Здоровье по Дарвину: Почему мы болеем и как это связано с эволюцией - Джереми Тейлор

Либерман утверждает, что существует более десятка других адаптационных модификаций опорно-двигательного аппарата, которые могли улучшить способность к ходьбе и бегу у человека прямоходящего. Однако установление того факта, что человек прямоходящий был первым эффективным бегуном, поднимает еще один важный вопрос: какой экологический контекст сделал бег важным для выживания? Мы, люди, считаем себя превосходными бегунами, но даже великие Усэйн Болт и Мохаммед Фарах не смогли бы обогнать крошечного кролика и даже неуклюжую шимпанзе! Разъяренная шимпанзе способна преодолеть дистанцию сто метров с замечательной спринтерской скоростью. Что уж говорить о гепарде… Проблема в том, что шимпанзе очень быстро выдыхаются, да и гепарды вырабатывают столько тепла, что могут пробежать на максимальной скорости не больше километра. Значит, при определенных условиях черепаха может обогнать зайца? Проанализировав все обстоятельства, Либерман пришел к выводу, что человеческий организм сконструирован не для скорости, а для выносливости.

В то время как человек прямоходящий и его потомки не могли обогнать хищников, они были способны в буквальном смысле слова загнать добычу до смерти. Любой здоровый человек, находящийся в нормальной физической форме, может пробежать много миль со скоростью 5 метров в секунду, говорит Либерман. Эта скорость намного выше той, при которой собака вынуждена переходить с рыси на галоп, иными словами, на расстоянии более одного километра человек способен обогнать собаку. И хотя лошадь может развивать максимальную скорость около 9 метров в секунду, на больших расстояниях она в состоянии поддерживать скорость всего 5,8 метра в секунду. Теоретически это значит, что на марафонских дистанциях люди могут опережать даже лошадей. Причем эта теория подтверждается практикой! Каждый год в июне, начиная с 1980 года, в горной местности рядом с живописным валлийским городком Лланвртид-Уэллс проводится кросс по пересеченной местности для мужчин и лошадей на дистанции двадцать две мили. Несмотря на то, что обычно побеждает лошадь, мужчины отстают совсем ненамного, и первый из них пересекает финишную черту всего на несколько секунд позже. В 2005 году Хью Лобб одержал долгожданную победу – пробежав дистанцию со временем два часа пять минут, он опередил самую быструю лошадь на две минуты. Два года спустя двое бегунов обогнали лошадей на целых одиннадцать минут!

Все покрытые шерстью животные, у которых охлаждение происходит за счет учащенного дыхания (тепловой одышки), находятся в невыгодном положении по сравнению с человеком, потому что они не способны охлаждаться и одновременно бежать галопом. Тепловая одышка представляет собой последовательность частых и поверхностных дыхательных движений, поэтому она не может удовлетворить потребность в кислороде. Таким образом, животные могут либо охлаждаться за счет тепловой одышки, либо бежать галопом – но не могут делать то и другое одновременно. У людей дыхание не зависит от типа шага, и у них нет шерсти, но есть потовые железы. Один миллилитр воды при потоотделении обеспечивает отдачу 580 калорий тепла. Если у человека есть возможность выпивать один-два литра воды в час, он единственный среди всех животных может выдержать бег на большие расстояния в жаркую погоду. Мы действительно странные существа, говорит Либерман, потому что природа обычно отдает предпочтение скорости перед выносливостью из-за динамики взаимодействия хищника и жертвы (представьте себе гепардов, охотящихся на газелей). Состав мышечных волокон также важен. Животные, предназначенные для скорости, имеют преимущественно волокна типа 2В (быстрые гликолитические) и 2А (быстрые окислительные) и относительно мало волокон типа 1 (медленных окислительных). Быстро сокращающиеся волокна генерируют больше силы, но используют анаэробный метаболизм и легко устают. Медленно сокращающиеся волокна могут получать энергию аэробным способом, но генерируют меньше силы. Мышцы ног человека состоят на 50 процентов из быстрых и медленных волокон, но тренировки на выносливость благодаря механизму адаптивного ремоделирования позволяют увеличивать долю медленных волокон в мышцах ног до 80 процентов.

Такая высокая выносливость позволяла нашим предкам бежать за крупными млекопитающими до тех пор, пока с теми не случался тепловой удар и их можно было добить даже самым примитивным копьем или дубинкой. Это был довольно безопасный и эффективный способ охоты. В переводе на современный язык, говорит Либерман, забег на пятнадцать километров в погоне за большой антилопой требовал меньше калорий, чем содержится в бигмаке и средней порции картошки фри из McDonald's (энергетическая ценность такого обеда – 1040 килокалорий)! Поскольку крупная антилопа весит больше двухсот килограммов и содержит на несколько порядков больше калорий, чем McDonald's может вместить в любой из своих комплексных обедов, выигрыш с лихвой окупал все усилия, даже если шансы на успех составляли всего 50 процентов.

Гипотеза Либермана об экологической нише, где бег на выносливость мог иметь большое значение для выживания наших предков, неожиданно оказалась полезной в современном мире. В своем интервью научному интернет-изданию EDGE в 2005 году исследователь рассказал следующую историю. Однажды он выступал в Гарварде с публичной лекцией на тему эволюции бега и был очень смущен видом одного человека, сидевшего в первом ряду. Это был крупный мужчина с большой бородой, в подтяжках, у которого на ногах не было ботинок, а только носки, обернутые скотчем! «Помнится, я подумал, что какой-то бездомный зашел на лекцию, чтобы укрыться от дождя. Но оказалось, что это был выпускник Гарвардского университета, который жил в близлежащем городке Джамайка-Плейн и держал магазин велосипедов. После лекции он подошел ко мне и сказал: "Знаете, я очень люблю бегать, но ненавижу обувь, поэтому я бегаю босиком. В конце концов, наши предки тоже бегали с голыми ногами. Как вы думаете, я сумасшедший или нормальный?" Я подумал, что это отличный вопрос!»

В то время Либерман страдал от плантарного (подошвенного) фасциита – болезненного воспаления соединительной ткани в своде стопы. Не могло ли это эксцентричное знакомство натолкнуть его на новые идеи о том, как научиться бегать без травм? «Мы привезли Джеффри в лабораторию и попросили его пробежать по динамометрической платформе. Его манера бега была невероятно красивой, легкой и мощной. Большинство людей при беге приземляются на пятки – мы надеваем большие кроссовки с амортизирующими подошвами и поддержкой стопы и врезаемся пятками в землю. Но Джеффри бежал совсем не так. Он приземлялся на подушку стопы, а затем мягко касался пяткой земли. Там не было никакого удара пяткой о землю. Когда я наблюдал за тем, как босые ноги Джеффри опираются о нашу платформу, я подумал, что из нас двоих нормальным является он, а я – сумасшедший, раз сам себе травмирую ноги в этих ужасных кроссовках».

На исследователя снизошло озарение: Джеффри бежал именно так, как бегали наши предки – либо босиком, либо в очень простых мокасинах. Среди современных бегунов медицинские проблемы, к сожалению, стали нормой. Несмотря на все попытки усовершенствовать спортивную обувь – за последние тридцать лет фирмы наподобие Nike и Adidas предложили нам и амортизирующие подушки под пятки, и поддержку голеностопа, и твердые вставки под своды стопы, – от 30 до 70 процентов бегунов каждый год получают травмы от повторяющихся нагрузок (repetitive stress injury). Проблема в том, что на данный момент главный виновный так и не установлен. Возможно, эволюционная биология поможет разрешить этот спор между лагерем сторонников высоких технологией и лагерем любителей «естественного бега»?

Представители первого направления утверждают, что бег по определению травмоопасен и вероятность травм возрастает вследствие биомеханических нарушений, сидячего образа жизни, неправильных тренировок или просто не подходящих для бега современных поверхностей, таких как дорожки с твердым асфальтом. Сторонники бега босиком заявляют, что всему виной неправильный способ бега, поскольку современная амортизирующая обувь притупляет проприоцептивную обратную связь, которую наш мозг получает через нервную систему от подошв и которая в ином случае заставила бы нас скорректировать наши движения. Как замечает Либерман: «Тело человека приспособлено для бега босиком, который в силу своих кинематических характеристик обеспечивает менее сильное ударное воздействие на пятку, более активно задействует проприоцепцию и укрепляет ноги. Я считаю, что эти факторы могут помочь бегунам избежать травм независимо от того, используют они обувь или нет. Проще говоря, правильная манера бега не зависит от того, что надето у человека на ногах; но то, что надето у человека на ногах, может повлиять на его манеру бега».