فرضية الجري لمسافات طويلة

إن فرضية الجري لمسافات طويلة هي سلسلة من التخمينات التي تفترض أن البشر طوروا تكيفات تشريحية وفسيولوجية للجري لمسافات طويلة ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} ، وبشكل أقوى، أن " الجري هو السلوك الوحيد المعروف الذي يفسر الاختلافات في بنية الجسم لدى جنس الإنسان مقارنة بالقردة العليا أو أشباه البشر الأسترالوبيثكس ". ^{[ 4 ]}

تفترض هذه الفرضية دورًا هامًا للجري لمسافات طويلة في تسهيل قدرة أشباه البشر الأوائل على الحصول على اللحوم . ويؤكد مؤيدو هذه الفرضية أن الجري لمسافات طويلة كان بمثابة وسيلة لأشباه البشر للانخراط بفعالية في الصيد بالبقاء وجمع الجيف، مما عزز قدرتهم التنافسية في الحصول على الفرائس. ونتيجة لذلك، أدت هذه الضغوط التطورية إلى بروز الجري لمسافات طويلة كعامل رئيسي في تشكيل العديد من الخصائص البيوميكانيكية للإنسان الحديث.

لا توجد أي من الرئيسيات الأخرى غير البشر قادرة على الجري لمسافات طويلة، وفي الواقع، لم يكن لدى أسترالوبيثكس تكيفات هيكلية للجري. ^{[ 5 ] [ 6 ]} بدلاً من ذلك، تشير الأنثروبولوجيا الجنائية إلى أن السمات التشريحية التي ساهمت بشكل مباشر في قدرات الجري لمسافات طويلة قد تم اختيارها بعناية فائقة داخل جنس الإنسان منذ 1.9 مليون سنة. ونتيجة لذلك، أدى اختيار السمات التشريحية التي جعلت الجري لمسافات طويلة ممكنًا إلى تحول جذري في جسم أشباه البشر. ^{[ 7 ]} يختلف الشكل العام لحركة الإنسان اختلافًا ملحوظًا عن جميع الحيوانات الأخرى التي لوحظت في الطبيعة. وقد وُصفت الطريقة الفريدة لحركة الإنسان في مجلة التشريح .

"...لا يوجد حيوان يمشي أو يركض كما نفعل. نحافظ على استقامة جذعنا؛ وفي المشي، تكون ركبنا شبه مستقيمة في منتصف الوقفة؛ وتكون القوى التي تبذلها أقدامنا على الأرض ذات قمتين بشكل واضح للغاية عندما نمشي بسرعة؛ وفي المشي، وعادةً في الركض، نضرب الأرض في البداية بالكعب فقط . لا يوجد حيوان يمشي أو يركض بهذه الطريقة." ^{[ 8 ]}

أظهرت أبحاث حديثة أن ما يُسمى بـ "ضربة الكعب" ، أي ميل العدائين إلى تركيز كامل وزنهم على الكعب عند ملامسة القدم الأمامية للأرض، ليس ظاهرة عامة. قد يكون هذا نتيجةً لارتداء أحذية أكثر راحة ، مصممة خصيصًا للجري. ^{[ 9 ]} يميل العداؤون الذين لم يجروا إلا حفاةً إلى الهبوط على مقدمة القدم، على رؤوس عظام مشط القدم الرابعة والخامسة . ^{[ 9 ]} عند سؤالهم عن الجري على لوحة قياس القوة التي تسجل درجة الضغط التي تتعرض لها القدم خلال الخطوة، يُظهر العداؤون حفاةً منحنى قوة أقل حدةً وأكثر استواءً بشكل ملحوظ، مما يشير إلى انخفاض تأثير الصدمة على عظام أقدامهم. يخلص الباحثون الذين أوضحت أعمالهم هذه التفاصيل، مثل دانيال ليبرمان من جامعة هارفارد ، إلى أن هذه الخطوة كانت على الأرجح هي خطوة أسلاف البشرية الأوائل الذين كانوا يمشون منتصبين . ويرى باحثون آخرون أن هذه "الخطوة الحافية" أقل ضررًا وأكثر كفاءة من "الخطوة المنتعلة" التي يتميز بها العداؤون الذين يرتدون أحذية متخصصة. ^{[ 10 ]} تستند قضيتهم إلى الأسس التقليدية التي تقوم عليها جميع الحجج المتعلقة بالتطور البشري، وهي أن ملايين السنين من الانتقاء الطبيعي قد حسّنت جسم الإنسان لنمط واحد من الحركة وأن المحاولات الحديثة لتجاوز ذلك من خلال التدخلات التكنولوجية، مثل أحذية الجري المصممة هندسيًا، لا يمكنها منافسة التشريح البشري كما قدمه التطور.

من منظور الانتقاء الطبيعي، يُقرّ العلماء بأن التخصص في الجري لمسافات طويلة لم يكن ليساعد الإنسان القديم على تجنب الحيوانات المفترسة الأسرع منه في المسافات القصيرة. ^{[ 11 ]} بل ربما مكّنه من اجتياز مناطق الموائل المتغيرة بكفاءة أكبر في السافانا الأفريقية خلال العصر البليوسيني . فقد سهّل الجري لمسافات طويلة عملية جمع جيف الحيوانات الكبيرة في الوقت المناسب، ومكّن من تتبع الفرائس ومطاردتها لمسافات طويلة. وكانت هذه الاستراتيجية، المتمثلة في إرهاق الفرائس، مفيدة بشكل خاص لاصطياد الثدييات الكبيرة رباعية الأرجل التي كانت تُكافح لتنظيم درجة حرارة أجسامها في الطقس الحار وعلى مسافات طويلة. في المقابل، يمتلك الإنسان وسائل فعّالة لتبديد الحرارة، وخاصةً عن طريق التعرّق. وعلى وجه التحديد، يمنع تبديد الحرارة بالتبخر من فروة الرأس والوجه فرط الحرارة والتهاب الدماغ الناتج عن الحرارة بسبب الأحمال القلبية الوعائية الشديدة. ^{[ 12 ]} علاوة على ذلك، مع استمرار تطور البشر، أصبح وضعهم أكثر استقامة، ثم ازداد طولهم عموديًا مع استطالة الأطراف والجذع، مما زاد فعليًا من مساحة سطح الجسم لتبديد الحرارة. ^{[ 13 ]}

في دراسةٍ استكشفت تطور رأس الإنسان، يقترح عالم الحفريات دانيال ليبرمان أن بعض التكيفات التي طرأت على جمجمة وعنق الإنسان العاقل تُعدّ دليلاً ترابطياً على سماتٍ انتقائية لتحسين القدرة على الجري لمسافات طويلة. ويفترض تحديداً أن تكيفاتٍ مثل تسطّح الوجه وتطور الرباط القفوي تُعزز توازن الرأس لتحقيق استقرار الجمجمة أثناء الجري لفتراتٍ طويلة. ^{[ 14 ]}

بالمقارنة مع الهياكل العظمية الأحفورية لأسترالوبيثيكوس ، فإن الانتقاء للمشي في حد ذاته لن يؤدي إلى تطوير بعض هذه السمات المقترحة المشتقة من "الجري لمسافات طويلة" :

• يساهم تبديد الحرارة عن طريق التبخر من فروة الرأس والوجه في منع فرط الحرارة.
• الوجه المسطح يجعل الرأس أكثر توازناً
• يساعد الرباط القفوي على موازنة الرأس
• يمكن للكتفين والجسم الدوران دون تدوير الرأس
• يتمتع الجسم الأطول بمساحة سطح جلد أكبر لتبديد الحرارة عن طريق التبخر.
• يمكن للجذع أن يدور في اتجاه معاكس لموازنة دوران الأطراف الخلفية
• إن قصر الساعدين يسهل موازنة الأطراف الخلفية
• إن الحفاظ على ثني الساعدين الأقصر أقل تكلفة
• العمود الفقري أعرض، مما سيمتص المزيد من الصدمات
• إن اتصال العمود الفقري بالحوض بشكل أقوى سيمتص المزيد من الصدمات. سيؤدي وجود اتصال أقوى بين العمود الفقري والحوض إلى امتصاص المزيد من الصدمات.
• تُعد عضلات الأرداف الكبيرة ضرورية للمشي المنتصب على قدمين
• تسمح الأطراف الخلفية الأطول بخطوة أطول
• تحافظ نوابض وتر أخيل على الطاقة
• تستبدل الأوتار الأخف وزناً عضلات الأطراف السفلية بكفاءة
• مفاصل الأطراف الخلفية الأوسع تمتص المزيد من الصدمات
• تُشكل عظام القدم قوسًا صلبًا لدفع فعال.
• عظمة الكعب الأعرض تمتص المزيد من الصدمات
• توفر أصابع القدم الأقصر وإبهام القدم المتناسق قوة دفع أفضل

كان الطرف الخلفي الأطول المتطور موجودًا بالفعل لدى الأسترالوبيثكس، إلى جانب أدلة على وجود عظام قدم ذات قوس صلب. ربما كان المشي والجري لدى الأسترالوبيثكس مماثلين لما كان عليه لدى الإنسان العاقل المبكر . وقد أظهرت الأبحاث أن الجري لدى الأسترالوبيثكس كان أبطأ وأقل كفاءة منه لدى الإنسان الحديث. ^{[ 15 ]} قد تشير التغيرات الطفيفة في شكل المفاصل إلى عمليات تطورية محايدة وليست نتيجة للانتقاء الطبيعي. ^{[ 16 ]}

يبدو أن المنهجية التي تم من خلالها اختيار وتقييم السمات المشتقة المقترحة لم يتم ذكرها، وكانت هناك حجج فورية وتقنية للغاية "ترفض صحتها وتصفها إما بأنها "تافهة" أو "غير صحيحة"." ^{[ 17 ]}

لم تُختبر معظم هذه السمات المقترحة من حيث تأثيرها على كفاءة المشي والجري. ^{[ 16 ]} ويبدو أن الدوران المعاكس لشكل الجذع الجديد، الذي يساعد في التحكم بالدوران الناتج عن حركة مفصل الورك، يكون نشطًا أثناء المشي. ^{[ 18 ] [ 19 ]} ويحدث تخزين للطاقة المرنة في الأنسجة الرخوة لباطن القدم أثناء المشي. ^{[ 18 ]} ويؤثر طول الطرف السفلي النسبي بشكل أكبر قليلًا على اقتصاد المشي مقارنةً بالجري. ^{[ 19 ]} وتجعل وضعية القدم مع ملامسة الكعب للأرض المشي اقتصاديًا، لكنها لا تُفيد الجري. ^{[ 20 ]}

تشير التحليلات القائمة على النماذج، والتي تُظهر أن الحيوانات الكاسحة تصل إلى الجيفة في غضون 30 دقيقة من اكتشافها، إلى أن "الجري لمسافات طويلة" لم يكن ليُتيح الوصول المبكر إلى الجيف، وبالتالي لم يكن ليؤدي إلى اختيار "الجري لمسافات طويلة". ربما تم اختيار الوصول المبكر إلى الجيف للجري لمسافات قصيرة تبلغ 5  كيلومترات أو أقل، مع وجود تكيفات حسّنت أداء الجري بشكل عام. ^{[ 21 ]}

أدى اكتشاف المزيد من الأدلة الأحفورية إلى تقديم أوصاف تفصيلية إضافية لعظام الأطراف الخلفية، مع بيانات قابلة للقياس، نُشرت في الأدبيات العلمية. ومن خلال دراسة تلك التقارير، تبيّن أن السمات المقترحة للأطراف الخلفية كانت موجودة بالفعل لدى الأسترالوبيثكس أو الإنسان المبكر . ومن المرجح أن هذه الخصائص قد تطورت لتحسين كفاءة المشي، مع تحسين الجري كنتيجة ثانوية. ^{[ 22 ]}

كان نشاط العضلة الألوية الكبرى أعلى بكثير في القفز واللكم بأقصى جهد مقارنةً بالركض السريع، وأعلى بكثير في الركض السريع مقارنةً بالجري بسرعات يمكن الحفاظ عليها. لا تتوافق مستويات النشاط مع الاقتراح القائل بأن حجم العضلة ناتج عن انتقاء للجري لمسافات طويلة. ^{[ 23 ]} بالإضافة إلى ذلك، كان نشاط العضلة الألوية الكبرى أكبر بكثير في الركض السريع مقارنةً بالجري، ومماثلاً في التسلق والجري، وأكبر في الجري مقارنةً بالمشي. يبدو أن زيادة نشاط العضلات مرتبط بسرعة الحركة وشدتها أكثر من ارتباطه بنمط المشي نفسه. تشير البيانات إلى أن الحجم الكبير للعضلة الألوية الكبرى يعكس أدوارًا متعددة أثناء الحركات السريعة والقوية، وليس تكيفًا محددًا للجري لمسافات طويلة دون الحد الأقصى. ^{[ 24 ]}