Juoksumattokoe antaa antropologeille karkaa näyttöä evoluutiosta: Varhaiset ihmisen esi-isät ovat saattaneet alkaa kävellä pystyssä, koska prosessi säästää energiaa simpanssien neljäraajaiseen nivelkävelyyn verrattuna.
Tutkijat ovat keskustelleet siitä, miksi hominidit alkoivat kävellä kahdella jalalla noin kuusi miljoonaa vuotta sitten - kun ilmeni avainominaisuus, joka erotti heidät viimeisimmistä apinan esi-isistä. Jotkut ovat kannataneet energiansäästöteoriaa - osittain siksi, että miokeenin viileä ja kuiva ilmasto olisi voinut erottaa ruokapaikat suurilla etäisyyksillä. Toiset ovat väittäneet muutokselle posturaaliset syyt, jotka viittaavat siihen, että pystyasento mahdollisti, että esi-ikäiset ihmiset näkivät korkeiden ruohojen ja petoeläinten yläpuolella tai pääsivät hedelmiin puissa tai pensaissa.
Aikaisemmat vertailut kaksijalkaisesta nelijalkaisesta kävelemisestä ovat tuottaneet epäselviä tuloksia. Yhdessä nuorten simpanssien tutkimuksessa havaittiin, että apinat käyttivät enemmän energiaa kuin ihmiset kävellen, mutta monet tutkijat kokivat, että kustannukset muuttuvat aikuisten apinoiden kanssa. Äskettäisessä tutkimuksessa makakeista todettiin, että kaksijalkainen kävely vaati korkeampia energiatehoja, mutta apinat - toisin kuin simpanssit - eivät yleensä kävele pystyssä.
Uudessa analyysissä ryhmä tutkijoita kolmesta yliopistosta keräsi tietoja neljän ihmisen ja viiden aikuisen simpanssin kuluttamasta energiasta kulkiessaan juoksumatolla; simpanssit kävelivät pystyssä ja nelinpelissä. Tutkijat mittasivat hengitystä, liikekulmia, kriittisten nivelten asentoja ja kunkin raajan maahan kohdistaman voiman.
Ihmiset käyttivät noin 25 prosenttia vähemmän energiaa kuin simpanssit riippumatta siitä, minkä tyylin apinoilla käveli, ryhmä raportoi Kansallisen tiedeakatemian 24. heinäkuuta ilmestyneessä julkaisussa . Lisäksi ihmisten ja apinoiden anatomiset mallit eri kävelyasennoissa ennustivat tarkasti tämän kustannuseron.
"Se on erittäin tärkeä tieto siitä, mistä syystä aloimme [kävelemään kahdella jalalla]", sanoo biologinen antropologi Daniel E. Lieberman Harvardin yliopistosta, joka ei ollut sidoksissa tutkimukseen. Hänen mukaansa energianäkökulman katselemiseksi ihmiset kuluttavat juoksemiseen noin 30 prosenttia enemmän energiaa kuin käveleminen.
Ryhmä tutkijoita keräsi tietoja neljän ihmisen ja viiden aikuisen simpanssin kuluttamasta energiasta kulkiessaan juoksumatolla; simpanssit kävelivät pystyssä ja nelinpelissä. Ihmiset käyttivät noin 25 prosenttia vähemmän energiaa kuin simpanssit, riippumatta siitä, mikä tyyli apinoilla käveli, he kertovat. (Cary Wolinsky) 
"Jos kävelisimme simpanssin tavoin, se maksaa meille [energiana] periaatteessa sen, mitä juokseminen maksaa", Daniel Lieberman sanoo. (Cary Wolinsky) 
Inhimillisimmän kävelyä ja vartaloa käyttävä simpanssi käveli pystyssä tehokkaammin kuin nivelkävely - havainto, jonka tutkimuksen avustaja Herman Pontzer kutsuu tilannekuvan siitä, miten tämä kehitys on tapahtunut. (Tämä komposiittivalokuva kunnioittaa ihmisen ikonista evoluutiota.) (Cary Wolinsky) "Jos kävelisimme simpanssin tavoin, se maksaa meille periaatteessa sen, mitä juokseminen maksaa", hän sanoo. "[Pystysuora kävely] säästää paljon energiaa."
Tutkittaessa simpanssiryhmää kokonaisuutena, tutkijat eivät löytäneet eroa energiakustannuksissa kävelytyylien välillä. Mutta ei ole yllättävää, että kaksijalkainen kävely maksaa simpansseille paljon energiaa, sanoo tutkimuksen avustaja Herman Pontzer St. Louisin Washingtonin yliopistosta, koska apinat kävelevät pystyssä polvillaan taivutettuina - kuvittele kävelyä koko päivän hiihtoasennossa - ja niillä on lyhyet takajalat. Nämä kaksi ominaisuutta vaativat paljon energiaa kompensoimiseksi.
Ehkä tärkeintä, simpanssi, jolla on kaikkein inhimillisimmät kävely- ja kehotyypit, käveli pystyssä tehokkaammin kuin nivelkävely - havainto, että Pontzer kutsuu tilannekuvan siitä, kuinka tämä kehitys on tapahtunut.
"Koska ymmärrämme [kävelyn] mekaniikan, voimme nähdä, minkä evoluution avulla voi muuttua, jotta se olisi halvempi", Pontzer sanoo. Tällaisia muutoksia ovat polvien suoristaminen ja jalkojen pidentäminen.
Näiden piirteiden esiintyminen yhdessä apinossa viittaa väestön tarpeeseen vaihteluun, jotta luonnollinen valinta voisi tarttua tarvittaessa, Lieberman sanoo. Jos ympäristö saisi apinoita kävelemään kauempana, nivelkävelyn korkeat energiakustannukset olisivat voineet muuttaa käyttäytymistä ajan myötä.
"Näin evoluutio toimii", Lieberman sanoo. "Yksi [simpanssi] osoittautui paremmaksi kuin muut simpanssit, koska hän mukautti pidemmän asennon."
Vaikka fossiiliset tiedot eivät ulotu takaisin, kun tutkijat uskovat, että ihmisen simpanssi halkesi, useat myöhemmistä ajanjaksoista peräisin olevat jalka- ja lonkkaluut - etenkin kolmen miljoonan vuoden ikäinen lonkkaluu - heijastavat muutoksia, jotka vähentävät kaksijalkaisten kustannuksia kävely.
"Ainakin kolme miljoonaa vuotta sitten", Lieberman sanoo, "hominidit keksivat, kuinka tätä [energia] kustannusta ei tule."
Smithsonian.com-lukijafoorumi
Lähetetty 16. heinäkuuta 2007
