持久走仮説

持久走仮説は、人間が長距離を走るために解剖学的および生理学的適応を進化させたと仮定する一連の推測であり^{[1] [2] [3]} 、より強く「走ることは類人猿やアウストラロピテクスとは対照的にホモ の異なる体型を説明できる唯一の既知の行動である」と主張している^{[4] 。}

この仮説は、初期の人類が肉を手に入れるのに持久走が重要な役割を果たしたと仮定しています。この仮説の支持者は、持久走は人類が持続的な狩猟や死体の密猟に効果的に関与するための手段として機能し、獲物を獲得する際の競争力を高めたと主張しています。その結果、これらの進化的圧力により、持久走は現代人の多くの生体力学的特徴を形成する主要な要因として目立つようになりました。

人間以外の霊長類には持久走の能力はなく、実際アウストラロピテクスは走るための構造的適応を持っていなかった。^{[5] [6]}むしろ、法医人類学は、持久走能力に直接寄与する解剖学的特徴が、190万年前に遡るホモ属内で強く選択されたことを示唆している。その結果、持久走を可能にする解剖学的特徴の選択は、ヒト科の体を根本的に変化させた。 ^{[7]人間の一般的な運動形態は、自然界で観察される他のすべての動物とは著しく異なる。人間の運動のユニークな方法は}、解剖学ジャーナルで説明されている。

「…私​​たちのように歩いたり走ったりする動物はいません。私たちは体幹をまっすぐに保ち、歩くときには膝がほぼまっすぐになります。速く歩くときには足が地面に及ぼす力は2つのピークに分かれます。歩くときも走るときも、最初はかかとだけで地面を蹴ります。このように歩いたり走ったりする動物はいません。」^[8]

最近の研究では、いわゆるヒールストライク、つまり前足が地面に接地するときに体重のすべてをかかとにかけるランナーの傾向は、普遍的ではないことが示されています。これは、より快適な靴、特にランニング用に設計された靴によるものです。^{[9]裸足でしか走ったことのないランナーは、足の前部、第4中足骨と第5中}足骨の頭で着地する傾向があります。^[10]ストライド中に足が感じる圧力の度合いを記録するフォースプレイスで走るように指示された場合、裸足のランナーは、明らかにより平坦で強度の低い力の曲線を示し、足の骨への衝撃が軽減されていることを示しています。ハーバード大学のダニエル・リーバーマンなど、この詳細を解明した研究者は、これが人類最古の直立歩行の祖先のストライドであった可能性が高いと結論付けています。他の著者は、この「裸足での歩行」は、特殊な靴を履いたランナーに典型的な「靴を履いた歩行」よりも怪我が少なく、より効率的であると主張しています。彼らの主張は、人類の進化に関するすべての議論の根底にある伝統的な根拠に基づいています。つまり、何百万年にもわたる自然淘汰によって人間の身体は 1 つの移動モードに最適化されており、人工ランニング シューズなどの技術的介入によってこれを上回ろうとする現代の試みは、進化によってもたらされた人間の解剖学には太刀打ちできないということです。

自然淘汰の観点から、科学者たちは、持久走への特化が、初期の人類が短距離でより素早い捕食者を避けるのに役立たなかったであろうことを認めている。^{[11]むしろ、それは鮮新}世のアフリカのサバンナで、彼らがより効率的に生息地を横断することを可能にした可能性がある。持久走は、大型動物の死骸をタイムリーに漁ることを容易にし、長距離にわたって獲物を追跡して追いかけることを可能にした。獲物を消耗させるこの戦術は、暑い気候で長距離にわたって体温調節に苦労している大型の四足哺乳類を捕獲するのに特に有利であった。逆に、人間は主に発汗を通じて熱を放散する効率的な手段を持っている。具体的には、頭皮と顔からの蒸発熱放散は、極度の心血管負荷による高体温と熱誘発性脳炎を防ぐ。^[12]さらに、人類が進化するにつれて、私たちの姿勢はより直立し、その後、手足と胴体が伸びて垂直方向に増加し、身体の熱放散のための表面積が効果的に増加しました。^[13]

人類の頭部の進化に関する研究で、古生物学者ダニエル・リーバーマンは、ホモの頭蓋骨と首の特定の適応は、持久走の最適化に選択された特性の相関的証拠であると示唆している。具体的には、顔の平坦化や項部靭帯の発達などの適応は、長時間の走行中に頭蓋を安定させるための頭部バランスの改善を促進するとリーバーマンは主張している。^[14]

アウストラロピテクスの化石骨格と比較すると、歩行のみを選択する選択では、提案されている「持久走」に由来する特性のいくつかは発達しないと考えられます。

• 頭皮と顔からの蒸発熱放散により高体温を防ぐ
• 顔が平らになると頭のバランスが良くなる
• 項部靭帯は頭部のバランスを保つのに役立ちます
• 頭を回転させずに肩と体を回転させることができる
• 背が高いと蒸発熱を放散するための皮膚の表面積が広くなる
• 胴体は後肢の回転とバランスをとるために逆回転することができる
• 前腕が短いと後肢のバランスを取りやすくなる
• 前腕が短いほど、曲げた状態を保つのにかかるコストが少なくなる
• 背骨が広くなり、より多くの衝撃を吸収する
• 背骨と骨盤のつながりが強くなると、より多くの衝撃を吸収する
• 現代の類人猿と比較すると、人間の臀部は「巨大」であり、「安定させるために重要」である。
• 後肢が長い
• アキレス腱のバネはエネルギーを節約する
• より軽い腱が下肢の筋肉を効率的に置き換える
• 後肢の関節が広いほど、より多くの衝撃を吸収する
• 足の骨は、効率的な蹴り出しのために硬いアーチを形成します。
• かかと骨が広いほど衝撃を吸収しやすくなります
• つま先が短く、親指の位置が揃っているため、蹴り出しがスムーズになります。

アウストラロピテクスでは、後肢が長くなっており、足の骨が硬いアーチを描いている証拠もすでに存在していた。アウストラロピテクスの歩行や走行は、初期のホモ属と同じだった可能性がある。関節形態の小さな変化は、選択ではなく中立的な進化過程を示している可能性がある。^[15]

提案された派生形質がどのように選択され評価されたかは明らかにされていないようで、その妥当性を否定し、些細なもの、あるいは間違っているとする非常に技術的な議論が即座に行われた。^[16]

提案された特性のほとんどは、歩行や走行の効率性に及ぼす影響が検証されていない。^[15]股関節の動きによって引き起こされる回転を制御するのに役立つ新しい体幹形状の逆回転は、歩行中にアクティブになると思われる。^{[17] [18]}歩行中、足の足底軟部組織には弾性エネルギーの蓄積が起こる。^[17]下肢の相対的な長さは、走行よりも歩行の経済性にわずかに大きい影響を与える。^[18]かかとを下げた足の姿勢は歩行を経済的にするが、走行には役立たない。^[19]

モデルベースの分析では、腐肉食動物は死骸を発見してから30分以内に死骸に到達することが示されており、「持久走」は死骸への早期アクセスを可能にしなかったため、「持久走」の選択にはつながらなかったことが示唆されている。死骸への早期アクセスは、5km以下の短距離を走るために選択され、一般的に走行能力を向上させる適応を伴った可能性がある。^[20]

化石証拠の発見により、後肢の骨の詳細な説明がさらに追加され、測定可能なデータが文献に報告されました。これらの報告書の研究から、提案された後肢の特徴はアウストラロピテクスや初期のホモにすでに存在していたことがわかりました。これらの後肢の特徴は、歩行効率を向上させるために進化し、副産物として走行能力が向上した可能性が高いと考えられます。^[21]

大殿筋の活動は、全力でジャンプやパンチをするときの方が全力疾走するときよりも大幅に高く、また、持続できる速度で走るときよりも全力疾走するときの方が大幅に高かった。活動レベルは、筋肉の大きさが持続的な持久走の選択の結果であるという示唆と一致しない。^[22]さらに、大殿筋の活動は、疾走のときの方が走るときよりもずっと大きく、登山や走るときと同程度で、歩くときよりも走るときの方が大きかった。筋肉活動の増加は、歩き方そのものではなく、動きの速度と強度に関係しているようだ。データは、大殿筋が大きいのは、最大下持久走への特定の適応ではなく、迅速かつ力強い動きの間に複数の役割を果たしていることを反映していることを示唆している。^[23]