Uuden tutkimuksen mukaan kahdella jalalla kävelevä ihminen kuluttaa vain neljänneksen siitä energiasta, jota simpanssit käyttävät kävellessään nelinkontin.

Löydös, joka esitellään yksityiskohtaisesti Proceedings of the National Academy of Sciences -lehden 17. heinäkuuta ilmestyvässä numerossa, tukee ajatusta siitä, että varhaisista ihmisistä tuli kaksijalkaisia keinona vähentää liikkumiseen liittyviä energiakustannuksia.

”Kahdella jalalla pystyasennossa käveleminen on määrittelevä piirre, joka tekee meistä ihmisiksi”, sanoo tutkimusta johtanut Herman Pontzer, St. Louisissa sijaitsevan Washingtonin yliopiston antropologi. ”Se erottaa koko sukumme kaikista muista apinoista.”

Tämän teorian mukaan pystyasennossa kävelemisen säästämä energia antoi muinaisille esi-isillemme evolutiivisen edun muihin apinoihin nähden, sillä se vähensi ruoan etsimisestä aiheutuvia kustannuksia.

Ajatus on vain yksi monista tiedemiehille esitetyistä syistä, miksi ihminen kävelee kahdella jalalla. Viimeaikaisissa tutkimuksissa on myös ehdotettu, että sen sijaan, että olisi kestänyt miljoonia vuosia kehittyä kyykkyasennosta, kuten yleisesti uskotaan, varhaiset esi-isämme kykenivät seisomaan ja kävelemään pystyasennossa jo sillä hetkellä, kun ne laskeutuivat puista.

Simpanssit juoksumatolla

Tutkijat kouluttivat viisi simpanssia kävelemään sekä pystyasennossa että nelijalkaisin juoksumatolla. Eläimillä oli maskit, ja energiankulutus mitattiin sen mukaan, kuinka paljon happea kului harjoituksen aikana. Simpanssien tuloksia verrattiin neljään juoksumatolla pystyasennossa kävelevään ihmiseen.

Tulokset osoittivat, että tietyllä painolla ihmiset käyttivät vain neljänneksen enemmän energiaa kuin simpanssit. Simpanssit käyttivät keskimäärin saman verran energiaa kävellessään kahdella jalalla kuin neljällä jalalla. Yksi simpanssi, jolla oli pidempi askelpituus, oli kuitenkin tehokkaampi kävellessään pystyasennossa.

Ryhmä pystyi selittämään simpanssien väliset suorituserot eroilla, jotka johtuivat niiden askelpituuden eroista ja siitä, kuinka paljon lihaksia ne aktivoivat jokaisella askeleella. Jälkimmäistä mitattiin laittamalla simpanssit kävelemään metallisen voimalevyn yli.

”Se on periaatteessa kallis kylpyhuoneen vaaka”, Pontzer selitti. ”Se mittaa, kuinka paljon voimaa raaja kohdistuu maahan.”

Biomekaaniset yhtälöt ennustavat, että energiankulutus kasvaa joko lyhyempien askelten tai aktiivisemman lihasmassan myötä. Simpanssi, joka käytti vähemmän energiaa kävellessään kaksijalkaisesti, teki sen, koska sillä oli keskimääräistä pidemmät jalat. Me ihmiset pystymme vähentämään molempia tekijöitä suhteellisen pitkien jalkojemme ja muokattujen lantiorakenteidemme ansiosta.

Esi-isiemme kävelyn rekonstruoiminen

Ryhmä on soveltanut havaintojaan myös varhaisten hominiinien fossiileihin. ”Tulosten avulla voimme tarkastella fossiileja ja nähdä, onko fossiilisissa hominineissa havaittavissa sopeutumia, jotka olisivat vähentäneet kaksijalkaisten energiankulutusta”, sanoo tutkimusryhmän jäsen David Raichlen Arizonan yliopistosta. ”Me ja monet muut ovat löytäneet näitä sopeutumia varhaisilta hominineilta, mikä kertoo meille, että energetiikalla oli melko suuri merkitys kaksijalkaisuuden evoluutiossa.”

Uudet havainnot ovat linjassa perinteisen teorian kanssa kaksijalkaisuuden synnystä, jonka mukaan esi-isämme kiipesivät alas metsän latvustosta noin 7 miljoonaa vuotta sitten ja aloittivat pitkän siirtymävaiheen nelinkontin kävelemisestä pystyssä kävelyyn. Viimeaikaiset tutkimukset ovat kuitenkin alkaneet kyseenalaistaa tätä ajatusta.

Yksi tutkimusryhmä havaitsi hiljattain, että luonnonvaraiset orangit seisovat usein pystyssä tasapainoillakseen ohuilla oksilla. Toinen havaitsi, että lihakset, joita gibbonit käyttävät kiipeilyyn ja keinumiseen metsän latvustossa, ovat käyttökelpoisia myös kahdella jalalla juoksemiseen, ja näin ollen arboreaaliset esi-isämme saattoivat olla paremmin valmistautuneita pystyasennossa kävelemiseen kuin aiemmin on luultu.

”Tämä olisi erilainen näkemys”, Pontzer kertoi LiveSciencelle. ”Meidän ei tarvitse ajatella tapahtumista puusta alaspäin. Vaikuttaa hyvin uskottavalta, että se olisi tapahtunut maasta ylöspäin.”

• Top 10 puuttuvaa linkkiä
• Alkoi pystykävely puissa?
• Kävele näin: The Amazing Complexity of Getting Around