Mennesker har en rekke spesielle evner som ikke deles av andre primater. Å være i stand til å gå kontinuerlig på to bein kan være den første som kommer til hjernen. Evnen til å snakke, produsere skriftspråk og delta i komplekse resonnementer er noen få til.
En av våre mest bemerkelsesverdige ferdigheter kan imidlertid være en som du sjelden vurderer utenfor sportslige sammenhenger: muligheten til å kaste små gjenstander raskt og hardt.
Sjimpanser er tross alt omtrent dobbelt så sterke som mennesker, pund for pund og kan hoppe omtrent en tredjedel høyere enn våre fineste idrettsutøvere, men kan bare kaste en gjenstand omtrent 20 mil i timen - langt saktere enn en gjennomsnittlig person, enn si en profesjonell baseballspiller (som ofte kaster 90- eller 100-tallet).
Hvorfor er kroppene våre spesielt egnet til å kaste ting? En ny studie publisert i dag i Nature av forskere fra Harvard og andre steder antyder at våre forfedre utviklet denne uvanlige evnen for omtrent to millioner år siden som en måte å forbedre jaktenes dyktighet på. Den nyutviklede ferdigheten hjalp sannsynligvis tidlige hominider til mer effektivt å kaste steiner eller skjerpet trebiter ved byttedyr.
Studien begynte med en biomekanisk analyse av hva som nøyaktig foregår under den menneskelige kastebevegelsen, som ble utført ved hjelp av et infrarødt bevegelsessystem (den samme teknologien som ofte brukes til å skape realistiske menneskelige bevegelser i videospill) for å se på leveransene av 20 college -leve baseballspillere da de kastet 8-10 baner. Mens du kaster en ball, kan en persons skulder rotere ekstremt raskt - med 9000 grader per sekund, er det den raskeste bevegelsen som finnes i menneskekroppen - og forskernes tidligere beregninger hadde vist at denne hastigheten ikke kunne forklares med energien lagret i skuldermusklene alene.
(Natur) Analysen deres viste at det bemerkelsesverdige hastighetsnivået som ble generert under kastebevegelsen ikke ville være mulig uten de fleksible senene og leddbåndene som omgir skulderen. “Når mennesker kaster, roterer vi først armene bakover fra målet. Det er i denne "arm-cocking" -fasen at mennesker strekker senene og leddbåndene som krysser skulderen og lagrer elastisk energi, ”sa Neil Roach, en biologisk antropolog og hovedforfatter av studien, i en pressemelding. "Når denne energien frigjøres, akselererer den armen fremover, og genererer den raskeste bevegelsen menneskekroppen produserer, noe som resulterer i et veldig raskt kast." På en måte fungerer disse tøyelige senene og leddbåndene som gummibåndet i en sprettert og gradvis lagrer energi og deretter slippe alt på en gang.
Forskerne fant også ut at vi er i stand til å bruke skulderene og leddbåndene på denne måten på grunn av flere anatomiske trekk som vi alle har - og ikke deler med andre primater. For det første tillater våre lave, utovervendte skuldre et større bevegelsesområde enn sjimpansens høye, innovervendte. I tillegg lar våre høye, mobile midjer oss lettere rotere overkroppene, slik at vi kan kaste armene lenger bak, i forhold til beina.
Betydningen av disse funksjonene og den generelle betydningen av et bredt spekter av bevegelse når det gjelder å produsere raske kast ble bekreftet da forskerne satte skulderbånd på baseballspillerne og lot dem tone opp. Med redusert fleksibilitet falt hastigheten på kastene deres med gjennomsnittlig 8 prosent.
Våre nedre, utovervendte skuldre (høyre), sammenlignet med sjimpanser (til venstre), lar oss bruke pecsene våre til å rotere armene lenger bak i forhold til overkroppene våre, og genererer mer dreiemoment (representert ved τ) og fungerer som en av anatomiske funksjoner som gir oss muligheten til å lagre elastisk energi i senene og leddbåndene våre. (Bilde via Nature / Roach et al.) Utviklingen av de anatomiske trekkene som skiller kastegenskapene våre fra sjimpanser kan spores til for omtrent to millioner år siden, sier forskerne, da forfedrene våre fremdeles tilhørte en annen art ( Homo erectus ). Selv om det er umulig å vite nøyaktig hvilke selektive press som førte til deres utvikling, har forskerne en ide. "Vi tror at kasting sannsynligvis var viktigst med tanke på jaktatferd, slik at våre forfedre effektivt og trygt kunne drepe storvilt, " sa Roach. "Å spise mer kaloririkt kjøtt og fett ville ha gitt våre forfedre mulighet til å vokse større hjerner og kropper og utvide seg til nye regioner i verden - alt dette hjalp oss til å bli den vi er i dag."
Etter hvert gjorde utviklingen av teknologier som gjorde jakten enklere - med buer og piler, deretter garn, kniver og etter hvert skytevåpen - ferdigheten vår til å kaste gjenstander stort sett unødvendig. Men hvis forfatterne har rett, stammer vår kapasitet for en slik oppfinnelse fra den evolusjonære fordelen som gis ved høyhastighetskast. På en måte er det å kaste spyd, kaste Hail Mary-pasninger og slå ut kastere - atletiske bragder som vitner om vår fysiske dyktighet som en art - bare et evolusjonsvest fra våre forfedre, beholdt av våre moderne selv.
