От Майкъл Прайс, 26 юни 2017 г., 15:00 ч

aaas

Противно на популярните познания, които показват, че шимпанзетата имат „супер сила“, проучванията са открили само скромни разлики с хората. Но най-близките ни роднини са малко по-силни с няколко измервания и сега проучване, сравняващо мускулните влакна на различни примати, разкрива потенциално обяснение: Хората може би са търгували сила за издръжливост, което ни позволява да пътуваме по-далеч за храна.

За да се определи защо шимпанзетата са по-силни от хората - поне на база килограм за килограм - Матю О'Нийл, изследовател по анатомия и еволюция в Медицинския колеж на Университета в Аризона във Финикс, и колеги биопсираха бедрената и прасечната мускулатура на трима шимпанзета, настанени в Нюйоркския държавен университет в Стоуни Брук. Те разчлениха пробите на отделни влакна и ги стимулираха да разберат колко сила могат да генерират. Сравнявайки своите измервания с известни данни от хора, екипът установи, че на индивидуално ниво на фибри мускулната продукция е приблизително еднаква.

Като се има предвид, че различните влакна в мускулите могат да имат значение, изследователите са извършили по-задълбочен анализ на тъканни проби от мускулите на таза и задните крайници на три трупа на шимпанзе от различни зоопаркове и изследователски институти в САЩ. Предишни проучвания при бозайници са установили, че мускулният състав между мускулите на тялото, предния край и задните крайници е до голяма степен еднакъв, казва О’Нийл, така че е уверен, че пробите са представителни за повечето мускулатури на шимпанзетата. Екипът използва техника, наречена гел електрофореза, за да разгради мускулите на отделни мускулни влакна и сравни тази разбивка с данните за човешките мускулни влакна.

Мускулните влакна се предлагат най-вече в два вкуса: миозиновата тежка верига (MHC) I, които са влакна с бавно потрепване, и MHC II или влакна с бързо потрепване. Последните се свиват по-бързо и генерират повече сила при бързи изблици, но умората по-бързо от бавно потрепващите влакна. Изследователите установяват, че докато човешкият мускул съдържа средно около 70% влакна с бавно потрепване и 30% влакна с бързо потрепване, мускулите на шимпанзе са около 33% влакна с бавно потрепване и 66% влакна с бързо потрепване.

Екипът прокара данните си чрез компютърна програма, която изгражда виртуални мускули, съответстващи на влакнестия състав на хора и шимпанзета, след което симулира колко мощност теоретично може да генерира всеки мускул по време на един взрив. Те научиха, че шимпанзеният мускул е бил около 1,35 пъти по-мощен от човешкия, съобщават днес в Сборника на Националната академия на науките.

След това изследователите разглеждат разграждането на мускулните влакна при бозайници като мишки, морски свинчета, котки, кучета, коне, лемури и макаци, те установяват, че само две животни редовно имат по-бавно потрепващи влакна: малък, летаргичен примат, наречен бавните лори и хората.

О’Нийл казва, че бързо влачещите се влакна могат да дадат предимство на шимпанзетата и други бозайници по време на силни задачи с висока интензивност, като повдигане на тежки камъни или изкачване на дърво, бавно потрепващите влакна на хората са по-подходящи за задачи за издръжливост като бягане на разстояние. Изследователите предполагат, че мускулите на ранните хоминини постепенно са доминирани от бавно потрепващи се влакна, тъй като са се отказали от дървесния живот и са се приспособили към пътуване на дълги разстояния за лов и фураж. Друга полза от бавно потрепващите влакна е, че те консумират по-малко метаболитна енергия, добавя той, потенциално освобождавайки тялото да отделя повече ресурси за други адаптации, като по-големи мозъци.

Ан Бъроус, биологичен антрополог от университета Duquesne в Питсбърг, Пенсилвания, чието изследване се фокусира върху биомеханиката на приматите, но не е участвала в работата, казва, че изследването е добре проектирано и убедително. "Вместо да мислим за резултатите като за насочване към по-голяма сила при шимпанзетата, може би вместо това бихме искали да помислим ... какво означава по-големият процент бавно потрепващи се влакна при хората за нашия уникален метод на движение, бипедализъм", казва Бъроуз. "Мисля, че това е по-голямата история тук."

Бероуз има резерви относно еволюционните аргументи на авторите. „Преди да се възползвам напълно от тази интерпретация, бих искала да видя данни от мускулатурата на горните крайници при шимпанзетата и хората и бих искала данни от горили и орангутани“, казва тя.

Адриен Зилман, антрополог от Калифорнийския университет в Санта Круз, все още е по-скептична по отношение на еволюционните последици от изследването. Просто не се знае достатъчно за мускулатурата на ранните хоминини, за да се спекулира относно тяхното разпределение на мускулните влакна, казва тя, така че свързването на бавно потрепващите влакна с човешката еволюция е разтежение. „Намирането на мускулни влакна е интересен факт, но приказката, че те се въртят въз основа на това, просто не идва от техните данни.“