Evoluce člověka a běh (4) – Jaká byla role běhu

Pokračujeme v obsáhlém rozhovoru o evoluci a nyní se více dostáváme k rodu Homo a tedy i k našemu ústřednímu tématu – běhu.

Pojďme se konečně posunout a více se dostat k běhu. Proč člověku na savanách nestačila chůze a lezení? Změnilo se na světě něco?  

Na savanách se člověk potýkal s novými podmínkami, které činily pouhou chůzi a lezení nevhodnými. Savanová krajina s otevřenými prostory a rozptýlenými stromy vyžadovala efektivní pohyb na větší vzdálenosti. Dále, jak už jsem zmiňoval, vzpřímená chůze pomáhá snižovat tepelný stres tím, že zmenšuje plochu těla vystavenou slunci. A pak samozřejmě výhled a energetická efektivita běhu.

Kolik toho Australopithecus a první členové rodu Homo nachodili/naběhali?

Jak se vlastně liší chůze od běhu? Nemyslíme teď atleticky, ale evolučně.

Adaptace na chůzi zahrnuje plynulé pohyby a minimalizaci nárazů. Běh zvyšuje nároky na svaly a klouby. Adaptace zahrnují silnější svaly a pružné šlachy pro lepší absorpci nárazů a efektivní odrazy.

Vylučuje se být dobrý lezec a dobrý běžec zároveň?

Lezec vyžaduje silné horní končetiny, zpevněný core a specifické dovednosti v uchopení a rovnováze. Lezci se často zaměřují na sílu prstů, svaly předloktí a zpevnění trupu. Oproti tomu běžec potřebuje silné nohy, dobrou kardiovaskulární kondici a efektivní běžeckou techniku. Běžci se soustředí na vytrvalost, rychlost a svalovou sílu v dolní části těla.

Obě aktivity kladou různé nároky na tělo. Lezení může zvyšovat svalovou hmotu a sílu v horní části těla, zatímco běh může zvyšovat vytrvalost a svalovou hmotu v dolní části těla.

Asi se to tedy úplně nevylučuje, ale není to optimální kombinace.

Je známo, že naši dávní předci (zejména pak homo erectus) mají naprosto zásadní vliv na dnešní běh. Můžeš uvést několik příkladů? Jaké po nich dneska máme pozůstatky v naší stavbě těla, chování apod.?

Tak například v bodech:

• Delší a silnější Achillova šlacha umožňuje efektivní odraz a úsporu energie při běhu.
• Vyvinutější Gluteus maximus poskytuje stabilitu a sílu při běhu, zejména při odrazu a udržování vzpřímené polohy.
• Naše vnitřní ucho je adaptací pro lepší rovnováhu a koordinaci při běhu a chůzi.
• Máme lepší rozložení sil a stabilitu díky silným a pružným prstům, které pomáhají při odrazu a absorpci nárazů.
• Dlouhý krk pomáhá při udržování stability hlavy během běhu.
• Vyvinuté klenby poskytují podporu a absorbují nárazy při běhu.

Za kolik by uběhl maraton australopithecus, ardipithecus, homo erectus, homo neandertalensis atd.? Máme o tom nějakou představu nebo hypotézy a jak jsme k nim případně přišli?

Australopithecus měl adaptace pro bipedalismus, ale byl stále adaptován na kombinaci lezení a chůze. Jeho fyzická kondice by naznačovala, že by mohl běžet maraton, ale relativně pomaleji než moderní člověk. Plácnu 4-6 hodin.

Ardipithecus (to je takové přechodné stadium mezi lidoopem a Australopitékem) měl ještě více primitivní tělesné struktury a zůstával značně přizpůsoben pro lezení. Jeho běžecká schopnost by byla omezená ve srovnání s pozdějšími hominidy. 5-7 hodin.

Anatomie homo erectus byla podobná modernímu člověku, což znamená, že mohl běžet rychleji a efektivněji než jeho předchůdci. 3-4 hodiny.

Neandrtálci byli robustní a silní, s přizpůsobením pro těžké a krátké výbuchy energie. I když byli silní, jejich běžecké výkony by mohly být ovlivněny většími svaly a kratšími končetinami ve srovnání s moderním člověkem. 4-5 hodin.

Ale ber ta čísla trochu s rezervou. Spíš je dávám jako způsob, jak porovnat naše předky mezi sebou.

Je známý jiný druh než homo, který je schopen běžet maraton za 2 – 3 hodiny ve 30 stupních?

Žádný jiný druh mě nenapadá. Lidé mají unikátní adaptace jako efektivní termoregulaci, dlouhou Achillovu šlachu a silný gluteus maximus, které umožňují excelentní výkon v dlouhých bězích. Jiní primáti a savci nejsou anatomicky a fyziologicky přizpůsobeni pro takové běhy, zejména za horkého počasí.

Ani někdo jako koně?

Nevím, možná ano. Vím, že v Anglii pořádají několik vytrvalostních závodů mezi člověkem a koněm. Ale těžko to porovnávat. Jejich rychlost a vytrvalost na dlouhé vzdálenosti je přizpůsobena jejich vlastní evoluční dráze.

U člověka je při takových výkonech zásadní termoregulace, které se hodně věnujete. Jak vznikla schopnost pocení? Dokážou to opice nebo jiné druhy?

Lidé mají rozsáhlou síť potních žláz, které uvolňují pot na povrch kůže. Odpařování potu pomáhá ochlazovat tělo a udržovat výkon při dlouhých bězích a v horkém počasí.

Někteří primáti mají potní žlázy, ale v menší míře než lidé. Jejich schopnost termoregulace se spoléhá více na chování, jako je hledání stínu nebo koupání, než na aktivní pocení.

Mnoho savců se spoléhá na jiné mechanismy termoregulace. Například psi a kočky se především ochlazují dýcháním (rychlé dýchání), zatímco koně mají také potní žlázy, ale jejich účinnost je nižší než u lidí. Většina savců nemá tolik potních žláz ani stejnou účinnost v ochlazování jako lidé.

Jakou roli u pocení hraje absence srsti?

Bez srsti má kůže přímý kontakt se vzduchem, což umožňuje efektivní odpařování potu. Srst by tento proces zpomalila a snížila účinnost ochlazování, protože by bránila potu v přímém kontaktu s okolním vzduchem. Srst funguje jako izolační vrstva. Absence srsti u lidí tedy umožňuje lepší regulaci tělesné teploty.

Proč se zrovna u člověka a koně tak dobrá termoregulace vyvinula?

U obou je to adaptace na dlouhodobý pohyb a přežití v teplých prostředích.

Lidské evoluční linie, zejména Homo erectus a Homo sapiens, se vyvinuly v afrických savanách, kde byly vysoké teploty a potřeba dlouhého běhu za účelem lovu a sběru. Hledání potravy v poledne se umožnilo vyhnout většině predátorů.

Dále vysoká efektivita termoregulace umožnila lidem udržet dlouhou fyzickou aktivitu bez přehřátí. Tato adaptace byla klíčová pro přežití v prostředí s nízkou dostupností vody a potravin.

Byl běh nebo s ním související fyziologické změny v průběhu dějin ovlivněn nástroji člověka, technologiemi, oblečením a obuví apod.?

S rozvojem loveckých nástrojů jako luk se snížila potřeba pronásledovat kořist na dlouhé vzdálenosti. Místo toho mohli lidé svou kořist zasáhnout z větší vzdálenosti. To vedlo k tomu, že vytrvalostní běh ztrácel na významu, protože kořist už nebylo nutné vyčerpávat přehřátím. Ještě více pomohl vynález pastí.

Primitivní obuv vznikala už před asi 40 000 lety. Zajišťovala ochranu chodidel a pohodlí, což umožňovalo pohyb na obtížnějším terénu, ale také vedla ke změně biomechaniky běhu. V moderní době obuv běžecká obuv, zejména s vysokými tlumícími vrstvami, mění přirozenou techniku běhu a může přispívat k některým zraněním.

Člověk je oproti šimpanzovi hodně pomalý a slabý. Ale je skvělý vytrvalostní běžec s výjimečnou termoregulací. Jak konkrétně vypadal lov pomocí běhu?

Lov uštváním byl důležitou strategií našich předků při získávání potravy. Spočíval v tom, že lovci nepronásledovali svou kořist rychlostí, ale naopak vytrvalostí, dokud ji nevyčerpali přehřátím.

Lovci, často ve skupinách, sledovali potenciální kořist, jako byli antilopy, zebry nebo jiné středně velké býložravce, které žili v otevřených savanách. Lidé nejsou tak rychlí jako zvířata, ale mají výhodu v tom, že dokážou běžet dlouho. Při vytrvalostním lovu lidé začali pomalu pronásledovat svou kořist. Zvířata mohou utíkat rychleji, ale potřebují si dávat pravidelné pauzy, aby se ochladila. Na rozdíl od lidí, většina zvířat neochlazuje tělo tak efektivně. Lovci neustále drželi zvíře v pohybu, běhali za ním několik hodin. Při každém pokusu kořisti utéct se zvíře více přehřívalo a unavovalo, zatímco lidé se díky pocení mohli ochlazovat a pokračovat. Zvíře postupně ztrácelo sílu a schopnost běhat. Po několika hodinách nebo klidně půl dne bylo zvíře natolik vyčerpané, že se buď přestalo pohybovat, nebo bylo snadno dostihnuto a zabito pomocí primitivních zbraní, jako byly oštěpy nebo kameny.

V kterém období jsme takto lovili? A jde pouze o africké savany?

Vytrvalostní lov naši předci mohli využívat v období od pozdního pleistocénu do raného holocénu (přibližně před 1,5 až 0,1 miliony let). Tento způsob lovu se nejčastěji spojuje s africkými savanami, kde bylo potřeba překonávat velké vzdálenosti a kde byly zvířata vystavena extrémním teplotám. Nicméně, podobné techniky lovu mohli naši předci využívat i v jiných prostředích s otevřenými oblastmi. Mimo jihovýchodní Afriky se v tomto ohledu hodně mluví ještě o oblasti dnešního Mexika a Austrálii. 

Jak moc byl běh využíván a jak se to měnilo v průběhu milionů let?

U Australopitéků (před 6-4 miliony let) běh nebyl hlavním způsobem pohybu. Byla to spíše kombinace chodců a lezců s určitou schopností běhat.

Homo erectus před 2 miliony let výrazně vylepšil bipedalizmus, což umožnilo efektivní dlouhé běhy. Homo erectus pravděpodobně začal využívat běh k lovu a shánění potravy.

S nástupem Homo heidelbergensis a Homo neanderthalensis se běh stal klíčovým nástrojem pro lov a přežití. To se bavíme o době před 1,5-0,5 miliony let.

Postupem času s vývojem nástrojů, luků, oštěpů a nakonec zemědělství se role vytrvalostního lovu snižovala.

Do jaké míry mohl být běh neurálním a kognitivním stimulantem? Jak moc mu vděčíme za současnou podobu mozku?

Běh měl zásadní vliv na vývoj mozku. Zvyšoval průtok krve a kyslíku do mozku, což podporovalo aktivitu a zlepšovalo kognitivní funkce. Fyzická aktivita, včetně běhu, přispívala k rozvoji schopností jako plánování a strategie, a podporovala sociální interakce. Tento vývoj mohl být klíčový pro vznik většího a složitějšího mozku u Homo sapiens, který umožnil komplexní myšlení a adaptaci. Takže ano, běh mohl být důležitým faktorem v evoluci našeho mozku.

Srovnání druhů z pohledu vytrvalosti

1 z 3