yürüme sırasında, zaten destek periyodunun en başında, GCM yükselmeye başlar başlamaz, hareketimizin kinetik enerjisi potansiyel enerjiye dönüşür ve tam tersi, GCM düştüğünde kinetik enerjiye dönüşür. Böylece yaklaşık %65 oranında enerji tasarrufu sağlanır. Kaslar, yaklaşık yüzde otuz beş olan enerji kaybını sürekli olarak telafi etmelidir. Kaslar, kütle merkezini alt konumdan üst konuma hareket ettirmek için açılır ve kaybedilen enerjiyi yeniler.

Yürüme verimliliği, ortak kütle merkezinin dikey hareketini en aza indirgemekle ilgilidir. Bununla birlikte, yürüme enerjisindeki bir artış, dikey hareketlerin genliğinde bir artışla ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır, yani yürüme hızındaki ve adım uzunluğundaki bir artışla, kütle merkezinin hareketinin dikey bileşeni kaçınılmaz olarak artar.

Adımın duruş aşamasında, dikey hareketi en aza indiren ve düzgün yürümeyi sağlayan sabit bir telafi edici hareket vardır.

DERS 13. İnsan iskeletinin yapısı. Dik duruş nedeniyle insan iskeletinin özellikleri

Eğitim amacı: insan iskeletinin ana kısımlarını, özelliklerini incelemek; Öğrencileri, insan ve hayvan iskeletleri arasındaki benzerlikler ve farklılıklar hakkında sonuca ulaştırır.

Temel kavramlar ve terimler: kafatası, omurga, omur, göğüs, kaburga, atlas, epistrofi.

Ekipman: insan iskeleti, memeli iskeleti; "İnsan İskeleti", "Memeli İskeleti" tabloları; omur koleksiyonu.

Dersin yapısı, ana içeriği ve çalışma yöntemleri

I. Öğrencilerin temel bilgilerini güncellemek. (İnsan ve memeli iskeletlerinin gösterimi ile konuşma).

Sohbet için sorular.

1. Bir memelinin iskeleti hangi bölümlerden oluşur?

2. Departmanların her biri hangi işlevleri yerine getiriyor?

3. İnsanlarda iskeletin hangi kısımları ayırt edilir?

4. İnsan ve hayvan iskeletlerinin benzerliğinin kanıtı nedir?

II. Yeni materyal öğrenmek.

1. İnsan iskeletinin bölümleri. (Ders notlarını kullanarak ders kitabının metni ve çizimleriyle bağımsız çalışma).

Görev önceden kartlara yazdırılır veya bir mola sırasında tahtaya yazılır.

Ve bir seçenek.

1. Servikal vertebrayı torasik, torasik lomber ile karşılaştırın. Fark nedir ve ne önemi var?

2. İnsan göğsünün şekli ile memeli göğsünün şekli arasındaki farklılıkları belirleyin. Bu farkın önemi nedir?

3. Kafatasının serebral kısmının tüm kemiklerini masada bulun. Kendinize hangi kemik yerleşimini gösterebilirsiniz? İnsan kafatasının beyin bölgesini bir memelinin kafatasıyla karşılaştırın.

4. İnsan pelvik kuşağının şekli, memelilerdeki şeklinden nasıl farklıdır?

II seçeneği

1. Tüm omurların yapısında ortak olanı belirleyin. Servikal vertebra ile lomber vertebra arasındaki fark nedir? Bu farkı nasıl açıklamalı?

2. Omurganın yapısal özelliklerinin bir kişi için önemi nedir?

3. Üst ve alt uzuvları oluşturan kemiklerin yapısındaki farklılıkları belirleyin.

4. Avucunuzu aşağı çevirin. Kemik bağlantısının hangi özellikleri bu hareketi yapmanızı sağlar?

2. Dik duruş ve doğum ile ilişkili insan iskeletinin özellikleri. (Konuşma, öğrenci defterlerindeki notlar).

İnsan iskeletinin temel özellikleri:

Omurganın karakteristik eğrileri;

Geniş göğüs şekli;

Geniş pelvis;

Üst ve alt ekstremitelerin yapısındaki fark;

Ayak kemeri;

Beyin kafatasının nispeten büyük gelişimi.

1. Öğrenci, tamamlanmış bağımsız çalışma hakkında raporlar.

2. İskeletin belirli bir bölümüne ait kemikler listesinden seçin ve bunlara karşılık gelen harfleri tabloya koyun.

Kemikler: A. Skapula. İstemek. Kaş. B. Kaburgalar. G. Maksiller. D. Oksipital. E. Bilek. Aynı. Tibial. İtibaren. Epistropheus. I. Metatarsal kemikler. K. Femur. L. Pelvik. M. Omuz.

IV . Ödev.

Bu konuyu ders kitabından inceleyin.

Bir görev gerçekleştirin.

Arkadaşınız başarısız bir şekilde ağaçlardan atlamış ve bacağını yaralamışsa ve keskin bir ağrı hissederse, ilk yardım yapılması gerekir. Bu durumda gerçekleştirilmesi gereken doğru eylem sırasını belirleyin:

a) yaralanma bölgesini ısıtın;

b) bir atel uygulayarak uzvu hareketsiz hale getirmek;

c) hastayı hastaneye götürmek;

d) hasarlı bölgeye soğuk bir nesne uygulayın;

e) eklemi kendi kendine ayarlayın.

Rus arkeolog, Ph.D. D., Rusya Bilimler Akademisi Maddi Kültür Tarihi Enstitüsü Paleolitik Arkeoloji Bölümü'nün önde gelen araştırmacısı (IIMK RAS, St. Petersburg).

"Başlangıçta bir bacak vardı."

M.Harris. "Bizim ailemiz".

İnsanların ortaya çıkışını açıklayan tüm hipotezlerle birlikte, hominizasyon sürecinin başlangıcı için kilit öneme sahip olduğu düşünülen iki olay neredeyse her zaman ön plana çıkar. Bu olaylar, bazı yüksek maymunların (hominoidler) ormanlarda ağırlıklı olarak ağaçsı yaşam tarzından açık veya mozaik manzaralarda ağırlıklı olarak karasal bir varoluşa geçişi ve onların yanında dik yürümenin gelişmesidir. İlkinin, hominidlerin atalarını yeni, olağandışı bir çevreye uyum sağlama ihtiyacının önüne koyduğuna, onları yeni ekolojik nişler aramaya ittiğine ve alet aktivitesinin, sosyalliğin vb. gelişimini teşvik ettiğine inanılıyor. İkincisi, ön ayakların kas-iskelet fonksiyonundan serbest bırakılmasıyla sonuçlandı, böyle bir gelişme için gerekli bir ön koşuldu. Habitatta tam olarak neyin değişikliğe yol açtığını, hareket tarzında bir değişikliğe neyin yol açtığını ve en önemlisi, bu iki olayın neden alışılmış biyolojik yolla adaptasyonu yetersiz kıldığını, bunun gerçekleşmesini zorladığını açıklamak mümkün olsaydı. kültürel (yani, öncelikle entelektüel) potansiyel, o zaman antropojenezin ana sorunu genel olarak çözülmüş sayılabilir. Bu arada, cevap sadece listelenen soruların ilki için az çok açıktır (bununla ilgili daha sonra), dik duruşa geçişin nedenleri ve sonuçları ile ilgili olarak, görüş yelpazesi çok geniştir ve netlik derecesi burada artan hipotez sayısı ile ters orantılıdır. Antropojenez çalışmasıyla ilgili çok az konu iki ayaklılığın kökeni kadar tartışma yaratmış olsa da, bu olay paleoantropolojinin gerçekten "lanet olası sorusu" olarak bir gizem olarak kalıyor. İnsan evriminde birbirine bağlı belirli olaylar dizisini öne süren teorik yapılarda, bu nokta, tüm zincirin parçalandığı kırılganlık nedeniyle çok “zayıf halka”dır. Bu bağlantı olmadan yapmak imkansız olduğu için “restorasyonu” gereklidir.

Hominidlerde iki ayaklılığın kökenine değinen yazarların çoğu, bu özelliğin en başından beri sahiplerine bazı avantajlar sağladığından emindir, aksi takdirde ortaya çıkmazdı. Bakış açısı, kuşkusuz, kesinlikle mantıklı, ama onu paylaşanlara göre, bu avantajlar nelerdi? Bu soruya birçok cevap önerildi, ancak göreceğimiz gibi hiçbiri ikna edici olarak kabul edilemez.

Yaygın olarak kabul edilen bir hipoteze göre, insan atalarının dik duruşa veya antropologların sıklıkla söylediği gibi ortograd harekete geçişi, açık manzaralara, yani. savanda, bozkırda, ağaç bitki örtüsünden yoksun veya neredeyse yoksun yerlerde yaşama. Geçen yüzyıldan önceki yüzyılda, bu fikir organik dünyanın evrimine dair bütünsel bir teori yaratan ilk Fransız doğa bilimci Jean-Baptiste Lamarck ve eşzamanlı olarak organik dünyanın evrimi teorisini geliştiren İngiliz doğa bilimci Alfred Wallace tarafından dile getirildi. Darwin ile birlikte doğal seçilim. Bununla birlikte, Lamarck ve Wallace'ın bilemeyeceği, ancak modern takipçilerinin bilmesi gereken bir gerçek, bu hipotezi son derece şüpheli kılmaktadır. Gerçek şu ki, geçmiş ve şimdiki binyılların başında yapılan çok sayıda araştırma sonucunda ortaya çıktığı gibi, ilk hominidler çoğunlukla henüz savanlarda değil, tropik yağmur ormanlarının korunduğu hatta hakim olduğu bölgelerde yaşıyordu. Eski toprakların kimyasal bileşimine, bitkilerin fosil polenlerine ve kemikleri en eski insan atalarının, hem Australopithecus hem de Ardipithecus'un iskelet kalıntılarına eşlik eden hayvanların tür bileşimine bakılırsa ve dahası, onların ataları esas olarak ormanda yaşıyordu. Sonuç olarak, iki ayaklılığa geçiş, açık peyzajlara uyum ile ilişkilendirilemez ve ilişkilendirilemez. Ek olarak, aslında savanda yaşarken neden iki ayak üzerinde yürümeniz gerektiği tamamen anlaşılmaz? Ne de olsa, ağaçsız alanlarda (babunlar, bazı makak popülasyonları) yaşayan modern maymunlar dört ayaklı kalır ve bundan hiç muzdarip görünmüyor. Bu arada, bu itirazların her ikisi de, yiyecek aramak ve zamanında tespit için iyi bir görüşün gerekli olduğu savanada daha uzağı ve daha iyi gezinme ihtiyacı nedeniyle, insansıların doğrulduğu bir zamanlar popüler olan fikir için tamamen geçerlidir. tehlikenin.

Bir öncekinden bile daha yaygın olan dik yürüme oluşumu için bir başka açıklama (ancak bununla birleştirilebilir), iki ayaklılığın elleri serbest bırakmak için gerekli olduğu ve bunun da üretim için gerekli olduğu varsayımıdır. ve gerçekten de insana diğer hayvanlara göre birçok önemli avantaj sağladı (Şekil 5.1). Bu fikir genellikle on dokuzuncu yüzyılda zaten ifade edildi. Klasik ifadesini Darwin ve Engels'in eserlerinde bulmuş ve sonraki birçok yazar tarafından benimsenmiştir. "İnsan," diye yazıyordu Darwin, "İradesini gerçekleştirmek için hayranlık uyandıran bir biçimde hizmet eden eller olmasaydı, dünyadaki mevcut hakim konumuna ulaşamazdı. ... Ama eller düzenli olarak hareket için kullanıldığı sürece, silah yapmak ya da taşları ve mızrakları doğru bir şekilde atmak için yeterince mükemmel olamazlardı. ... Sırf bu nedenlerle bile insanın iki ayaklı olmasında fayda var... ". İlk bakışta, yukarıdaki argümanlara meydan okumak imkansızdır: Aslında, bir insan elleri olmadan ne olabilir ve dört ayak üzerinde hareket eden bir yaratığın ne tür elleri olabilir? Ancak burada, önceki durumda olduğu gibi, önerilen açıklamanın uyumu, Darwin'in alıntılanan eserinin yayınlanmasından sadece bir asır sonra ortaya çıkan bazı gerçeklerle ihlal edilmektedir. İlk olarak, şu anda mevcut olan arkeolojik verilere bakılırsa, ilk taş aletler ilk dik hominidlerden en az iki, daha ziyade üç hatta dört milyon yıl sonra ortaya çıktı. İkincisi, bu aletleri neredeyse kesinlikle otururken yaptılar ve kullandılar, böylece elleri serbest bırakma sorunu ortaya çıkmadı. Tabii ki, örneğin bir torna tezgahında veya bir marangoz tezgahında ayakta çalışmak daha uygundur, ancak ondan önce, ilk hominidler hala çok uzaktaydı. Onlar için gerekli ve uygun olan bu emek operasyonlarını oturma pozisyonunda yapmak çok daha kolaydır. Her halükarda, büyük maymunlar, örneğin, ağır taşlarla fındık kırdıklarında ve deneysel arkeologlar çakmaktaşından, kemikten veya tahtadan, kazılarda bulunanlara benzer aletler yapmaya çalıştıklarında tam olarak bunu yapmayı tercih ederler.

Bu arada, insan atalarında iki ayaklılığın oluşumunun, görünüşe göre, hominoidlerin evrimsel tarihinde benzersiz bir olay olmadığı belirtilmelidir. Geçen yüzyılın ortalarından beri, bazı araştırmacılar, ilk hominidlerin ortaya çıkmasından çok önce, dik maymunların Dünya'da zaten yaşadığından şüphelenmeye başladılar. Bu tür şüphelerin gerekçesi, paleontolojik buluntuların coğrafi konumuna bakılırsa, esas olarak mevcut Apenin Yarımadası'nın güneyinde, Miyosen'de bir ada olan kısmında yaşayan Oreopithecus'un kemik kalıntıları tarafından verildi. Bu materyaller üzerinde bir grup İspanyol ve İtalyan antropolog tarafından yakın zamanda yapılan bir araştırma, Oreopithecus'un sadece yetenekli olmadığını, hatta belki de yerde iki ayak üzerinde hareket etmeyi tercih ettiğini bir kez daha doğruladı. Bu, alt omurganın ön yönde bükülmesi, dikey olarak yerleştirilmiş diz eklemi ve ayrıca Australopithecus afarensis anatomisinde analojiler bulan pelvisin bazı yapısal özellikleri gibi işaretlerle kanıtlanır. Üstelik 8 veya 7 milyon yıl önce soyu tükenen bu hominoidlerin, maymunlar için pek alışılmış olmayan bir el yapısıyla da kendilerini farklılaştırdıkları ortaya çıktı. Hatta bazen, daha sonraları Australopithecus'tan başlayarak sadece insanlar ve atalarının sahip olduğu bir maharetle çeşitli nesneleri parmaklarıyla alıp tutabildikleri bile iddia edilmektedir. Oreopithecus'ların bu niteliklerini nasıl kullandıkları -eğer gerçekten sahiplerse 1- bilinmemektedir. Belki sadece ağaçlardan küçük meyveler koparıp ağza atmak için, ya da belki onları insansılara daha da yaklaştıracak bir eylem için. Doğru, bazı önemli özelliklere göre, örneğin dişlerin yapısında, Oreopithecus, antropoidlerden daha düşük maymunlara daha yakındır. Ayrıca, gerçekten de büyük bir vücut büyüklüğünde olduğu gibi, büyük bir beyinle de övünemezlerdi. Mevcut rekonstrüksiyonlara göre, bu hominoidlerin ortalama ağırlığı yaklaşık 30-40 kg idi. Bununla birlikte, hominidlerin evrimi ile açık paralelliklerin varlığı çok ilginçtir ve doğanın stokta farklı geliştirme seçeneklerine sahip olduğunu bir kez daha hatırlamamızı sağlar.

İki ayaklılığa geçiş ve ön ayakların kas-iskelet işlevinden serbest bırakılması, aynı zamanda yiyecek ve gençleri taşıma veya jestlerle işaret etme veya yırtıcıları onlara taş ve sopa atarak korkutma vb. Bununla birlikte, bu türden tüm tahminler, modern maymunların hareket tarzlarını değiştirmeden kolayca başa çıkabileceği bir kerelik, düzensiz eylemlerin (fırlatma, el kol hareketi, nesne taşıma) rolünün açıkça abartılmasına dayanmaktadır. Örneğin şempanzeler, dikenli dalları sallayarak veya ağır taş yığınlarını en sevdikleri sert kabuklu kuruyemişlerin bulunduğu yerlere sürükleyerek ve sonra bu taşları çekiç ve örs olarak kullanarak bir leoparı uçurma konusunda oldukça yeteneklidir. Ancak çoğu zaman ön ayaklarını el olarak kullanmaya zorlanmaları, milyonlarca yıl önce olduğu gibi hareketsiz olmalarına engel değildir.

Çok daha ilginç ve belki de daha umut verici olan, iki ayaklı hareketin sağladığı enerji yararlarını bulmaya vurgu yapılan "lanet olası" soruyu yanıtlama girişimleridir. Biyoenerji hipotezi, dört ayaklı maymunlara kıyasla insan iki ayaklılığının daha yüksek enerji verimliliği ile iki ayaklılığın ortaya çıkışını açıklar (Şekil 5.2). Bu açıklamanın temel zayıflığı, yalnızca tam gelişmiş insan iki ayaklılığı ile kendini gösterebilen, ancak gelişimi sırasında, özellikle geçişin ilk aşamalarında neredeyse tamamen algılanamayan dik yürüme ile ilişkili avantajlara hitap etmesidir. Modern insanlar tarafından bilindiği gibi iki ayaklı hareket, dört ayaklı hareketten gerçekten daha enerjik olarak faydalı olsa bile (bununla birlikte, henüz tam olarak açıklığa kavuşturulmamıştır), aynı avantajların yürüyüş için de karakteristik olduğu sonucu çıkmaz. erken hominidler Görünüşe göre bizimkinden çok farklıydı ve etkili olmaktan çok uzaktı (aşağıda daha fazlası).

Termodüzenleyici hipotezin savunucuları, atalarımızın iki ayaklılığa geçişinin nedenini, sıcak savanadaki yoğun gündüz aktivitesi sırasında vücudun dikey pozisyonunun hominidleri ısı stresinden koruduğu gerçeğinde gördüler. Nitekim doğrudan güneş ışığına maruz kalan vücudun yüzey alanı, dik bir insanda, aynı büyüklükteki dört ayaklı bir canlıya göre çok daha azdır ve kolaylıkla tahmin edebileceğiniz gibi, güneş zirveye yaklaştıkça bu fark artar. . Ancak, şimdi bildiğimiz gibi, tarihlerinin ilk milyon yılı boyunca, dik yürüyen homininler savanlarda değil, esas olarak ormanda yaşadılar ve bu nedenle, modern goriller veya şempanzelerden daha fazla ısı stresi tehdidi altında değillerdi.

Resmi tamamlamak için, erken hominidlerin ortogradlığının su ortamındaki rafta yaşama adaptasyonun bir sonucu olduğuna göre "sucul" hipotezden de bahsedebiliriz (Şekil 5.3). Bu fikir bir zamanlar sözde bilimsel literatürde aktif olarak tartışıldı, ancak profesyonel antropologlar arasında, birkaç istisna dışında, destekçileri yoktu ve yoktu. Bunun nedeni basittir ve bu hipotezin yalnızca yarı fantastik nitelikteki varsayımlara dayanması ve kesinlikle herhangi bir özel malzeme tarafından desteklenmemesi gerçeğinde yatmaktadır. İnsan soyunun ilk üyelerinin "sudan çıktıklarını" en azından dolaylı olarak gösteren hiçbir gerçek yoktur, tabii ki bu tür referansları, örneğin yüzme yeteneğimize atıfta bulunmadıkça, öyle görünüyor ki, öyle görünüyor. şempanzelerin doğasında var olan ya da insanların diğer primatlardan daha kalın bir deri altı yağ tabakasına sahip olduğu gerçeği.

Böylece, gelişiminin ilk aşamalarında iki ayaklılıkla ilişkilendirilebilecek herhangi bir spesifik fayda bulmanın imkansız değilse de çok zor olduğu ortaya çıkıyor. 15 yıl önce önde gelen bir Rus insan evrimi araştırmacısı, "Ortograd harekete geçişin" ikna edici bir nedeninin henüz bulunamadığını ve antropojenezin başlangıcının "titrek bir belirsizlikler sisinde eridiğini" itiraf etti. 2 Durum o zamandan beri değişmedi. Doğru, hipotezlerin sayısı önemli ölçüde arttı ve artmaya devam ediyor, ancak sayıları bir şekilde kaliteye dönüşmüyor. Antropologlar, elbette, yeni kemiklerin keşfinin ve onları incelemek için yöntemlerin iyileştirilmesinin sonunda lanet olası soruya bir cevap vereceğini umarak iyimserliğini kaybetmezler, ancak bu umutlar ancak iki ayaklılık gerçekten verdiyse gerçekleşebilir. bazı faydalar zaten ilk hominidlere. Ancak, gerçekten gerekli mi? Ya faydaları olmasaydı?

1 Bu konuda şüpheler var (Susman R.L. Oreopithecus bambolii: Bir Miyosen maymununda olası bir hominid benzeri kavrama yeteneği vakası // Journal of Human Evolution, 2004, cilt 46, no. 1, s. 103-115).

2 Alekseev V.P. Antropogenez - çözülmüş bir problem mi yoksa bir dizi yeni problem mi? // Bilimler sisteminde insan. M., 1989, s. 113.

29-32 arasındaki görevlerin cevapları için ayrı bir sayfa kullanın. Önce görevin numarasını (29, 30 vb.) ve ardından cevabını yazın. Cevaplarınızı açık ve okunaklı bir şekilde yazın.

CİHAZ TÜRLERİ

Fitness, doğal seçilimin bir sonucu olan vücudun yapı ve işlevlerinin göreli uygunluğudur.

vücut şekli hayvanlar uygun ortamda kolayca hareket etmelerini sağlar, organizmaları ortamda göze çarpmaz hale getirir, örneğin paçavra toplayıcı denizatı. Kılık değiştirmek- organizmanın çevredeki herhangi bir nesne ile renk, vücut şekli, örneğin bir sopa böceği benzerliği. koruyucu renklendirme organizmayı ortamda gizler, görünmez yapar, örneğin bir çekirge. Diseksiyon renklendirme- vücuttaki açık ve koyu şeritlerin değişmesi, ışık ve gölgenin değişmesi yanılsamasını yaratır, örneğin bir zebra, bir kaplan gibi hayvanın hatlarını bulanıklaştırır. Uyarı renklendirme- toksik maddelerin veya özel acı veren koruma organlarının varlığını gösteren parlak renklendirme, vücudun bir avcı, örneğin bir yaban arısı, bir yaban arısı için tehlikesi. taklit- korunmasız organizmaların, örneğin sağır ısırgan otu gibi iyi korunmuş olanlar tarafından taklit edilmesi. Uyarlanabilir davranış- düşmanlardan korunmaya yönelik alışkanlıklar, içgüdüler ve çevresel faktörlerin eylemleri (tehdit edici duruş, düşmanı uyarma ve korkutma, donma, yavrulara bakma, yiyecek saklama, yuva inşa etme, yuvalar vb.).

Bitkiler ayrıca koruma, üreme ve dağıtım için uyarlamalar geliştirmiştir: dikenler; böceklerle tozlaşan bitkilerde çiçeklerin parlak rengi; organlarındaki ve ovüllerin farklı olgunlaşma süreleri tohumların yayılmasını engeller. Bitkilerdeki çeşitli organların modifikasyonları, olumsuz koşulların transferine ve vejetatif üremeye adaptasyonlardır.

1) Canlı organizmalardaki adaptasyonların doğası nedir? Cevabı açıklayın.

2) Bazı hayvanların siyah ve kırmızı, siyah ve sarı gibi parlak renkleri birleştiren renkleri vardır. Bu renklenmenin biyolojik önemi nedir?

3) Bitkiler nem eksikliğine nasıl uyum sağlar? Örnekler ver.

Cevabı göster

1) Adaptasyonlar, organizmanın yalnızca ortaya çıktıkları koşullarda hayatta kalmasına yardımcı olduklarından, doğası gereği göreceli ve geçicidir.

2) Bu renklenme uyarı olarak adlandırılır, hayvanda toksik maddelerin varlığını veya özel acı veren organlarını korumanın, vücudun yırtıcı hayvan için tehlikesini gösterir.

3) Suyu yapraklarda veya saplarda (aloe, kaktüs) saklayın; uzun kökler (deve dikeni); yapraklar balmumu kaplama veya tüylü, sert sürgünler (saksaul, tüy otu) ile kaplanır veya dikenler (kaktüsler) olarak değiştirilir.

"Şekerli yosunun kimyasal bileşimi" tablosunu inceleyin. Soruları cevapla.

Şekerli yosun kimyasal bileşimi

1) Hangi elementin eksikliğini gidermek için yosun kullanılması tavsiye edilir?

2) 100 gr yosun kuru maddesi bu elementten günde kaç tane nokta içerir?

3) Yosun yiyerek hangi hastalık önlenir?

Cevabı göster

Doğru cevap aşağıdaki unsurları içermelidir:

3) endemik guatr.

Tablolara bakın ve 31 ve 32 numaralı görevleri tamamlayın.

Çeşitli fiziksel aktivite türleri için enerji maliyetleri

Vasily, su topu takımının önde gelen oyuncusu. Tablolardaki verileri kullanarak, Vasily'ye 1 saat 35 dakika süren bir antrenmandan sonra enerji maliyetlerini telafi etmesini sağlayan optimal bir kalori menüsü sunun.

Seçim yaparken Vasily'nin çikolatalı dondurmayı sevdiğini ve çayı şekersiz içtiğini unutmayın.

Cevabınızda enerji maliyetlerini, önerilen öğünleri, öğle yemeğinin kalori içeriğini ve içindeki yağ miktarını belirtin.

Ürünlerin enerji ve besin değeri