мы с Брамблом провели серию совместных экспериментов для изучения того, как у человека и других животных при беге поддерживается неподвижность головы; мы начали составлять и анализировать перечень признаков, независимо развивавшихся у человека и других животных, которые много бегают. Мы также зафиксировали, когда и где эти приспособительные признаки впервые появляются в ископаемых останках. А потом решили написать статью с обзором этих и ряда других свидетельств. Она вышла в журнале Nature в 2004 г. и называлась «Бег на выносливость и эволюция Homo», а на обложке выпуска большими буквами красовалось: «Рожденный бегать»[489]. Наш главный аргумент состоял в том, что около двух миллионов лет назад у нашего предка Homo erectus развились необходимые анатомические особенности для бега на длинные дистанции в очень жаркую погоду, что дало ему возможность питаться падалью и охотиться еще до появления лука со стрелами и прочего метательного оружия. Вслед за Кэрриером мы утверждали, что иногда наши предки охотились, загоняя на своих двоих быстроногих животных: антилоп гну, например, или куду, — как я в то славное утро в Прескотте обогнал лошадок.
Если вас берут сомнения, не волнуйтесь, так и должно быть. Выходя на улицу, вы видите, что большинство людей ходят, а не бегают, и самые быстроногие из нас в сравнении с большинством животных — просто тихоходные увальни. А если мы в животном мире ближе к черепахам, чем к зайцам, как люди бегом загоняют лучших в природе бегунов? И чем беготня на длинные дистанции может помочь охотникам, когда есть менее изнурительные способы добыть пропитание? В поисках ответов нам прежде всего следует разобраться, какова механика бега у человека и других животных и какие особенности строения помогают нам бегать.
Прыгая с ноги на ногу
Если возможно, отложите на время книгу и сделайте несколько шагов, а потом перейдите на бег. Хотя при ходьбе и беге задействуются одни и те же анатомические структуры, очевидно, что у бега иная, более сложная механика. При ходьбе одна нога постоянно сохраняет контакт с опорной поверхностью и действует как обратный маятник, когда тело при каждом шаге поднимается и опускается. Но в момент перехода на бег ноги начинают работать иначе, уподобляясь ходулям-джамперам (с пружинками), как показано на рис. 23. Вместо того чтобы сначала подниматься, как в начале шага при ходьбе, центр масс вашего тела падает, когда вы сгибаете тазобедренные, коленные и голеностопные суставы. Растягиваются сухожилия ног (особенно ахиллово), и по принципу пружины в них запасается энергия упругости. Во второй половине опорной фазы те же сухожилия ног, как пружины, возвращаются к исходной длине, а мышцы одновременно с этим сокращаются, разгибая суставы и выталкивая тело в воздух. Во время бега вы инстинктивно слегка наклоняете вперед корпус, сгибаете локти и сильнее — ногу в колене, пронося ее вперед, при этом руки двигаются в противоход с ногами. По большому счету бег — это перепрыгивание с одной ноги на другую.
Рис. 23. Биомеханика и скорость бега. Вверху: основанная на принципе пружины механика бега: центр масс тела в первой половине опорной фазы шага опускается, запасая энергию упругости в сухожилиях и мышцах ног. Во второй половине опорной фазы сухожилия и мышцы отдают накопленную энергию, помогая вытолкнуть тело обратно в воздух. Внизу: диапазон скоростных возможностей человека при беге на выносливость и на спринте в сравнении со скоростными возможностями при беге рысью и галопом у собаки (грейхаунда, или английской борзой), пони и лошади. Обратите внимание, что человек способен бежать длинные дистанции с большей скоростью, чем собаки, пони и иногда даже лошади при движении рысью[490]
Если вам случится бежать рядом с рысящей лошадью, вы заметите, что животное тоже двигается вприпрыжку, используя ноги как пружины. Только размерами они покрупнее, подлиннее и их вдвое больше, чем у вас. В сущности, бег на двух ногах — то же, что рысь на четырех. Точно так же, как движение руки человека при беге синхронизируется с движением ноги противоположной стороны тела (левая рука и правая нога одновременно совершают маховые движения вперед), лошадь при движении рысью совершает прыжки, задействуя одновременно переднюю ногу одной стороны и заднюю противоположной. Правда, лошадь, в отличие от нас, двуногих, способна двигаться галопом. На галопе четвероногие чередуют приземление то на передние, то на задние ноги и используют как пружины не только мышцы ног, но и мышцы спины[491].
Теперь, имея общее представление о механике бега, давайте разбираться, как и почему обычный человек способен обогнать лошадь. Для начала еще раз взглянем на незакрашенные участки горизонтальной гистограммы на рис. 23: они позволяют сравнить пределы скорости, которую способен поддерживать человек при беге на дистанцию длиной с марафон (примерно 5,5 м/с), со скоростными пределами рыси у английской борзой (4 м/с), пони и чистокровного скакуна[492]. Я использую такое сравнение, поскольку четвероногие бегуны, в том числе лошади, способны покрывать большие расстояния только рысью. Таким образом, хотя лошади, собаки, зебры и антилопы могут галопировать быстрее, чем человек бежать спринт (серые участки гистограммы), галопом они в состоянии двигаться не более нескольких километров, после чего должны замедлиться и перейти на шаг или рысь, чтобы дать себе передышку, особенно на жаре[493]. Кое-кто из средних лет профессоров способен бегать марафон со скоростью много большей, чем держат на такой же дистанции двигающиеся рысью английские борзые, пони и даже чистокровные скакуны.
Вдобавок к способности относительно быстро преодолевать большие расстояния человек выделяется прежде всего способностью вырабатывать привычку к бегу на большие расстояния. Видели ли вы когда-нибудь, чтобы дикое животное пробегало несколько километров, не имея на то очевидных причин? За исключением стайных хищников вроде волков, собак и гиен, которые на охоте покрывают до 16 км, лишь немногие животные готовы пробежать больше сотни или около того метров, если их ничто к тому не вынуждает[494]. Антилопы и другие кормовые животные саванн убегают, чтобы спастись от преследующего их льва или гепарда, но такие головокружительные рывки длятся не дольше нескольких минут. Другие животные (лошади или, например, собаки) могут бежать