Американские ученые показали, что мышечная сила шимпанзе превосходит человеческую в 1,35 раза из-за большего количества «быстрых» волокон в мышцах, зато мышцы человека делают его более выносливым.
Крупные обезьяны обладают огромной физической силой, а у человека в ходе эволюции потребность в силе снизилась, так как он эволюционировал в сторону развития мозга и навыков пользования инструментами. Новая работа американских ученых эмпирически подтвердила, что обезьяна сильнее человека, но не во много раз, как считалось ранее, а менее чем в полтора раза.
Мышечное волокно состоит из двух типов волокон — «медленных» (отвечающих за выносливость) и «быстрых» (отвечающих за силу). Ученые провели анализ образцов ткани из мышц таза и задних конечностей трех умерших шимпанзе из разных зоопарков. Был использован метод под названием гель-электрофорез, при котором мышцы разбиваются на отдельные волокна, и их можно сравнить их с аналогичным волокном у человека.
Исследование показало, что у шимпанзе соотношение «быстрых» и «медленных» волокон составляет 34:66, в то время как у человека — 30:70. Сопоставив эти данные с помощью компьютерной программы, ученые определили, что такое соотношение волокон делает обезьян в пересчете на единицу массы примерно в 1,35 раза сильнее человека.
Затем ученые сравнили соотношение мышечных волокон разных типов у нескольких видов млекопитающих: приматов, лошадей, свиней, кошек, собак, мышей. Выяснилось, что самое большое количество «медленных» волокон присутствует в мышцах человека и примата медленный лори (Nycticebus coucang). Ученые в случае с лори объясняют это его малоподвижным образом жизни, а в случае с человеком — изменением образа жизни первых Homo, которые вынуждены были делать длинные переходы во время охоты и собирательства. Для этого их мышцы должны были измениться, став менее сильными и более выносливыми.
Кроме этого, как считают ученые, «медленные» волокна, связанные с выносливостью, потребляют меньше энергоресурсов, которые были необходимы нашим предкам для развития большого мозга. А мышцы шимпанзе остались более сильными, с большим количеством «быстрых» волокон, что давало им возможность ловко перемещаться по деревьям.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ранее ученые обнаружили, что шимпанзе могут быть и лучшими отцами, чем ранее считалось.
Чем был знаменит шимпанзе Оливер? Что такое «когнитивная стена»? Зачем шимпанзе убивают детёнышей леопардов? Читайте 10 интересных фактов о шимпанзе!
- Люди такие же волосатые, как и шимпанзе
- Шимпанзе в полтора раза меньше человека, но сильнее в шесть раз
- Шимпанзе обыграла на бирже более 6000 профессиональных брокеров
- Шимпанзе, наевшись бобов, так интенсивно пукают, что их находят по звуку и запаху
- Леопарды питаются обезьянами, в том числе человекообразными
- Шимпанзе Оливер имел человеческие привычки
- Для шимпанзе единство с коллективом важнее личного преимущества
- Что такое «когнитивная стена»
- Шимпанзе могут играть в «Камень-ножницы-бумага» не хуже четырёхлетнего ребёнка
- Прощание с Дороти
- Биологи развеяли миф о магической «суперсиле» шимпанзе
- Общительность и сочувствие
- ДНК
- Обучение и традиции
- Правда ли, что шимпанзе гораздо сильнее человека?
Люди такие же волосатые, как и шимпанзе
У нас такое же количество волосяных фолликулов, но наши волосы поредели и посветлели в процессе эволюции. Что, в общем-то, даже хорошо, так как в волосяном покрове очень любят селиться паразиты.
Шимпанзе в полтора раза меньше человека, но сильнее в шесть раз
Среди человекообразных приматов люди — самые слабые с точки зрения мускульной силы.
Шимпанзе обыграла на бирже более 6000 профессиональных брокеров
В 1999 году 6-летняя шимпанзе по имени Рэйвен стала 22-м по успешности брокером на Уолл-стрит. Она опередила более 6000 профессиональных брокеров. Прирост к её акциям составил 213%. Она выбирала, какие акции купить, бросая дротики в список из 133 компаний.
Шимпанзе, наевшись бобов, так интенсивно пукают, что их находят по звуку и запаху
Шимпанзе, наевшись инжира или бобов, пукают настолько громко и часто, что исследователи находят их в лесу по звукам и запаху.
Леопарды питаются обезьянами, в том числе человекообразными
Леопарды — это хищники, «специализирующиеся» на охоте на обезьян, в том числе человекообразных. Если взрослый шимпанзе встретит детёныша леопарда, то, скорее всего, убьёт его ради будущей безопасности.
Шимпанзе Оливер имел человеческие привычки
Шимпанзе Оливер (1957 — 2012 гг) имел лысину, предпочитал ходить на двух ногах, интересовался девушками, а по вечерам пил бренди, надев смокинг. Его привычки так отличали его от других шимпанзе, что некоторые учёные предполагали, что Оливер является гибридом обезьяны и человека. Впрочем, исследования показали, что это не так — Оливер, несомненно, был чистокровным шимпанзе.
Для шимпанзе единство с коллективом важнее личного преимущества
Если обучить шимпанзе эффективному методу раскалывания орехов, а затем поместить его в группу других шимпанзе, пользующихся менее эффективной методикой, то одинокий носитель знания перестанет применять свой превосходно работающий способ — просто, чтобы слиться с остальными шимпанзе.
Что такое «когнитивная стена»
Психолог взял детёныша шимпанзе и растил его вместе со своим младенцем-сыном, чтобы проверить, сможет ли шимпанзе развиваться как человек, если поместить его в человеческие условия. В конце концов, развитие шимпанзе остановилось на этапе, который назвали «когнитивной стеной». Когда обезьяна упёрлась в эту «стену», никакое дальнейшее обучение, тренировки или попытки воспитания уже не могли добавить ему больше интеллекта, чем положено иметь шимпанзе.
Шимпанзе могут играть в «Камень-ножницы-бумага» не хуже четырёхлетнего ребёнка
Шимпанзе могут играть в «Камень-ножницы-бумага» не хуже четырёхлетнего ребёнка. «Бумага» всегда побеждает «камень», в то время как «камень» побеждают «ножницы», а «ножницы» побеждают «бумагу». Исследователи считают, что способность понимать такие круговые взаимосвязи может оказаться ключом к решению шимпанзе более сложных проблем и формированию сетей социальных отношений.
Прощание с Дороти
Семья шимпанзе собралась, чтобы отдать последнюю дань уважения шимпанзе по имени Дороти. Дороти скончалась от сердечной недостаточности в Центре спасения шимпанзе, куда её поместили после освобождения из отеля в Камеруне, где её двадцать пять лет держали на цепи на утеху публике.
Фактрум против жестокого обращения с животными, против контактных зоопарков, цирков с животными и фото-живодёрства. Не платите этим людям — не поощряйте издевательства над животными.
Биологи развеяли миф о магической «суперсиле» шимпанзе
Биологи развеяли миф о магической «суперсиле» шимпанзе
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
открытия — риа наука, сша
Открытия — РИА Наука, Наука, США
14:21 27.06.2017 (обновлено: 15:31 27.06.2017)
Биологи развеяли миф о магической «суперсиле» шимпанзе
«За последние 100 лет накопилось множество свидетельств очевидцев, указывающих на то, что мускулы шимпанзе сами по себе сильнее, чем их аналоги в организме человека. Никто, правда, не проверял, так ли это на самом деле. Если подобные различия существуют, то это было бы большим сюрпризом для биологов, учитывая все то, что мы знаем о свойствах мышц существ примерно одинаковых размеров — таких, как шимпанзе и люди», — рассказывает Брайан Амбержер (Brian Umberger) из университета штата Массачусетс в Амхерсте (США).
Еще в эпоху покорения Африки британскими и французскими путешественниками и авантюристами в середине и конце XIX века в прессе и научно-популярной литературе стали распространяться истории о мифической силе африканских человекообразных обезьян, способных разорвать человека на части и одновременно бороться с несколькими охотниками сразу, что относилось в том числе и к шимпанзе.
Подобные видимые различия в силе людей и приматов многие эволюционисты и натуралисты того времени связывали с тем, что человек присвоился к жизни в цивилизованном обществе. Благодаря ему люди могут использовать орудия труда и другие приспособления для добычи пищи, и грубая физическая сила им не так сильно нужна, как приматам.
С другой стороны, эксперименты, которые измеряли прямую физическую силу шимпанзе в зоопарках и питомниках, рисовали противоположную картину: обезьяны в среднем оказывались всего в полтора раза сильнее человека в пересчете на килограмм массы. Амбержер и его коллег проверили, сохранялась ли эта пропорция для одиночных мышечных волокон или же она была на самом деле выше для них, как утверждали путешественники конца XIX – начала XX веков.
Для проведения подобных опытов ученые выделили из образцов мускулов ноги шимпанзе и человека несколько одиночных мышечных нитей, в которых присутствовал один из трех видов белков, отвечающих за сжатие мышц. Силу каждого из них ученые измерили, заставляя клетки сокращаться, попутно изучая то, как были устроены молекулы человеческих и обезьяньих версий этих аминокислотных цепочек.
Используя эти данные и то, как распределены волокна всех трех типов по телу приматов и людей, ученые вычислили совокупную силу конечностей и тех, и других, а также сравнили их между собой. Оказалось, что различия между обезьянами и людьми были не такими существенными, как показывали старые тесты: шимпанзе были всего в 1,35 раза сильнее человека, и их мышцы рук и ног почти не отличались по своему устройству от человеческих аналогов.
Единственным отличием шимпанзе от людей было то, что их руки и ноги содержат в себе относительно много «быстрых» мышечных волокон, отвечающих за мгновенное приложение силы, что, вероятно, объясняет то, как обезьянам удавалось проявлять «суперсилу» на протяжении очень коротких промежутков времени.
«Обратной стороной этого является то, что люди, благодаря наличию у них множества «медленных» мышц, обладают большей выносливостью и лучше выдерживают длительные нагрузки, такие как путешествия на большие расстояния. Когда мы сравнили обезьян, людей и других животных, мы обнаружили, что не приматы, а человек является здесь аномалией: эволюция толкала нас в сторону роста выносливости, а не роста «мгновенной» силы», — заключает Амбержер.
Чтобы смочь вдевать нитку в иголку, человеку в процессе эволюции пришлось потерять часть силы. К такому выводу пришел профессор Пенсильванского университета и специалист по теории эволюции Алан Уокер, изучив физическую силу человека и шимпанзе. Его исследование опубликовано в журнале Current Anthropology, сообщает «Вокруг Света».
По сравнению с человеком, шимпанзе обладает необыкновенной силой. Сайт infox.ru приводит следующие цифры: максимальный вес, поднятый самкой шимпанзе двумя руками, — чуть больше 570 кг, а самец шимпанзе может поднять одной рукой больше 380 кг. Если учесть, что шимпанзе весит около 30-50 кг, то получается, что этот примат сильнее человека в четыре-пять раз.
Ученые уже выяснили, что причина этого — в разном устройстве мышечных систем человека и шимпанзе. Но Алан Уокер предположил, что «слабость» человека объясняется еще и разным устройством нервных систем. Он считает, что нервная система человека просто больше контролирует работу мышц, чем это происходит у шимпанзе. Основой для его гипотезы стали результаты исследований ученого Анн МакЛарнон, которая обнаружила, что относительно массы тела серого вещества в спинном мозге у шимпанзе намного меньше, чем у человека.
Серое вещество спинного мозга состоит из множества двигательных нейронов — нервных клеток, которые идут к мышечным волокнам и регулируют движение мышц.
Алан Уокер предположил, что большее количество серого вещества у человека объясняется большим количеством таких нейронов, что дает больший контроль над мышцами и позволяет приводить в действие очень маленькие группы мышц. Это требуется для мелкой моторики — например, чтобы вдеть нитку в иголку. Кроме того, тонко настроенная двигательная система человека помогает экономить энергию, потому человек более вынослив.
У шимпанзе двигательных нейронов меньше, поэтому, считает Уокер, каждый нейрон приводит в действие больше мышечных волокон. Поэтому шимпанзе часто прикладывает больше мышечной силы, чем требуется, а задания, требующие использования мелкой моторики или выносливости, им недоступны.
Ученый отмечает, что проверить, действительно ли у человека больше двигательных нейронов, нетрудно. Гораздо сложнее доказать существование повышенного по сравнению с обезьянами мышечного ингибирования.
Материал подготовлен интернет-редакцией www.rian.ru на основе информации открытых источников
Поразительные факты о шимпанзе, которые доказывают их родство с людьми
Поразительные факты о шимпанзе, которые доказывают их родство с людьми
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
Наука, Африка, Великобритания
Общительность и сочувствие
В 1960 году биолог Джейн Гудолл, изучавшая шимпанзе в их естественной среде в Танзании, увидела, как они срывают прутики, очищают от листьев и выуживают термитов.
Это наблюдение произвело тогда революцию в научном мире: считалось, что только люди используют орудия труда, что служило одним из главных отличий их от остального животного мира.
Живя рядом с шимпанзе в джунглях, Гудолл выяснила, что в их поведении много человеческого. Оказалось, к примеру, что они вовсе не вегетарианцы и время от времени гоняются за лесными кабанами и мелкими млекопитающими, причем, как и люди, группами. Добычу охотники делят между собой.
Шимпанзе живут сообществами, образуют семьи. У них очень сильна связь между матерью и детенышем, воспитание которого длится примерно пять лет. Братья и сестры распознают друг друга.
Этот вид приматов выказывает эмоции, сострадание к сородичам. Сироту усыновляют другие члены племени. Задокументированы случаи, когда шимпанзе в неволе заводили котят, играли с ними, пытались кормить.
ДНК
В 2005 году был расшифрован полный геном шимпанзе. Выяснилось, что он почти одинаковый с человеческим. Даже с ДНК гориллы и орангутана больше различий. Это говорит о том, что мы с шимпанзе произошли от общего предка, который, в свою очередь, отделился от предков других человекообразных раньше, чем разошлись наши пути с шимпанзе.
У нас примерно 96 процентов общих генов. Различия касаются, как правило, нефункционирующих участков ДНК либо участков непонятного назначения. Состав белков же — общий на 99 процентов. Это неудивительно, поскольку наши ветви разделились по эволюционным меркам совсем недавно.
Как ни малы различия, они, видимо, определяют, почему у людей сильнее, чем у шимпанзе, развита речь и мышление.
Например, человеческий и шимпанзиный белок, вырабатываемый геном FOXP2, различаются всего двумя аминокислотами. Он относится к транскрипционным факторам, то есть регулирует работу других генов. Мутации в нем приводят к серьезному нарушению речи у людей.
У гомо сапиенс и шимпанзе — 333 общих гена, влияющих на развитие злокачественных опухолей, и они тоже различаются менее чем на один процент. Однако в них есть полторы тысячи структурных вариантов — вставок, делеций, замен отдельных аминокислот. Это может быть важным объяснением, почему шимпанзе болеют раком гораздо реже людей.
В 2018 году большой коллектив ученых под руководством Зева Кроненберга и Эвана Айхлера из отдела геномных исследований Медицинской школы Вашингтонского университета (США) обнаружил свойственные только людям структурные изменения в генах, которые влияли на активность генов.
По мнению авторов работы, некоторые гены, которые отвечают за деятельность нейронов радиальной глии, у людей немного подавлены. Зато гены, регулирующие работу другой группы нейронов, более активны. Не исключено, что в разной активности одних и тех же генов и заключается главное наше отличие от шимпанзе.
Обучение и традиции
Шимпанзе, как и люди, могут изготовить орудие труда, решить какую-то в меру сложную инженерную задачу. Объясняя эту особенность, ученые выдвинули две гипотезы. Первая: люди обладают особым техническим мышлением, они быстрее учатся и лучше соображают. Вторая: перейдя на мясную диету, человек стал дольше учиться, зато с возрастом достигает вершин мастерства.
Ученые из Германии, Великобритании и США решили проверить это на тайских шимпанзе, обитающих в западном Конго, и людях пигмейского племени. И тем и другим приходится искать в джунглях орехи панда — одни из самых крепких.
Шимпанзе кладут их на корни деревьев, как на наковальню, и бьют булыжником весом в несколько килограммов. Люди колют орехи мачете. Как заметили ученые, обезьяны и люди учатся этому навыку у своих соплеменников примерно по десять лет, в процессе обучения они делают одинаковые ошибки. Это идет вразрез с обеими гипотезами.
Наблюдая шимпанзе в неволе, ученые обнаружили, что у них есть довольно большой набор традиций, различающийся от группы к группе. Благодаря этому каждое сообщество приобретает особенный социальный профиль, по которому можно установить происхождение особи. Между племенами приматов происходит культурный обмен.
Например, в одном эксперименте ученые дали группе шимпанзе незнакомые орехи, и те не смогли их расколоть, хотя обычно делали это камнем. С новым лакомством справилась сразу только одна самка, выросшая в другой группе обезьян и владевшая нужным навыком. Через несколько лет она обучила этому остальных членов племени.
Новые техники груминга (ухода за шерстью) тоже обычно привносят в племя самки-иммигрантки.
Приматолог Эндрю Вайтен из Университета Святого Эндрю (Великобритания) научил шимпанзе составлять из двух палок одну длинную, чтобы достать лакомство. Большинство подопытных тренировались в группе, а некоторые — поодиночке.
Затем ученый усложнил задачу — подвинул еду поближе. Чтобы ее взять, не нужна палка. Обезьяны-одиночки сразу сообразили, в чем хитрость, и доставали пищу рукой. Участники же группового сеанса продолжали делать длинные палки, чтобы не выделяться и быть как все.
Последнее громкое открытие из мира шимпанзе касается их системы коммуникации. Оказывается, к ней применимы некоторые внутренние правила человеческого языка, несмотря на то, что эти приматы общаются между собой жестами, мимикой, позами, нечленораздельными звуками. Например, закон Ципфа, согласно которому часто употребимые слова — короткие, и закон Менцерата, который заставляет нас разбивать длинные конструкции на слоги.
Ученые из Великобритании, Швейцарии и Испании отсмотрели видео и установили 58 жестов, которые шимпанзе используют почти в двух тысячах ситуаций для общения. Самые распространенные из них — очень короткие. Длинные жесты они разбивают на множество коротких.
Правда ли, что шимпанзе гораздо сильнее человека?
Среди ученых и просто любителей бытует мнение, что шимпанзе обладают сверхчеловеческой силой. Мэтью О’Нил из Аризонского университета вместе со своей командой провел ряд экспериментов и выяснил, что мышцы шимпанзе всего лишь на треть сильнее, чем схожих размеров мышечная ткань у человека.
Результаты нового исследования хорошо согласуются с данными, полученными ранее. Ученые уже выяснили, что способности к растяжке и прыжкам у шимпанзе примерно в 1,5 раза выше, чем у людей, принимая во внимание разницу в массе. Однако, поскольку в среднем шимпанзе легче человека, люди могут обогнать их в абсолютных показателях. Кроме того, исследования показали, что мышечная сила других обезьян сопоставима с силой шимпанзе, и лишь у людей наблюдаются ярко выраженные различия.
Команда О’Нила изучает эволюцию механизма вертикальной ходьбы. Чтобы создать точную компьютерную модель того, как ходят шимпанзе, исследователям необходимо было выяснить, действительно ли их мышцы обладают исключительной силой. В рамках эксперимента они удалили небольшие образцы мышечной ткани ног у трех шимпанзе под общей анестезией и измерили прочность отдельных волокон. Подобная процедура используется и для изучения человеческих мышц.
Сравнивая результаты с данными многочисленных исследований в этой области, ученые выяснили, что, вопреки мнению некоторых их коллег, в мышцах шимпанзе нет никаких уникальных особенностей. «Мышцы шимпанзе на самом деле ничем не отличаются от человеческих по уровню силы, который наблюдается у отдельных волокон», говорит О’Нил.
Так что же делает шимпанзе сильнее человека той же весовой категории? Команда продолжила изучать шимпанзе, умерших по естественным причинам, и обратила внимание на то, что 2\3 мышечной ткани обезьян состоят из волокон, которые сокращаются быстро, в то время как более 50% мышц человека состоят из медленно сокращающихся волокон. Первый тип более мощный, но расходует большее количество энергии и, как следствие, быстрее утомляется. Другим фактором, влияющим на силу, оказался тот факт, что в среднем мышечные волокна шимпанзе длиннее человеческих, что повышает их прочность.
В целом исследование показывает, что шимпанзе намного тяжелее передвигаться на дальние дистанции, чем людям. Создается впечатление, что в процессе эволюции Homo sapiens пожертвовал частью физической силы для увеличения выносливости. Более ранние исследования также показывают, что частичное ослабление мышечной ткани позволило вырасти объему мозгового вещества.
