奔跑,一项千锤百炼的人类天赋(上)

撰文/ Jörn auf dem Kampe


神奇的生物进化将一群栖息于树上的动物带到了地面,并将它们逐步造就成奔跑能手。这群动物就是人类。进化过程赋予了人类许多适于奔跑的特点,并将其深藏在我们的骨骼、肌肉和肌腱间。

可惜的是,这些特点并没有得到人类有效的利用。我们跑步的方法往往并不正确,而错误的跑步方式是无益于健康的。


奔跑,一项千锤百炼的人类天赋(上)

奔跑让人类成为地球主宰

人类的长跑历史可以追溯到大约200万年前的东非。不过,想要听全这个故事可没那么容易,因为我们必须穿上运动鞋去拜访丹尼尔·E·利伯曼。49岁的利伯曼是哈佛大学的人类学教授,也是一位狂热的跑步爱好者,他的马拉松记录是3小时24分钟,这位教授最爱讲的,就是关于我们人类自己的故事,也是关于人类奔跑的故事。

“出发!”利伯曼教授一边踏着轻盈的步伐,穿过剑桥市向着波士顿的方向跑去,一边滔滔不绝地讲道:“人类比其他任何生物都适合长跑,这是我们身体的诸多特殊构造决定的。”比如说,我们拥有着独一无二的降温系统。

“你和我,以及所有人类都是世界上的出汗冠军。”教授细数着人体的各项优势,就像是一个购车者在炫耀自己新车的各种额外配置一样:“人体在一小时内可以排出一升多的汗液,这是任何陆生动物都无法比拟的。”

许多其它的陆生动物,比如犬类、印度豹和瞪羚,几乎不排汗,它们仅仅通过快速的喘息来达到降温的目的。但是,用嘴呼吸的降温效果很差,有时甚至还会适得其反导致体温过热。由此可见,在长距离奔跑方面,人类具备明显优势。

奔跑,一项千锤百炼的人类天赋(上)

豹是众所周知的短跑健将,但在长距离的情况下,它并不具备优势。


除此之外,我们强有力的臀部也是以奔跑为目的进化来的。臀部可以使我们在奔跑过程中保持稳定,同时,它还可以确保双腿敏捷快速地不断向前迈进。物种进化还赋予我们一双绝无仅有的灵活双脚,令我们在跑步时不断获得有效的推力,这使得人类在长距离奔跑方面有了明显优于其他物种的竞争优势。

哈佛大学的神学大道11号是人类进化生物学研究所的所在地。在这里,利伯曼教授享受着独一无二的工作环境,就如同置身于远古时代。这位古人类学教授收藏着数量惊人的远古时代的人体骨骼,从牙齿、头盖骨的化石碎片到完整的人体骨架化石,数以千计的珍贵骨骼化石几乎填满了两层楼的所有空间,其规模可谓世界之最。

奔跑,一项千锤百炼的人类天赋(上)

这些化石中有真品,也有复制品,但全部都被小心翼翼地保存在泡沫塑料中或者厚纸箱里。它们用这种独特的形式书写了一部人类进化史的百科全书。


利伯曼教授走进骨骼存放间,简单地跟同事打了声招呼,然后就进入到七百万年前的远古时代“神游”去了:“那时,我们的非洲祖先们刚刚从树上下来,刚刚适应了在陆地上行走。”教授向我们娓娓道来:“但这只是第一步,那时的它们还没学会奔跑。”


随后,时光迅速推进了400多万年。像是一位给顾客展示名贵珠宝的珠宝店主,利伯曼教授慢慢地打开抽屉,小心翼翼地将一个头盖骨放到桌上,然后又拿出了一块呈褐色的腿骨化石和一块并不完整的骨盆化石。


奔跑,一项千锤百炼的人类天赋(上)

东非,目前科学界认为人类祖先从这里走向世界。


这是东非“直立人”的遗骨,距今已经有200万年历史。它们是利伯曼这个故事的最佳主人公。通过这位主人公的骨骼化石,人们惊奇地发现,这种早期人类在身体结构方面已经与现代人几乎无异。这也使得它们在两百万年前的石器时代就熟练掌握了一项新的技能:奔跑。直立人就是第一代的长跑选手。

利伯曼教授用手指轻轻摸着骨盆化石上突出来的骨角。在那里有一条凹槽,那里本应附着有强健的肌纤维。毫无疑问,这个骨盆的主人的身体已经进化出了更为先进的一部分:发达的臀部。“我们还可以看出,他身体的这一部分是专为奔跑而形成的。”

利伯曼教授指出。臀部发达的肌肉可以使躯干在急速运动中保持竖直——如果没有臀部的话,人跑起来时身体就会左右摇晃。对于一个依靠双腿行走的直立动物来说,跑步比走路的运动强度要更大,奔跑时被绊倒的速度更快,摔得也会更重。


奔跑,一项千锤百炼的人类天赋(上)

发达的臀部让人跑起来更稳当更有力。


生物进化赐予了直立人一系列新的人体结构,而这些结构恰恰都是跑步所需要的。比如位于内耳深处极其敏感的平衡器官——这一点可以从直立人头盖骨两边凹洞的内部结构看出来。

除此之外,直立人还拥有修长纤细的双腿,他们的头部像现代人一样通过项韧带与肩、臂上的肌肉组织连接在一起。这种结构可以使头部在奔跑中保持静止。也正因为如此,即使在高速运动时,这群跑步健将也可以轻松地将目光聚焦在一点上。这对捕猎来说是十分有用的。

直立人是人类进化史中率先出现的捕猎大型野生动物的好手,也是第一批长跑健将。除此之外,他们适应自然环境的能力也十分出色。


离开丛林,追猎千里


大约在两百万年前,东非的地表环境经历了一段较长时间的变化:茂密的雨林消失了,取而代之的是荒芜的草原。在这片贫瘠的土地上,直立人以浆果和树根为食,偶尔也能找到一些腐烂的动物尸体和蜂蜜。但这些食物对于他们来说还是太少了。

利伯曼教授计算了一个身高为1.85米的古人类的卡路里需求量:“只有猎食其他野生动物才能保证他们获得充足的食物以及营养供给。要知道,一块羚羊肉所含的能量是同等重量胡萝卜的5倍。”

通过观察那些与直立人同时代的有蹄类动物的骨骼化石也可以得出类似答案。这些动物的骨骼化石上留有直立人的杰作——石斧劈砍留下的痕迹。显然,直立人已不再满足于腐烂的动物尸体了。

早期的古人类还不会制作和使用矛、箭、弓这类工具,但他们已经懂得利用生物进化所赐予的新特征。不同于他们的祖先,直立人的体表可能已经褪去了浓密的毛发,取而代之的应该是遍布全身的汗腺。

奔跑,一项千锤百炼的人类天赋(上)

(图:Veer)


这样,他们就可以通过体表大面积地排汗降温,令长距离的奔跑不再困难。相比之下,那些类似于现在非洲牛羚和扭角林羚的四条腿猎物,依然需要用嘴呼吸才能降低体温。

这些动物通过体内横膈膜的运动,不断产生空气气流,然后利用呼吸将这些空气连同热量一起排出体外。这种方式不仅效果差,而且只在休息或者缓慢运动时才能顺利进行。

利伯曼教授认为,直立人追捕猎物时会迫使猎物也迅速奔跑。在高速运动中,动物体内的各种器官会像活塞一样紧紧地压住横膈膜。在这种情况下,想通过横膈膜运动产生气流并且带动呼吸是不可能的。

在非洲的炎炎烈日下,一旦猎物被迫奔跑起来,就预示着死亡的降临。在利伯曼教授模拟出来的场景中,直立人族群一旦选定好猎物之后,便在其后面穷追不舍。有些猎物由于奔跑速度比较快,可能侥幸逃出猎人们的视线。

奔跑,一项千锤百炼的人类天赋(上)

为了成为长跑健将,人类放弃了覆盖全身的毛发。


但在一段时间的奔跑后,它们必须找个隐蔽的角落稍作停留,调整呼吸以降低体温。但猎人们会追踪着动物留下的足迹,发现它们,迫使猎物不得不继续逃跑。直立人就这样一直不停追赶着猎物,直到它们累得再也跑不动了为止。

这种猎捕模式也为直立人提供了进化的机会。捕食野生动物可以为他们补充丰富的蛋白质,这对大脑发育至关重要。也正因为如此,这一时期直立人的大脑体积得到了明显增加。他们开始不断设计和制造新的工具,并最终成为了第一批走出非洲大陆的直立行走动物。

即使是在现在,一些人类部族还拥有这种奔跑狩猎的能力。比如,澳大利亚的土著居民在捕猎袋鼠时,就会一直穷追不舍直到猎物体力耗尽,非洲南部的丛林部落同样会用这种方式捕捉羚羊。

“虽然我们生活在二十一世纪,但同时也拥有着石器时代长跑健将那样的身体。”利伯曼教授说。

(未完待续)

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页面更新:2024-03-18

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