Предметы сделанные руками человека: Урок по теме «Неживая и живая природа» (УМК «Школа России»). 2-й класс

Иногда мир просто любит бросить нам на колени что-то невероятное, по-видимому, просто для удовольствия наблюдать, как мы все вместе нервничаем.Древние статуэтки, найденные в Холе Фелс (снова это место), являются одними из таких вещей. Среди старейших скульптур, когда-либо найденных, они с потрясающими деталями изображают миниатюрных птиц, головы лошадей и людей-полуживотных. Мы упоминали детали? Когда они были обнародованы в конце 2003 года, эксперт по археологии доктор Энтони Синклер заявил: «Они ничуть не хуже всего, что вы увидите тысячи лет спустя — с 3-4 000 лет до нашей эры». Соси его, Древняя Греция .

Но даже в этих гениальных произведениях нет ничего на самой старой из найденных нами фигурок.В той же пещере чудес, что и статуэтки, была обнаружена Венера из Холе Фельс. Крошечное изображение женщины, Венера также может быть самым ранним из сохранившихся произведений эротики. У резьбы невероятно большая грудь, большая задница и преувеличенные гениталии. К тому же она намного толще, чем мы предполагаем, когда-либо был человек ледникового периода, если только в Холе Фелс не найдется доисторический Макдональдс. Это говорит о том, что она могла быть фантазией, примером тоски мужчины ледникового периода по хорошо сложенной и мясистой женщине.Приятно видеть, что некоторые вещи никогда не меняются.

Да, неандертальцы не люди. Что ж, привыкай. Через некоторое время мы навсегда покинем homo sapiens и отправимся бродить по миру Homo erectus и всех его вымерших приятелей. Но сначала давайте сделаем паузу, сделаем передышку и полюбуемся одним из старейших проявлений абстрактного искусства из когда-либо существовавших. Это изображение было обнаружено в испанской пещере в 2012 году, а возраст этого изображения составляет 40 800 лет.

Представьте себе невероятное количество времени, которое существует между вами и Юлием Цезарем или Иисусом Христом. Теперь умножаем это невообразимое расстояние на десять . Теперь удвойте это, а затем откажитесь и отбросьте всю концепцию изображения этого, потому что вы никогда не сможете по-настоящему понять, насколько глупо это было давно. Тогда «выскочить, чтобы укусить» означало выйти на улицу и быть проглоченным саблезубым тигром. Это был мир, настолько невообразимо отличавшийся от нашего, что … ну, невообразимый.Тем не менее, не совсем люди, населявшие это пространство, по-прежнему чувствовали побуждение сделать что-то исключительно человеческое. Они создавали искусство, используя единственное, что у них было: руки и немного растительного пигмента. И мы думаем, что это просто здорово.

Ориньякская культура — самая крутая вещь, о которой вы, вероятно, никогда не слышали. Группа ранних людей, которые начали заниматься своим делом в эпоху верхнего палеолита, ориньякцы отмечают точку, где начали появляться искусство, музыка и специализированные инструменты.Так что да, практически все, что вы сегодня считаете само собой разумеющимся, началось здесь. В какой-то момент ученые думали, что этот период интенсивных изменений начался не ранее 40 000 лет назад. Затем кто-то наткнулся на костяную флейту возрастом 42 000 лет в еще другой немецкой пещере , и даты пришлось пересмотреть в сторону увеличения.

Если мысль о старинной флейте не вызывает мурашек по позвоночнику, возможно, вы захотите быстро дважды проверить и убедиться, что у вас нет тяги. Эти находки означают, что первые европейские люди создавали музыку практически с того момента, как прибыли на континент.Только представьте. Темно. Вы только что вернулись после долгого дня битья шерстистого мамонта или того, что чертов человек каменного века делал. Единственный свет в вашей пещере — это мерцание огня. Вы сидите и смотрите в его изменчивое пламя. А потом медленно кто-то достает флейту и начинает играть…

Понимаете, что мы имеем в виду? Волшебный. Это рассвет человеческих эмоций, который мы наблюдаем здесь, и нам еще предстоит поправиться, более чем миллион лет истории.

Grotte des Pigeons — пещера в Восточном Марокко, которая на протяжении веков не хотела ничего, кроме того, что люди забыли, что у нее такое глупое название. Затем, где-то в середине 20-го ^{-го —} -го века, пришли какие-то археологи и решили: эй, похоже, это довольно хорошее место для раскопок. Итак, они копали, копали и копали, пока внезапно все не стали слишком заняты, восклицая над всем безумным великолепием Grotte des Pigeons, чтобы сосредоточиться на его глупом названии.Там были пепел, инструменты, резные камни и всевозможные сокровища. Но самым большим сокровищем, возможно, были бусы.

Изготовленные из ракушек с перфорированными отверстиями, некоторые из которых все еще со следами красной охры, бусины, вероятно, были самыми ранними образцами украшений, которые у нас есть. Исследователи датировали их невероятно далекими 110 000 лет назад, временем, когда колесо было далекой мечтой, а концепция сельского хозяйства была похожа на колдовство. Но наши предки все еще занимались изготовлением украшений.Даже в мире неослабевающих опасностей, нападений медведей и продолжительности жизни менее 30 лет мы просто хотели хорошо выглядеть. Мы не можем сказать, постыдно это или самое крутое.

Хорошо, с этого момента даты становятся расплывчатыми, а соответствующие периоды времени становятся совершенно непонятными. Если вам это нравится, оставайтесь с нами, потому что именно здесь мы найдем самые крутые вещи. Для этой записи это означает костяные шила.Особенностью среднего каменного века (MSA), костяными шилами были маленькие заостренные кусочки кости, которые, вероятно, использовались для прокалывания дыр в шкуре и изготовления одежды. Таким образом, они показывают, что наши предки переходят от простого обертывания кожей мертвой зебры к созданию собственной одежды.

Как и большинство вещей в MSA, костяные шила, вероятно, были изобретены в Африке, а затем привезены в Европу вместе с первыми людьми. Хорошая работа, так как Европа тогда, скорее всего, замораживала .Честно говоря, мы жалуемся, если застреваем без отопления на полдня мягкой зимой. Представьте, что вам нужно согреться у костра в пещере и создать свою собственную одежду, используя только заостренные куски костей и плоть того, кого вы убили. Есть жители Джерси-Шор, которые живут более полноценной жизнью, чем эта (шучу. Нет, это не так).

Вот где MSA действительно добилась своего.До того, как древние люди усовершенствовали точки для метания, убийство животного означало атаковать его с криком камикадзе, размахивать топором над головой и надеяться, что оно вас не съест (так часто случалось). С появлением заостренных наконечников снарядов уравнение резко изменилось. Теперь вам не нужно было приближаться к обеденной дистанции, чтобы убить свой ужин. Человечество выжило на вершине пищевой цепи.

Остановитесь и подумайте на секунду обо всем, что мы считаем само собой разумеющимся. До того, как были изобретены метательные точки, вы могли есть быстро движущееся животное, например птицу, только тогда, когда оно падало замертво от почечной недостаточности прямо перед вами.Внезапно наличие копий и стрел позволило людям расширить свой рацион. Это позволяло им создавать небольшие запасы еды и защищаться на расстоянии. Некоторые даже предлагали составлять сложные планы охоты с использованием этих инструментов, что помогло нам развить современный человеческий интеллект.

Конечно, наши предки много занимались охотой до изобретения копий и стрел. Но все равно. Их приход изменил правила игры, реорганизовав весь наш вид.

Задолго до того, как ориньякцы пришли вместе со своей музыкой, живописью и либеральным искусством хиппи, самой популярной культурой в истории человечества была ашельская культура. Произошедшая где-то около 1,76 миллиона лет назад, эта революция каменного века привела к тому, что наши предки отказались от упрощенных инструментов, которые они использовали до тех пор, и начали создавать сложное оружие, не похожее ни на что, что когда-либо видели раньше. Камни со специально заостренными концами, которыми пользовались вручную, эти «ручные топоры» впервые в истории позволили древним людям легко убивать других животных.

Долгое время ученые думали, что ашельская революция началась около 1,4 миллиона лет назад, то есть именно тогда, когда в Эфиопии были найдены ручные топоры. Затем наступил 2011 год, перевернувший все с ног на голову. Это был год, когда археологи, раскапывающие на илистых берегах озера Туркана в Кении, обнаружили ручные топоры, датируемые 1,76 миллиона лет назад. Это разница в 360 000 лет; эквивалентно расстоянию во времени между тем, как вы читаете это на своем планшете, и созданием нашими предками каменных метательных точек.

Между прочим, те, кто создал и использовал эти ручные топоры, определенно не были людьми. Вероятно, это были Homo Erectus, парни, которые решили, что ходьба на двух ногах — лучший выбор.

В отличие от ручных топоров ашельской революции, сегодня ни один неспециалист не сможет распознать олдовские инструменты даже как инструменты. Это были галька и камни, которые были грубо расколоты, чтобы получился зазубренный край, который, вероятно, можно было разрезать, рубить и царапать.Здесь мы говорим о самом простом из основных инструментов. Это было начало эпохи палеолита, момент, когда гоминиды осознали, что орудиями можно делать больше, чем зубами. Сейчас это звучит для нас просто, но тогда об этом никто даже не подумал. Как они могли? На тот момент они были немногим больше, чем обезьяны.

Несмотря на огромную пропасть времени между нами и первыми олдованскими инструментами, они были найдены по всему миру. По крайней мере, во всем мире, как тогда, что в основном означает «Африка».На тот момент Европа и Азия были столь же чужды для этих производителей инструментов, как планета Визигг-Клуп для вас (мы откроем ее примерно через 4000 лет. Это будет потрясающе).

Интересно, что некоторые ученые считают, что те, кто использовал эти инструменты, могли быть вегетарианцами, поэтому они довольствовались тем, что не разрабатывали лучшие инструменты в течение примерно 700 000 лет. Кому нужен ручной топор для убийства животных, если вы не едите животных?

А еще у нас есть набор инструментов для озера Туркана.

Для ясности: Инструментария озера Туркана не должно существовать. Выкопать его и датировать 3,3 миллиона лет назад — все равно что открыть гробницу Тутанхамона и найти внутри Боинг 747. Фактически, поцарапайте это. Расстояние во времени настолько велико, что это было бы похоже на открытие гробницы Тутанхамона, чтобы найти научно-фантастическое устройство, которое не будет изобретено еще 796000 лет. Тот, который делает то, что мы в отсталом старом 2017 году даже представить себе не могли. 3,3 миллиона лет назад — это время, когда не существовало ни одного вида, способного изготавливать орудия труда.И все же в 2015 году ученые обнаружили, что именно этим и занимались обезьяны, слонявшиеся вокруг озера Туркана.

Конечно, они не похожи на инструменты. Они похожи на острые камни. Но, как и в случае с инструментами Oldowan, описанными выше, дело в том, что кто-то — или какая-то вещь — сделал их острыми. Кем бы ни было это до-человеческое существо, оно отправляло разумные виды Земли по пути, который в конечном итоге привел к ручным топорам, затем к точкам снарядов, затем к бусам, затем к искусству, затем к музыке, затем к скульптуре … и так далее вплоть до планшеты, космические корабли и 3D-принтеры сегодня.Когда вы смотрите на это так, вы должны признать, что эти унылые старые камни втайне довольно крутые.

Понравилось? Найдите секунду, чтобы поддержать Toptenz.net на Patreon!

Изменилась ли человеческая рука как худощавая машина для разрушения костей? | Умные новости

Ученые давно связывают эволюцию человеческой руки — уникальной своими длинными противопоставленными большими пальцами и ловкими пальцами — с появлением каменных орудий примерно на два.6 миллионов лет назад. Эти инструменты, от примитивных кусков камня, использовавшихся в качестве самодельных молотков, до острых каменных отщепов, образовавшихся при ударе одного камня о другой, и даже небольших ручных топоров, обычно приписывают Homo habilis , древнему человеческому виду, прозванному «умелым человеком» в честь его теоретически роль первого мастера по изготовлению инструментов.

Ранние гоминины практиковали множество видов деятельности, связанных с орудиями труда, включая охоту, добычу пищи и приготовление пищи. Но согласно новому исследованию ученых из Чатемского и Кентского университетов, не все эти виды деятельности были созданы одинаково.Результаты команды, недавно опубликованные в журнале Journal of Human Evolution , предполагают, что конкретное поведение — разбивание костей животных для доступа к их костному мозгу — оказало огромное влияние на развитие ранней анатомии руки.

«Все эти виды поведения связаны с разными материалами, разными конечными целями и разными схемами силы и движения верхней конечности», — отмечают исследователи в своем исследовании. «Поэтому маловероятно, что каждое поведение оказало одинаковое влияние на эволюцию современной человеческой руки.”

Костный мозг — вкусная высококалорийная пища. Ранние люди, у которых были руки, более приспособленные для разрушения костей и получения вкусной закуски, могли быть лучше подготовлены к выживанию в суровых условиях доисторических времен и, следовательно, с большей вероятностью передали свои гены — и ловкие руки — следующему поколению. Чтобы проверить эту гипотезу, команда попросила 39 добровольцев надеть ручную систему датчиков давления под названием Pliance и продемонстрировать ряд действий эпохи плейстоцена, таких как раскалывание орехов, добыча костного мозга с помощью молотка и скалывание кремня для придания формы известным инструментам. как хлопья.Pliance, Science Alert из Мишель Старр объясняет, что его носят как перчатку и позволяют исследователям определять силу давления, оказываемого на каждый палец во время различных действий.

Измерения различались по всем направлениям, но исследователи обнаружили, что большой, указательный и средний пальцы всегда играли важную роль. Поведение, требующее наибольшего давления, заключалось в том, чтобы молотить кости по костному мозгу и производить кремневые хлопья. Поведение, требующее наименьшего давления, — это треск орехов.Трейси Кивелл, профессор биологической антропологии из Кента, сказала, что выводы команды могут объяснить, почему другие приматы могут колоть орехи без помощи руки, подобной человеку.

Хотя современные люди и приматы разделяют эволюционное преимущество противопоставленных больших пальцев, длина наших пальцев различается: у обезьян и обезьян более короткие большие пальцы рук и более длинные пальцы, идеально приспособленные для раскачивания дерева, в то время как люди имеют удлиненные большие пальцы и более короткие пальцы, предназначенные для точного захвата. Интересно, что исследование 2015 года показало, что рука общего предка обоих видов была больше похожа на человеческую, чем на приматов, предполагая, что человеческая рука более «примитивна».«(Это не означает, что мы менее умны, чем наши коллеги-приматы, — отмечает Майкл Балтер из Science , — вместо этого предполагается, что руки приматов эволюционировали для жизни на деревьях, в то время как наши руки развивались вместе с неврологическим развитием. что позволило создать более продвинутый инструмент.)

Ранее в этом месяце в Панаме была замечена группа капуцинов, которые использовали каменные орудия для разбивания моллюсков и других продуктов, сообщает Сара Каплан из газеты « Washington Post ».При этом обезьяны стали первыми в своем роде и четвертыми из всех нечеловеческих приматов, так сказать, вступившими в каменный век.

Новые открытия не совсем переписывают историю эволюции руки человека. Но вновь обретенный упор на богатый и высококалорийный костный мозг привлекает внимание к разнообразию практик, благодаря которым сегодня пальцы становятся подвижными. Хотя изготовление каменных орудий, безусловно, повлияло на развитие рук наших предков, возможно, именно их ненасытный аппетит к жирным и труднодоступным угощениям имел все значение.

«Шедевр природы: как эволюция дала нам человеческие руки»

Изначально эта история появилась в декабрьском номере журнала Discover под названием «Поговорите с рукой».«Поддержите нашу научную журналистику, став подписчиком.

Найдите минутку, чтобы обратить внимание на свои руки.

Это будет хорошо потраченное время, потому что они — чудеса эволюции. Поднимите одно и изучите его. Откройте и закройте. Играйте пальцами. Коснитесь кончиками четырех пальцев большим пальцем. Вращайте запястье. Вы должны легко поворачивать его на 180 градусов. Сожмите руку в кулак, пока большой палец не окажется на нем и не будет поддерживать указательный, средний и безымянный пальцы.Этого не может сделать ни одна обезьяна.

Не только гибкость, обеспечиваемая полностью противопоставленным большим пальцем, делает человеческую руку такой особенной, но и ее необычайная способность чувствовать и прикасаться. Он работает почти как независимый орган чувств. Мы используем его, чтобы почувствовать температуру ветра и воды. С его помощью мы можем вставить ключ прямо в замок даже в темноте. Пальцами мы можем обнаружить неровные поверхности, которые не видим невооруженным глазом. Немного попрактиковавшись, мы можем с помощью пальцев отличить настоящий шелк от синтетического шелка или натуральную кожу от искусственной кожи, даже с закрытыми глазами.

Наши пальцы могут даже заменить наши глаза как способ восприятия мира, как может подтвердить голландский палеонтолог Гират Вермей, который ослеп с трехлетнего возраста. Специалист, известный своей работой по морским мидиям и их экосистемам, он никогда не видел окаменелостей. В полевых условиях он ощущает сложные морфологические структуры мидий и пород, в которых они обитают. Пальцами он «видит» детали, которые многие зрячие ученые упускают. В этом нет никаких сомнений: наши руки — исключительное явление в истории эволюции.

Но как появился такой точный инструмент, как человеческая рука, инструмент, который, кажется, был не менее важен для процесса становления человека, чем наша прямая походка? Конечно, эволюционный шар начал катиться, когда ходьба на двух ногах означала, что руки больше не нужны для передвижения. Затем их можно было использовать для широкого круга задач: транспортировка еды или потомства, черпание воды, сбор материала для строительства убежища или удерживание предметов в одной руке и манипулирование ими другой для выполнения определенных задач.

Чем более умелыми владели наши предки руки, тем успешнее они были и, следовательно, тем выше выживаемость их потомков. Так что по мере того, как естественный отбор пошел своим чередом, преобладали благоприятные изменения в строении руки. Эволюция нашего мозга и нашей анатомии продвигалась синхронно. Баланс между костями рук, сухожилиями, мышцами и нервами постоянно улучшался, равно как и все более чувствительное осязание руки и все более изощренное наблюдение мозга за координацией движений.В результате получился многогранный инструмент, который помог нам строить, охотиться, есть и общаться.

Постижение истоков

Мы можем проследить эволюцию наших рук до самого начала карты предков приматов более 70 миллионов лет назад. Развитие руки приматов, вероятно, началось с маленьких предков, которые жили на земле и постепенно завоевали кроны деревьев в качестве своего нового дома. Те, кто мог хватать мелкие предметы, явно имели преимущество.

В течение долгого времени ученые считали, что первые представители рода Homo были вооружены рукой, анатомически похожей на руку современного человека.Это понятие восходит к нескольким впечатляющим находкам окаменелостей в Африке в начале 1960-х годов.

Было большое волнение в мае 1964 года, когда исследователь приматов Джон Рассел Нэпьер вместе с палеоантропологами Филиппом Тобиасом и Луи Лики сообщил, что в течение многих лет работы в Олдувайском ущелье в Танзании они нашли останки, в том числе много рук. кости первых людей, сделавших инструменты. «Кости рук напоминают кости Homo sapiens sapiens», — писали они; по отдельным фрагментам реконструировали руку с особенно мощными суставами у основания пальцев и выступающим большим пальцем.В то время известие о человекоподобной руке, которой 1,8 миллиона лет, вызвали бурю интереса.

Фрагменты рук были одной из основных причин, по которым исследователи приписали находки костей первому человеку ростом не более 4 футов, которого они назвали Homo habilis (Умелый человек). Это спорно и по сей день, потому что ряд зубов, найденных в то же время, соответствует раннему гоминину из рода Australopithecus. Что не оспаривается, так это особая природа костей кисти, которые ясно свидетельствуют о руке, которая уже была поразительно человечной по внешнему виду, с относительно длинным и довольно гибким большим пальцем.

Добавление мяса в меню

Несмотря на все споры вокруг Homo habilis, его относительно сложная форма руки хорошо сочеталась с галечными орудиями того же возраста, найденными в Олдувайском ущелье. Был ли Homo habilis практичным древним человеком или опытным древним гоминином, не было никаких сомнений в том, что почти 2 миллиона лет назад жители Олдувая взяли в одну руку молотковый камень и ударили им о другой камень, чтобы изготовить каменный инструмент с острым концом. передовой. Мозг этих обитателей ущелий был примерно вдвое меньше нашего, и функциональный потенциал их рук еще не был развит, но их руки определенно больше не были руками обезьяны.

Гибкие руки и простые каменные лезвия позволили обитателям ущелья занять новую экологическую нишу в саванне-подобном ландшафте, который они называли своим домом: место пожирателей падальщиков. На обширных лугах паслось множество крупных млекопитающих, и они часто становились жертвами больших кошек. После того, как хищники помогли себе сами, обычно оставалось питательное мясо, которое можно было быстро разрезать и соскрести с костей каменными инструментами с острыми краями — желательно до прибытия гиен или стервятников.

В начале 1990-х два американских археолога, Кэти Шик и Николас Тот, провели полевые испытания в восточноафриканской саванне, чтобы увидеть, насколько хорошо это сработало бы. Они пробовали разрезать и соскабливать десятки трупов, в том числе двух слонов, с помощью примитивных каменных орудий. «Мы были поражены, — писали они, — когда небольшая чешуйка лавы рассекла стальную серую кожу толщиной около дюйма, обнажив огромное количество жирного красного слоновьего мяса внутри. После преодоления этого критического барьера удаление плоти оказалось довольно простым делом, хотя огромные кости и мускулы этих животных имеют очень прочные, толстые сухожилия и связки, это еще одна проблема, с которой наши каменные орудия успешно справляются.

Когда эти примитивные инструменты были в руках современных людей, было очевидно, что использовать их для резки мяса было легко и быстро. Добавление мяса в меню было решающим шагом на пути к тому, чтобы стать человеком — до этого первые гоминины, вероятно, в основном ели растения. Повышенное потребление белка, должно быть, привело к улучшению здоровья в целом и, в долгосрочной перспективе, помогло увеличить размер мозга. И при этом наши руки использовались не только для еды, изготовления, метания или сражений, но и для общения.

От хватания к жестам

Есть некоторые признаки того, что эволюция руки оказала значительное влияние на развитие речи. Прямых доказательств, конечно, нет, но вы можете сделать это косвенно, наблюдая за нашими ближайшими родственниками, человекообразными обезьянами, или наблюдая за маленькими детьми, когда они учатся говорить, используя жесты рук, чтобы указать, чего они хотят, задолго до того, как они произнесут свои первые слова.

Для людей жесты — важный компонент выражения.Оба они предшествуют речи и сопровождают ее. Они подчеркивают сказанное и передают эмоции. Они могут сигнализировать об увольнении или принятии. Они могут угрожать или выражать, вызывать или предлагать сочувствие. В жестовом языке, используемом теми, кто не слышит, жесты почти полностью заменяют слова. Многие ученые предполагают, что жесты и звуки развивались вместе на протяжении многих миллионов лет для создания все более сложных форм общения, взаимно поддерживающих и дополняющих друг друга.

Шимпанзе, бонобо, гориллы и орангутаны также способны общаться с помощью жестов, хотя их репертуар крайне ограничен.В ходе полевого исследования, проведенного британскими учеными в 2018 году, было зафиксировано более 2000 отдельных наблюдений и задокументировано 33 различных жестов. В подавляющем большинстве случаев это были простые приказы, такие как «Дай мне это!» «Подойти ближе!» «Ухаживайте за моей шерстью!» «Я хочу секса!» или «Прекрати!» Все эти жесты служат для запуска или остановки определенного поведения. Исследователи обнаружили, что шимпанзе, гориллы и орангутаны не только использовали большинство этих жестов, но и использовали их точно так же. Может показаться, что люди используют жесты аналогичным образом, но то, как мы говорим руками, гораздо больше связано с социальным контекстом и языковыми сигналами.

Говорим руками

Майкл Томаселло и его команда из Института Макса Планка в Лейпциге в течение последних двух десятилетий искали истоки языка. В многочисленных экспериментах, в которых они сравнивали человеческое поведение с поведением обезьян, они наблюдали, что человеческие жесты выходят далеко за рамки простых приказов, данных обезьянами. Обезьяны указывают на то, что им полезно в данный момент. Человеческие жесты часто имеют социальный контекст. Они указывают на вещи, которые могут быть полезны другим, или выражают эмоции и отношения, имеющие отношение к сообществу.

Кажется, все началось с жестов, связанных с личным интересом, а затем, когда-то в истории становления человеком — трудно сказать точно, когда — были добавлены жесты для обмена опытом, намерениями, интересами и правилами. Томаселло убежден, что общение зародилось, когда первые люди начали указывать на вещи, чтобы показывать их другим. Например, ранний гоминин мог указать на стервятника, кружившего над недавно убитым животным, на место, где под землей были закопаны питательные корни, или на маленького ребенка, который дистанцировался от группы, когда они отправились исследовать.

Сначала указательные жесты помогли бы координировать общественные действия, такие как охота или присмотр за детьми. Позже они превратились в более сложные знаки для понятий, такие как трепещущее движение, указывающее на птицу, или покачивание рук, чтобы указать на ребенка. По словам Томаселло, затем были добавлены звуки, чтобы расширить и расширить этот язык жестов. Это соответствует идее американского психолингвиста Дэвида Макнилла о том, что жесты — это, по сути, не что иное, как мысли или мысленные образы, переведенные в движение.Свободные руки были необходимой частью эволюции речи — и неотъемлемой частью коммуникации в том виде, в каком мы ее знаем сегодня.

Из книги «Древние кости: раскрывая удивительную новую историю о том, как мы стали людьми» Мадлен Беме, Рюдигер Браун и Флориан Брейер (предисловие Дэвида Р. Бегуна). Доступно сейчас в Greystone Books. Выдержка с разрешения издателя.

Роль метателей и дубинок

Дж Анат. 2003 Jan; 202 (1): 165–174.

Почетный профессор кафедры анатомии Медицинской школы Калифорнийского университета, Лос-Анджелес, Калифорния, США

, США. Электронная почта: ude.alcu@gnuoywr Авторские права © Анатомическое общество Великобритании и Ирландии, 2003 г. Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Было высказано предположение, что происхождение гоминидов началось, когда группа обезьян, похожих на шимпанзе, начала бросать камни и качели в противников, и что такое поведение давало репродуктивные преимущества на миллионы лет, стимулируя естественный отбор для улучшения метания и клубное мастерство.Это утверждение приводит к предсказанию, что человеческая рука должна быть адаптирована для метания и ударов дубинкой, тема, которая исследуется в следующем отчете. Показано, что две основные человеческие рукоятки, впервые идентифицированные Дж. Р. Напьером и названные им «прецизионный захват» и «силовой захват», представляют собой метательную хватку и дубинчатую рукоятку , тем самым обеспечивая эволюционное объяснение. две уникальные рукоятки и обширная анатомическая реконструкция руки, которая сделала их возможными.Эти результаты подтверждаются палеоантропологическими данными.

Ключевые слова: рукоятки , структура рук, палеоантропология

Введение

Типичная рука приматов характеризуется миниатюрным большим пальцем в сочетании с длинными изогнутыми пальцами (Midlo, 1934). Напротив, человеческая рука имеет гораздо больший, более мускулистый, подвижный и полностью противопоставленный большой палец в сочетании с пальцами, которые укорачиваются и выпрямляются. Это поразительное исключение из паттерна приматов явно требует эволюционного объяснения (Marzke & Marzke, 2000;).Хотя исчерпывающего описания не было предложено, есть общее мнение, что анатомическая реконструкция руки во время эволюции человека была каким-то образом связана с поведением инструмента . Этот подход согласуется с доказательствами того, что ранним поведением гоминидов (гомининов) была двуногая походка, которая «освободила бы руки» для более широкого использования инструментов. Однако остаются основные вопросы: какие инструменты? Каким образом и с какой целью они использовались? Как такое поведение обеспечивало репродуктивные преимущества, достаточные для стимулирования естественного отбора в течение миллионов лет, необходимых для превращения руки предков обезьяны в руку человека?

Рука шимпанзе, модель руки предка гоминида (слева) и руки человека.

Предложение, дающее ответ на эти вопросы, представлено в следующем отчете. Предполагается, что орудия труда представляли собой ручное оружие, которое метали или размахивали дубинками в противников во время споров, предоставляя агрессорам преимущества, которые разными способами способствовали репродуктивному успеху. Полученный в результате отбор для улучшения навыков метания и ударов дубинкой, продолжавшийся миллионы лет, привел к многочисленным анатомическим изменениям по всему телу, в том числе к тем, которые характеризуют эволюцию руки человека.

Демонстрация убедительного репродуктивного преимущества имеет важное значение для любого аргумента, направленного на определение поведения, ведущего к эволюционным изменениям. Такое поведение должно увеличивать долю генов в размножающейся популяции тех, кто в нем наиболее разбирается. Существует множество способов, по которым агрессивное использование оружия могло привести к такому результату.

Лучшие метатели и клабберы в сообществе поднимутся в иерархии мужского доминирования и тем самым получат больше возможностей для размножения.Использование камней или дубинок обеспечило бы преимущество в территориальных боевых действиях с невооруженными представителями чужой группы, улучшив доступ к самкам и пище, способствующим репродуктивному успеху. В конфликтах между вооруженными сообществами гоминидов больше шансов победить те, у кого есть самые искусные воины. Защита от хищников будет усилена, а возможности для добычи мусора увеличатся, если хищников можно будет прогонять через туши. Оружие сделало бы охоту более эффективной.Мясо, добытое самцами во время охоты и добычи, могло быть продано для секса с самками.

Женщины, которые агрессивно использовали оружие, могли бы лучше защитить себя и своих детей и расширить свой доступ к спорным пищевым ресурсам. Дальнейшее репродуктивное преимущество может быть получено за счет выбора самок. Поскольку самцы гоминидов, которые были умелыми метателями и клабберами, с большей вероятностью поднимались на более высокие должности, обладали большей властью, преобладали над другими самцами, захватывали лучшие места кормления, получали больше мяса и лучше защищали женщин и детей, женщины с большей вероятностью выбирали таких самцов для спаривания всякий раз, когда появляется возможность.Поколение за поколением естественный отбор улучшал анатомическую основу метательного и дубинчатого мастерства.

Этот сценарий объясняет беспрецедентную способность современных людей метать ракеты и размахивать дубинками с силой и точностью. Отбор для улучшенного броска и ударов клюшкой привел к инновационному, инстинктивному движению всего тела, выполняемому из вертикальной стойки, которая начинается с толчка ног. Улучшенное динамическое вертикальное равновесие на более мощных ногах и упругих ступнях при метании и ударе дубинками сделало бы вертикальное передвижение более эффективным, что привело бы к его более широкому использованию и, в конечном итоге, привело бы к привычному двуногому движению.(С помощью этого подхода можно также учесть несколько других уникальных анатомических и поведенческих особенностей человека: Young, 2002).

Броски и удары дубинками, которые начинаются в ногах, переходят через бедра, туловище и руки и в конечном итоге передают накопленную кинетическую энергию руке или рукам, держащим оружие. Задействовано все тело, но решающее значение имеют руки. Естественный отбор должен был сильно повлиять на руки с самого начала агрессивного метательного и дубинчатого поведения.Действительно, анализ эволюции человеческой руки дает возможность опровергнуть или подтвердить предложение о метании дубинкой.

Для захвата сфероида и точного управления его высвобождением, необходимого для точного броска, требуется захват, отличный от того, который может надежно удерживать цилиндрическую рукоятку клюшки и поглощать силу реакции при ударе без высвобождения оружия. Это означает, что человеческая рука должна обладать двумя уникальными захватами — одна предназначена для метания, а другая — для удара дубинкой.В следующем отчете будет показано, что две предсказанные рукоятки — это две основные человеческие рукоятки, впервые идентифицированные британским анатомом Нэпиром (1956).

Рука шимпанзе

Рука шимпанзе будет взята в качестве модели руки предка гоминида. Самые древние окаменелости гоминидов очень похожи на шимпанзе, которые генетически являются нашими ближайшими родственниками (Sibley, 1992; Ruvolo, 1997). Пан и человеческие линии разошлись 5–7 миллионов лет назад (Mya), примерно в то время, когда в летописи окаменелостей появляются первые экземпляры гоминидов (Klein, 1999).Пальцы, пястные и запястные кости руки шимпанзе имеют удлиненную форму, но в типичном для приматов образе большой палец маленький, слабый и относительно неподвижный (и). Третья и четвертая пястные кости, которые поглощают наибольшую компрессию при ходьбе суставов пальцев, особенно прочны (Lewis, 1977; Susman, 1979). И проксимальная, и средняя фаланги изогнуты к ладони, чтобы выдерживать нагрузку от захвата конечностей во время древесного передвижения (Susman & Creel, 1979; Susman, 1987, 1994). Кончики пальцев имеют конусовидную форму и не имеют широких апикальных пучков (Napier, 1960; Susman, 1988b, 1991).Благодаря поперечному расположению пястно-фаланговых сочленений на ладони имеется поперечная кожная складка (Napier, 1960, 1993; Lewis, 1977;). Фаланги большого пальца и пястные кости тонкие и короткие (Susman, 1994;), а внутренние мышцы большого пальца, лежащие в основе тенарной области ладони, маленькие (Marzke et al. 1992).

Кости шимпанзе (слева) и руки человека.

Захваты шимпанзе сильно отличаются от человеческих (Napier, 1960).Для подвешивания на горизонтальных опорах шимпанзе используют «крючок» из четырех согнутых пальцев (Napier, 1960; Marzke & Wullstein, 1996). При вертикальных опорах используется диагональный крюк (Susman, 1979; Marzke et al. 1992). Большой палец может касаться опоры, но не прижимать ее к ладони. Шимпанзе используют этот хват при ударах палками, но когда рука движется вперед, рука имеет тенденцию терять хватку, возможно, из-за слабости большого пальца и его неспособности перекрывать указательный палец (Marzke et al.1992; Marzke & Wullstein, 1996). Поскольку большой палец слабый и короткий, его дистальная фаланга относительно неподвижна, а его дистальная подушечка не может быть противопоставлена ​​подушечкам пальцев, он не может создавать сильного защемления или сдавливания (Marzke, 1992a, 1997; Marzke & Wullstein, 1996).

Человеческая рука

Человеческий большой палец длиннее, ладонь и пальцы короче, а пальцы потеряли свою кривизну (Susman, 1979). Дистальные фаланги имеют большие апикальные пучки, которые поддерживают широкие ладонно-жировые подушечки, которые распределяют давление во время сильного захвата и деформация которых позволяет подушечкам приспосабливаться к неровным поверхностям (Napier, 1965; Susman, 1979, 1988a; Marzke & Shackley, 1986).Помимо утолщения пятой пястной кости и увеличения ее основания, баланс силы и устойчивости сместился радиально, на большой, второй и третий пальцы (Susman, 1979; Marzke & Shackley, 1986).

Пястно-пястный сустав большого пальца сочленяется с запястьями в седловидном суставе, что в сочетании с ремоделированием пястно-фалангового сустава позволяет разместить его дистальную подушечку напротив таковых других пальцев, обеспечивая полную противопоставимость (Napier, 1955). Внутренние мышцы большого пальца больше (Marzke, 1992b, 1997), а три новых мышцы добавляют силу и контроль движениям большого пальца.Длинный сгибатель большого пальца, отсутствующий у шимпанзе, является самой мощной мышцей большого пальца у человека. Он сгибает дистальную фалангу большого пальца и сохраняет ориентацию подушечки пальцами против давления. Новыми также являются глубокая головка короткого сгибателя большого пальца и первая ладонная межкостная мышца (Susman, 1994).

У ладони есть несколько производных функций. Поскольку четвертая и пятая пястные кости все короче третьей, при сгибании кисть имеет наклон.Это создает изгибные складки, идущие под углом от нижней локтевой стороны ладони к верхней лучевой стороне (Napier, 1993). Выступы тенара и гипотенара увеличены жировыми подушечками, которые покрывают мышцы. Сокращение ладонной мышцы приводит к усилению жесткости подушечки гипотенара (Marzke et al. 1992). Некоторые особенности увеличивают способность центра ладони противостоять нагрузке на второй и третий пальцы (Marzke & Marzke, 1987). Пястные кости и основания проксимальных фаланг этих пальцев крепкие.Ладонная жировая подушечка в третьей пястной области защищает глубокую ветвь локтевого нерва. Стабильность основания третьей пястной кости повышается за счет шиловидного отростка на его дорсальной радиальной стороне. Когда палец вытянут, шиловидный отросток скрепляет запястные и пястные кости вместе, предотвращая гиперэкстензию. Связка от гороховидной кости до основания третьей пястной кости дополнительно сдерживает гиперэкстензию (Marzke & Marzke, 1987).

Еще одно беспрецедентное свойство человеческой руки — вращение пальцев.Когда пальцы согнуты, они поворачиваются к центральной оси, так что кончики пальцев могут соприкасаться с кончиком большого пальца. Пястно-гаматное сочленение обеспечивает супинацию четвертой и пятой пястных костей, тогда как головки второй и третьей пястных костей позволяют пронацию проксимальных фаланг. Вращение более выражено для двух крайних пальцев (Susman, 1979; Marzke, 1983, 1997).

Две уникальные человеческие рукоятки

Каково адаптивное значение этой глубокой реконструкции руки предков? Напье (1956) дал провокационный ответ: человеческая рука получила две новые хватки.«Несмотря на множество действий руки, — писал он, — есть только два хватательных действия: они называются точным хватом и силовым хватом» (Napier, 1965).

Эти два паттерна движений, анатомически и физиологически разные, составляют основу всех хватательных действий (Napier, 1960, 1961). Прецизионный захват используется там, где требуется точность движений, тогда как доминирующей характеристикой силового захвата является приложение силы (Napier, 1960).В каждом из этих захватов запястно-пястный сустав большого пальца при полном отведении или приведении стабилизируется конгруэнтными суставными поверхностями и натяжением связок. В промежуточном положении сустав наиболее нестабилен (Napier, 1955).

Напье проиллюстрировал два захвата фотографиями рук, сжимающих мяч и цилиндрический стержень (Napier, 1956, 1965, 1993).

Его анализ показал, что человеческая рука приспособлена для захвата сфер и цилиндров ().

В процессе эволюции человеческая рука обрела две уникальные хватки, впервые идентифицированные Нэпьером.Он назвал их прецизионным захватом и силовым захватом и изобразил их захватом сферы (вверху слева) и цилиндра (внизу слева) (Napier, 1956, 1965, 1993). Эволюцию этих захватов можно объяснить адаптацией руки для захвата ракет и дубинок. Это показано (вверху) захватом мяча для софтбола, бейсбола и крикета и (внизу) захватом теннисной ракетки, клюшки для гольфа и биты для крикета.

В описании Нэпиром прецизионного захвата (Napier, 1956, 1965, 1993) концевые подушечки большого пальца образуют одну браншу зажима, а другую — подушечки кончиков пальцев.Для больших предметов, удерживаемых таким образом, задействованы все пальцы, а для более мелких — только большой, указательный и средний пальцы, а четвертый и пятый пальцы обеспечивают поперечную устойчивость. Марцке (1983) называет это хватом «трехкулачковый патрон», изображает хват бейсбольного мяча и отмечает, что если объект брошен, пальцы способствуют прицеливанию, движению и скорости. Согласно Напье, при силовом захвате зажим вокруг цилиндра образован частично согнутыми пальцами и ладонью, при этом противодействующее давление прикладывается большим пальцем, который наматывается на тыльную сторону пальцев, где он действует как опора для усиления. хватка.Марцке (1992a) называет это хватом «сжимание ладони с активным пальцем», иллюстрирует его с помощью молотка и заявляет, что в нем задействованы все пальцы, чтобы закрепить цилиндрический инструмент на ладони, так что инструмент функционирует как продолжение руки и предплечье.

Из этих описаний ясно, что «прецизионный захват» — это метательный захват , а «силовой захват» — это дубинчатый захват . «Точность» и «мощность» предполагают типичное использование рукояток. «Трехкулачковый патрон» и «сжатие ладонью пальцами» относятся к положению руки, когда она формирует захваты.Их можно назвать «сферическим захватом» и «цилиндрическим захватом» в зависимости от формы, которую они лучше всего воспринимают. Термины метательный хват и дубинка подчеркивают эволюционный контекст, в котором развивались эти захваты, определяя поведение, которое их объясняет. Уникальные особенности человеческой руки можно рассматривать как приспособление к метанию и дубинке.

Адаптация руки для метания

Для эффективного метания рука должна иметь возможность захватывать ракету, пока к ней передается энергия, а затем точно контролировать ее выпуск.Для этого нужен кончик пальца. Большой палец должен быть достаточно длинным и достаточно подвижным, чтобы противостоять подушечке пальца ракете с одной стороны, в то время как пальцы противопоставляют свои дистальные подушечки с противоположной стороны и приспосабливаются к неровностям в естественных сфероидах горных пород. Для точного высвобождения пальцы должны находиться под точным нервным контролем и быть способными без травм поглощать силу реакции, возникающую в результате движущей тяги.

Все эти приспособления находятся в руках человека.Большой палец удлинился и может полностью противостоять пальцам, которые укорачиваются. Большой и первые два пальца, которые играют главную роль в броске, сильны и крепки. Противопоставление большого пальца усиливается за счет добавления мышцы, которая сгибает концевую фалангу, и соответствует вращению пальцев при их сгибании: супинация на локтевой стороне, пронация на лучевой стороне — точно так же, как требуется для захвата сферы кончиком пальца. Широкие апикальные пучки фаланги поддерживают мягкие, мясистые подушечки пальцев, которые адаптируются к неправильным сфероидам и обеспечивают большую поверхность трения.Кончики пальцев сильно иннервируются сенсорными окончаниями, которые информируют мозг о ракете и силах, действующих на нее. Точный нейромоторный контроль мускулов пальцев обеспечивает субмиллисекундное время восстановления, необходимое для точности броска. Когда ракета выпущена, есть только одна точка на дуге движущейся руки, где выпуск приведет к движению к цели (Hore et al. 1995). Этим действием управляют отведение большого пальца и разгибание суставов пальцев. Задержка разгибания пальца в 1 мс вызывает изменение направления на 2.2 ° (Хор и др., 1996a, b). Бейсбольный питчер должен регулировать выпуск мяча с допуском менее 0,5 мс, чтобы доставить ракету в зону удара. Улучшенный контроль руки, ключевой элемент точности броска, отражается в расширенном представлении пальцев в сенсорной и моторной коре головного мозга человека (Napier, 1965).

Кинетическая энергия, передаваемая ракете, передается через указательный и средний пальцы метательной руки. При отпускании большой палец опускается, эти пальцы разгибаются, а их верхушечные кончики обеспечивают окончательный толчок.Равная и противоположная сила реакции приводит к чрезмерному вытягиванию этих пальцев, особенно третьего пальца, который из-за своей длины теряет контакт с ракетой последним (House, 1994; Hore et al. 1996b). Напряжение распространяется вниз по фалангам через пястные кости ладони к костям запястья, где оно рассеивается. Прочность второго и третьего пальцев, поглощающих нагрузку, шиловидный отросток и связочная стабилизация третьей пястной кости, предотвращающие гиперэкстензию, а также глубокая ладонная жировая подушечка, защищающая локтевой нерв, — все это способствует защите руки от травм от бросков.

Адаптация руки для удара дубинкой

Эффективная дубинка требует надежного захвата, особенно во время удара, чтобы время, в течение которого прикладывается сила, было максимальным, отвлечение энергии на упругую отдачу сводилось к минимуму, и клаббер мог немедленно снова использовать оружие . Пальцы и большой палец образуют тиски, прижимая рукоять к ладони. Для дополнительной силы и силы захвата можно использовать обе руки.

Некоторые особенности, которые способствуют бросковому захвату, также облегчают бросковый захват.Супинация четвертого и пятого пальцев во время сгибания помогает захватывать большой сфероид и прикладывает ладонную поверхность этих пальцев к косой рукояти, ориентированной под углом к ​​ладони (Marzke & Shackley, 1986; Marzke et al. 1992). Растяжимые подушечки для пальцев, которые обеспечивают максимальный контакт поверхности со сфероидами, выполняют ту же функцию на рукоятках косолапости (Marzke & Shackley, 1986). Более длинный, полностью противопоставленный большой палец, необходимый для захвата броска, также облегчает захват клюшки, позволяя большому пальцу перекрывать концы указательного и среднего пальцев.Длинный сгибатель большого пальца эффективен в обоих захватах, как и глубокая жировая подушечка ладони.

Другие приспособления относятся к клюшке. Одно из них — наклон пястно-фаланговых сочленений. Когда пальцы частично согнуты, они образуют наклонную линию. Вместе с частично согнутым большим пальцем образуется коридор — цилиндрическая полость, лежащая по диагонали через ладонь. Когда клюшка плотно прижимается к ладони, такая анатомическая конфигурация обеспечивает ее наклонное положение.На локтевой стороне инструмент зажимается на жировой подушке гипотенара, которая укрепляется за счет сокращения ладонной мышцы, в то время как мускулатура тенара и его подкожно-жировой слой поддерживают радиальную сторону. При взмахе клюшки запястье отклоняется в локтевом направлении непосредственно перед ударом. В сочетании с наклонным углом захвата это выравнивает клюшку с предплечьем, увеличивая радиус клюшки и скорость клюшки, тем самым обеспечивая максимальное механическое преимущество (Marzke et al.1992).

При ударе действует сила реакции, заставляющая клюшку двигаться в направлении, противоположном ее прежней траектории. Основание ручки оказывает давление на основание пальцев на локтевой стороне кисти, в то время как апикальный конец ручки воздействует на радиальную сторону. Если необходимо сохранить захват, эти две части руки должны выдерживать ударную нагрузку. На локтевой стороне основание пятого пальца поглощает большую часть удара. Пястная кость утолщена, основание увеличено.Большой палец стабилизирует косую рукоять с радиальной стороны. Модифицированные кости запястья на лучевой стороне помогают снять напряжение, возникающее в большом пальце во время ударов дубинкой (Lewis, 1977, 1989; Marzke et al. 1992). Большой палец имеет решающее значение для того, чтобы «держаться крепче» (House, 1994; Ohman et al. 1995; Welch et al. 1995). Его прочность и мускулистость — адаптация для силовых тренировок по клубам.

Запястье

Произведенные изменения в запястье человека можно объяснить как адаптацию к броскам и дубинкам. При метании запястье движется от разгибания к сгибанию.Во время клубов он переходит от лучевой к локтевой девиации. Эти движения у человека намного превосходят возможности запястья шимпанзе (Napier, 1960). Ограниченная способность разгибать запястья у шимпанзе приписывается адаптации как к четвероногому, так и к древесному движению (Tuttle, 1967; Dainton, 2001). Костные гребни на лучевой кости в области радиоскафоидного сочленения, несколько связок и укорочение длинных сгибателей пальцев ограничивают разгибание запястья шимпанзе (Napier, 1960; Tuttle, 1967).Большее разгибание человеческого запястья увеличивало ускорение при броске. Расширение диапазона локтевого отклонения улучшило движение дубинки, позволяя совмещать рукоятку клюшки с предплечьем, чтобы обеспечить дополнительное усилие. Локтевой девиации способствовали изменения в гороховидной кости и локтевых сгибателях и разгибателях (Marzke et al. 1992).

Предыдущие объяснения эволюции человеческой руки

Среди авторитетов, занимающихся ручным управлением, общее мнение сводится к тому, что человеческая рука приспособлена к поведению орудия (Susman, 1994).Особое внимание уделялось изготовлению и использованию каменных орудий (Kortlandt, 1986; Marzke & Shackley, 1986; Marzke, 1992b; Napier, 1993; Marzke & Marzke, 2000). Стресс от ударов молотком может объяснить многие особенности руки (Marzke & Marzke, 1987; Marzke, 1992a; Marzke & Wullstein, 1996). Однако при изготовлении каменных орудий метательный захват не задействуется (Marzke et al. 1998), субмиллисекундный контроль высвобождения ручного камня не имеет значения для таких целей, а ударный захват бесполезен для отслаивания камня таким образом, как это используется. ранними гоминидами (Marzke & Shackley, 1986; Marzke, 1992a, 1997).Кроме того, рука A. afarensis (описанная ниже), которая датируется 3,2 млн лет назад, показывает многие черты руки современного человека, но предшествует самым ранним идентифицированным каменным орудиям (2,6 млн лет назад). Когда такие артефакты впервые появляются, рука гоминида уже близко приближалась к своему нынешнему состоянию (Susman, 1988a, b, 1991, 1993). Адаптация для улучшенного броска и ударов дубинкой должна иметь предварительно адаптированную руку для удара по каменным орудиям.

Киршманн (1999) соединил метание и точный хват.Марцке часто отмечал, что эволюционные изменения в руке способствовали бы метанию и дубинке (Marzke, 1983, 1992a, 1997; Marzke & Shackley, 1986; Marzke & Wullstein, 1996; Marzke et al. 1998).

Дарвин (1871) считал, что использование ручного оружия из вертикального положения позволило бы гоминидам защищаться, охотиться и сражаться с врагами. Дарт (1959) согласился с тем, что основным преимуществом освобождения рук от передвижения было их использование для управления дубинками и ракетами.Однако ни один из авторов не связал это поведение с эволюцией руки гоминида.

Палеонтологические свидетельства

Если изначальной специализацией гоминидов были агрессивные метания и дубинки, анатомические изменения, отражающие отбор для этого поведения, должны быть заметны в самых древних образцах рук гоминидов, а более поздние окаменелости должны выявить стойкое влияние такого отбора.

Самые ранние известные кости рук гоминидов относятся к Ardipithecus ramidus kadabba из Эфиопии (5.8 млн лет). Они состоят из дистальных частей промежуточной и проксимальной фаланги (Haile-Selassie, 2001). Видны уже производные изменения. Считается, что кости похожи на кости более молодого вида, Australopithecus afarensis (описанного ниже).

Образцы Australopithecus anamensis из Кении (3,8–4,2 млн лет назад: Leakey et al. 1995, 1998; Ward et al. 1999) включают части головной и ручной фаланги. Головка имеет несколько черт обезьяны, в том числе фасетку для второй пястной кости, которая обращена латерально, предотвращая ротацию второй пястной кости в этом суставе, и в ней отсутствует фасетка для шиловидного отростка третьей пястной кости.Неполная проксимальная фаланга по размеру и форме похожа на некоторые особи A. afarensis . То есть искривление меньше, чем у обезьян (Leakey et al. 1998).

В окаменелостях из Эфиопии и Танзании (3,2–3,5 млн лет назад), обозначенных A. afarensis (White et al. 1993; Johanson et al. 1994), рука сохраняет черты шимпанзе и все еще может быть эффективна для древесных растений. скалолазание (Marzke, 1983; Stern & Susman, 1983). Тем не менее, броски и дубинки хорошо развиты.Запястно-пястный сустав обеспечивает диапазон движений большого пальца, необходимый для обоих захватов (Marzke, 1983). Пальцы были короче, чем у шимпанзе, а большой палец длиннее (Marzke, 1983, 1992b; Stern & Susman, 1983), но пальцы длиннее большого пальца по сравнению с современными людьми (Marzke et al. 1992). В отличие от ситуации у A. anamensis , вторая пястная кость могла пронаироваться во время сгибания (Marzke, 1983). В сочетании с другими изменениями это облегчило бы метательный хват (Marzke, 1983, 1992a, b).Третья пястная кость лишена шиловидного отростка (Bush et al. 1982), но есть признаки изменений связок, которые стабилизируют ладонь (Marzke, 1983, 1992a; Marzke & Shackley, 1986). Более длинный большой палец улучшил бы ударный хват (Marzke & Shackley, 1986). Однако обе человеческие хватки были еще неполными. Апикальные пучки на терминальных фалангах расширены (Bush et al. 1982), но недостаточно, чтобы поддерживать подушечки больших пальцев (Marzke et al. 1992). Ограниченная супинация со сгибанием пятой пястной кости ограничила бы хват, используемый для метания больших сфероидов, и эффективность дубинного захвата (Marzke, 1983, 1992a; Marzke & Shackley, 1986; Marzke et al.1992). По сравнению с более поздними гоминидами, большой палец был менее крепким, возможно, не имел некоторых мышечных прикреплений и имел меньшее расширение пястно-фаланговых суставов (Stern & Susman, 1983; Susman, 1994).

A. africanus обитал в Южной Африке 3,2–1,8 млн лет назад (Klein, 1999). Риклан (1987) на основании исследования 16 костей руки пришел к выводу, что A. africanus обладает сильным захватом и сильной способностью к локтевому отклонению запястья, как это бывает при дубинке. Присутствовали хорошо развитые мышцы, которые могли стабилизировать запястье, чтобы предотвратить отскок клюшки при ударе.Разгибание запястья, сопоставимое с современными людьми (Richmond & Strait, 2000), могло бы повысить эффективность броска. Шиловидный отросток на третьей пястной кости, появившийся впервые, защитил бы от гиперэкстензии при броске, а способность вращать вторую и пятую пястные кости во время сгибания (Ricklan, 1987) улучшила бы хват при броске. Дистальная фаланга большого пальца с широким апикальным пучком для поддержки подушечки кончика пальца и местом для прикрепления длинного сгибателя большого пальца (Marzke, 1997) может помочь как при ударе дубинкой, так и при броске.

Paranthropus встречен в Восточной и Южной Африке в 2,3–1,2 млн лет назад (Klein, 1999). Susman (1988a, b, 1991, 1993, 1994) описал кости рук из Южной Африки, которые он отнес к P. robustus . На затылочной дистальной фаланге имеется ямка для длинного сгибателя большого пальца и увеличенный апикальный пучок. Он прочный, с увеличенной поверхностью проксимального сустава для поглощения напряжения. Пястно-пястная головка также расширена, а запястно-пястный сустав поддерживает сопротивление большого пальца.Пальцы более прямые, с апикальными пучками, подразумевающими широкие мясистые кончики пальцев.

Напье (1962) впервые описал кости кисти (1,9–1,6 млн лет назад: Klein, 1999) Australopithecus habilis (ранее относившегося к Homo : Wood & Collard, 1999). Крепкий большой палец имеет развитый седловидный сустав, а дистальные фаланги большого пальца и пальцев имеют заметные апикальные пучки (Susman & Creel, 1979). Некоторые черты остаются обезьяноподобными. Проксимальная и средняя фаланги изогнуты к ладони (Tuttle, 1967; Susman & Creel, 1979).Две человеческие хватки хорошо развиты (Napier, 1993; Marzke et al. 1992; Marzke, 1997).

A. habilis уступил место Homo ergaster (африканский H. erectus ) около 1,8 млн лет назад. Подтвержденные кости рук из этого таксона недоступны. Таковые у H. neanderthalensis (200–30 тыс. Лет назад: Klein, 1999) похожи на таковые у современных людей, за исключением большей устойчивости, и диапазон манипулятивных движений также был сопоставим (Trinkaus, 1983; Trinkaus & Villemeur, 1991) .

Можно предсказать, что по мере обнаружения и описания дополнительных костей рук гоминидов, они окажутся совместимыми с выводом о том, что человеческая рука, изначально похожая на обезьяну, впоследствии претерпела расширенную адаптацию для захвата сфероидов и цилиндров, если это необходимо. метанием и дубинкой.

Заключение

Было высказано предположение (Young, 2002), что самой ранней специализацией гоминидов были агрессивные метания и дубинки, и что это поведение увеличивало репродуктивный успех в течение длительного периода, стимулируя естественный отбор, который постепенно улучшал его эффективность.Если эти утверждения верны, эволюция руки человека должна свидетельствовать об этом процессе в ее анатомической структуре.

Летопись окаменелостей указывает на то, что адаптация к метанию и дубинке начала влиять на структуру руки в момент или в непосредственной близости от происхождения линии гоминидов и продолжалась в течение миллионов лет после этого. В течение этого длительного периода эволюции рука претерпела глубокую реконструкцию, которая все больше адаптировала ее для захвата сфероидов способом, позволяющим точно контролировать высвобождение и захватывать рукоятки клюшки с силой, достаточной для противостояния сильному удару.Таким образом были изготовлены две уникальные человеческие рукоятки. Названные «мощными» и «точными» захватами Нэпиром (1956), который определил и описал их, они также могут называться дубинками и метательными захватами на основе их эволюционного происхождения.

Благодарности

Я с благодарностью выражаю признательность Мэри В. Марцке, Рэндаллу Л. Сусману, Гэри П. Чаймсу и Эдуарду Киршманну за важную помощь, которые прочитали более раннюю версию рукописи и поделились со мной своим опытом и мудростью.Я надеюсь, что все эти ученые признают мои попытки учесть их советы и критику.

Ссылки

• Буш М.Э., Лавджой, Колорадо, Йохансон, округ Колумбия, Коппенс Ю. Кости запястья, пястной кости и фаланги гоминида, извлеченные из формации Хадар: коллекции 1974–77. Являюсь. J. Phys. Антрополь. 1982; 57: 651–677. [Google Scholar]
• Дейнтон М. Ходили ли наши предки костяшками пальцев? Природа. 2001; 410: 324–325. [PubMed] [Google Scholar]
• Дарт Р. Приключения с недостающим звеном.Нью-Йорк: Харпер и братья; 1959. [Google Scholar]
• Дарвин К. Происхождение человека и отбор в отношении пола. Принстон: Издательство Принстонского университета; 1871. [Google Scholar]
• Хайле-Селассие Ю. Гоминиды позднего миоцена из Среднего Аваша, Эфиопия. Природа. 2001; 412: 178–181. [PubMed] [Google Scholar]
• Хор Дж., Уоттс С., Мартин Дж., Миллер Б. Время раскрытия пальцев и высвобождения мяча при быстрых и точных бросках через верхнюю руку. Exp. Головной мозг. Res. 1995. 103: 277–286. [PubMed] [Google Scholar]
• Хор Дж., Уоттс С., Твид Д.Ошибки в контроле вращения суставов, связанные с неточностями в бросках через руку. J. Neurophysiol. 1996a; 75: 1013–1025. [PubMed] [Google Scholar]
• Хор Дж., Уоттс С., Твид Д., Миллер Б. Оверарм выполняет броски не доминирующей рукой: кинематика точности. J. Neurophysiol. 1996b; 76: 3693–3704. [PubMed] [Google Scholar]
• House T. The Pitching Edge. Шампейн, Иллинойс: кинетика человека; 1994. [Google Scholar]
• Йохансон Д., Йохансон Л., Эдгар Б. В поисках происхождения человека.Нью-Йорк: Villard Books; 1994. Предки. [Google Scholar]
• Киршманн Э. Дас Цайтальтер дер Верфер. Ганновер, Германия: Эдуард Киршманн Грюнлинде 4; 1999. с. 30459. [Google Scholar]
• Klein RG. Человеческая карьера. Чикаго: Издательство Чикагского университета; 1999. [Google Scholar]
• Кортландт А. Использование каменных орудий дикими шимпанзе и древними гоминидами. J. Human Evol. 1986; 15: 77–132. [Google Scholar]
• Лики М.Г., Фейбел С.С., Макдугалл И., Уокер А.Новые виды гоминидов возрастом четыре миллиона лет из Канапой и Аллиа Бэй, Кения. Природа. 1995; 376: 565–571. [PubMed] [Google Scholar]
• Leakey MG, Feibel CS, McDougall I, Ward C, Walker A. Новые образцы и подтверждение раннего возраста Australopithecus anamensis . Природа. 1998. 393: 62–66. [PubMed] [Google Scholar]
• Льюис О.Дж. Ремоделирование суставов и эволюция руки человека. J. Anat. 1977; 123: 157–201. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Льюис О.Дж.Функциональная морфология развивающейся кисти и стопы. Оксфорд: Clarendon Press; 1989. [Google Scholar]
• Marzke MW. Функции суставов и хватки руки Australopithecus afarensis , с особым упором на область головы. J. Human Evol. 1983; 12: 197–211. [Google Scholar]
• Марцке М.В., Шекли М.С. Использование рук гоминидов в плиоцене и плейстоцене: данные экспериментальной археологии и сравнительной морфологии. J. Human Evol. 1986; 15: 439–460. [Google Scholar]
• Marzke MW, Marzke RF.Третий шиловидный отросток пястной кости у человека: происхождение и функции. Являюсь. J. Phys. Антрополь. 1987. 73: 415–431. [PubMed] [Google Scholar]
• Марцке М.В. Эволюция руки и двуногость. В: Lock A, Peters A, редакторы. Справочник по символической эволюции человека. Оксфорд: издательство Оксфордского университета; 1992a. С. 126–154. [Google Scholar]
• Marzke MW. Эволюционное развитие большого пальца человека. В кн .: Манске П.Р., редактор. Клиника для рук и реконструкция большого пальца. Vol. 8. Филадельфия: W.B. Сондерс; 1992b.С. 1–8. [Google Scholar]
• Marzke MW, Wullstein KL, Viegas SF. Эволюция силового (сжатого) захвата и его морфологических коррелятов у гоминидов. Являюсь. J. Phys. Антрополь. 1992; 89: 283–298. [PubMed] [Google Scholar]
• Марцке MW, Wullstein KL. Шимпанзе и человеческие хватки: новая классификация с упором на эволюционную морфологию. Int. J. Primatol. 1996. 17: 117–139. [Google Scholar]
• Marzke MW. Прецизионные захваты, морфология руки и инструменты. Являюсь. J. Phys. Антрополь. 1997. 102: 91–110.[PubMed] [Google Scholar]
• Marzke MW, Toth N, Schick K, Reece S, Steinberg B, Hunt K. Исследование с помощью ЭМГ мускулов руки при изготовлении инструментов Oldowan с применением твердого молотка. Являюсь. J. Phys. Антрополь. 1998. 105: 315–332. [PubMed] [Google Scholar]
• Марцке М.Ф., Марцке РФ. Эволюция руки человека: подходы к сбору, анализу и интерпретации анатомических свидетельств. J. Anat. 2000; 197: 121–140. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Мидло К. Форма рук и ног у приматов.Являюсь. J. Phys. Антрополь. 1934; 19: 337–389. [Google Scholar]
• Napier JR. Форма и функция запястно-пястного сустава большого пальца. J. Anat. 1955. 89: 362–369. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Napier JR. Цепочные движения человеческой руки. J. Bone Joint Surg. 1956; 38B: 902–913. [PubMed] [Google Scholar]
• Napier JR. Этюды рук живых приматов. Proc. Zool. Soc. Лондон. 1960. 134: 647–657. [Google Scholar]
• Napier JR. Руки и ручки.Новый ученый. 1961; 9: 797–799. [Google Scholar]
• Napier JR. Ископаемые кости рук из Олдувайского ущелья. Природа. 1962; 196: 409–411. [Google Scholar]
• Napier JR. Эволюция человеческой руки. Proc. Королевский. Inst. Великобритания. 1965; 40: 544–557. [Google Scholar]
• Napier JR. Руки. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета; 1993. [Google Scholar]
• Ohman JC, Slanina M, Baker G, Mensforth RP. Пальцы, инструменты и первые люди. Наука. 1995; 268: 267–268. [PubMed] [Google Scholar]
• Richmond BG, Strait DS.Доказательства того, что люди произошли от предков, ходивших на костяшках пальцев. Природа. 2000; 404: 382–385. [PubMed] [Google Scholar]
• Ricklan DE. Функциональная анатомия кисти Australopithecus africanus . J. Human Evol. 1987. 16: 643–664. [Google Scholar]
• Руволо М. Молекулярная филогения гоминоидов: вывод из множественных независимых наборов данных последовательностей ДНК. Мол. Биол. Evol. 1997. 14: 248–265. [PubMed] [Google Scholar]
• Сибли CG. Гибридизация ДНК-ДНК в изучении эволюции приматов.В: Джонс С., Мартин Р., Пилбим Д., редакторы. Кембриджская энциклопедия эволюции человека. Кембридж: Издательство Кембриджского университета; 1992. С. 313–315. [Google Scholar]
• Stern JTJR, Susman RL. Опорно-двигательная анатомия. Australopithecus afarensis . Являюсь. J. Phys. Антрополь. 1983; 60: 279–317. [PubMed] [Google Scholar]
• Susman RL. Сравнительная и функциональная морфология пальцев гоминоидов. Являюсь. J. Phys. Антрополь. 1979; 50: 215–236. [PubMed] [Google Scholar]
• Susman RL, Creel N.Функциональное и морфологическое сходство руки младшего взрослого (O.H.7) из Олдувайского ущелья. Являюсь. J. Phys. Антрополь. 1979; 51: 311–332. [PubMed] [Google Scholar]
• Susman RL. Карликовые шимпанзе и обычные шимпанзе: модели поведенческой экологии самых ранних гоминидов. В: Kinzey WG, редактор. Эволюция человеческого поведения: модели приматов. Олбани: Государственный университет Нью-Йорка; 1987. С. 72–86. [Google Scholar]
• Susman RL. Рука Paranthropus robustus из пачки 1.Сварткранс: ископаемые свидетельства поведения инструмента. Наука. 1988a; 240: 781–784. [PubMed] [Google Scholar]
• Susman RL. Эволюционная история крепких австралопитеков. Нью-Йорк: Альдин де Грюйтер; 1988b. Новые посткраниальные останки Сварткранса и их влияние на функциональную морфологию и поведение Paranthropus robustus ; С. 149–172. [Google Scholar]
• Susman RL. Кто делал олдовские инструменты? Ископаемые свидетельства поведения орудия у гоминидов плио-плейстоцена.J. Anthropol. Res. 1991; 47: 129–151. [Google Scholar]
• Susman RL. Посткраниальные останки гоминидов из Сварткранса. В: Мозг СК, редактор. Сварткранс. Пещерные хроники древнего человека. Претория: музей Трансвааля; 1993. С. 117–136. Монография № 8. [Google Scholar]
• Susman RL. Ископаемые свидетельства использования орудий раннего гоминида. Наука. 1994; 265: 1570–1573. [PubMed] [Google Scholar]
• Тринкаус Э. Шанидарские неандертальцы. Нью-Йорк: Academic Press; 1983. [Google Scholar]
• Trinkaus E, Villemeur I.Механические преимущества большого пальца неандертальца при сгибании: проверка гипотезы. Являюсь. J. Phys. Антрополь. 1991; 84: 249–260. [PubMed] [Google Scholar]
• Tuttle RH. Хождение на кулаках и эволюция рук гоминоидов. Являюсь. J. Phys. Антрополь. 1967; 26: 171–206. [Google Scholar]
• Уорд С., Лики М., Уокер А. Новый вид гоминидов. Australopithecus anamensis . Evol. Антрополь. 1999; 7: 197–205. [Google Scholar]
• Уэлч К.М., Бэнкс С.А., Кук Ф.Ф., Драович П. Удар по бейсбольному мячу: биомеханическое описание.J. Orthopaedic Sports Phys. Терапия. 1995; 22: 193–201. [PubMed] [Google Scholar]
• White TD, Suwa G, Hart WK, Walter RC, Woldegabriel G, De Heinzelin J, et al. Новые открытия Australopithecus в Мака в Эфиопии. Природа. 1993; 366: 261–265. [PubMed] [Google Scholar]
• Вуд Б., Коллард М. Род человека. Наука. 1999. 284: 65–71. [PubMed] [Google Scholar]
• Young RW. Эволюция человека: роль метаний и дубинок. Текущий Антрополь. 2002 в печати.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

Эволюция пропорций рук человека и обезьяны