我们都知道人不是跑得最快的动物,但人却是地球上最能跑的动物,听起来确实有点不可思议,我们竟然这么强大,下面就让我们一起看看到底是怎么回事吧。
从爬树的森林古猿到智人,人类的祖先不断进化,最终统治整个地球。数百万年的进化历程是一场残酷的生存竞赛。在人类的祖先开始思考前,出现了更加根本性的改变。奔跑是人类进化历程中取得的一个不同寻常的,独一无二的成就。现代科学家认为,是奔跑造就了人类。
人类不是跑的最快的动物,人的最高速度不能超过每秒12.5米,约等于45km/h,对于普通人来说,最大速度更像是30km/h,而其他动物就比我们人类快的多,狗70km/h、马60km/h、鸵鸟72km/h、猎豹km/h。
从解剖学中看出,我们腿部有粗大的小腿肌肉。小腿必须在每次腿部行程中来回摆动,并且需要很大的力才能增加步数的频率,每秒约5步是我们腿部肌肉收缩和伸展的能力的上限。
再看其他动物,将所有的腿部肌肉捆绑在大腿上,并通过长肌腱连接到较低的作用点。这样,没有多余的肌肉,腿的下半部分很轻,可以以更高的频率摆动,如果你仔细观察动物赛跑(鸵鸟,马,狗等),他们的脚很长,有时和其他腿骨一样长。
我们常常认为,人类是脆弱的动物,是凭借大脑成功地度过了生存斗争的。其实对于人类而言,我们有三种非凡的进化特征,如果把奔跑系统比作汽车,我们可以自豪的说:我们已经在动物世界中发展了最有效的发动机水冷却系统;我们是唯一一种带有双齿轮变速器的动物;我们是极少数拥有两轮着地,不,两腿着地的陆地动物。
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“水冷”技术
就像所有的汽车发动机,肌肉会产生热量。血液中的化学能不能完全转化为机械能,而只能转化为其中的18%至26%,剩余的74%至82%以热量的形式散发出去,我们是恒温动物,体温必须在很窄的范围内,如果没有充分散热会提高体温,危机生命,因此人类进化出了排汗。
每克蒸发的汗将从皮肤上带走焦耳的热量。血管会将热量从血液传递到皮肤。运动员每小时可以产生多达3升的汗液,如果它们全部蒸发,需要近万焦耳的能量。如果这在一小时内完成,则相当于近两千瓦的冷却功率。它可以消除肌肉产生的大部分热量,即使在连续和强烈的肌肉力量下,我们也可以保持体温稳定。
这也是我们没有毛皮的原因,毛皮会隔离皮肤上的汗水层,防止气流蒸发。马也会出汗,但是它们的毛皮无论多么短,都会形成更厚的水层使传热效果变差。比如,你在南方忽然升温,但是还穿着毛衣的经历。
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“两档变速器”
在所有动物中独一无二的是当我们走路和奔跑利用两种不同的运动方式,当我们走路时仅将腿提升一小段距离,我们几乎不使用小腿肌肉来行走。因此使用较少的肌肉,消耗较少的能量,产生较少的热量。步行是一种缓慢但极其节能的移动方式。
当我们想奔跑的时,只需转向更高的档位,我们不再将整个脚掌放在地面上,而是在用脚尖发力。通过这种方式,小腿肌肉可以产生强大的力,并且我们可以有效地使用更多的肌肉。
所以,我们有两个档位:一个用于节能,缓慢行走的轻型档位,一个用于强劲,快速奔跑的高速档位。
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”后轮驱动“
两条腿的行走和奔跑使我们用更少的肌肉和更少的关节达到相同的效果,提高效率节省能量,进一步适应长途移动,升高我们的感观系统以躲避掠食者。
我们成了动物王国的超级马拉松运动员。没有其他动物能够以16公里/小时的速度跑8小时不停歇。在炎热的天气,一匹马比一个人跑得快得多,但是在一个小时之后,它们必须停下来,否则它们会因中暑而死亡,原始人类就是通过这种方式来狩猎的。
看了以上这些是不是觉得我们人类很强大,就奔跑这一项可以碾压很多动物,称之地表最强也不为过。所有这一切都要归功于排汗、高效的步行和跑步,以及后腿行走的便利性。顺便说一下,这最后一个功能让我们的双手得以解放,为我们的大脑提供了成长的机会。说不定现在就有一位读者在卫生间正拿着手机看这篇文章。
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