מרוץ אבולוציוני

מי ינצח בתחרות ריצה בין אדם מודרני לאחד מאבותינו הקדומים, שחי לפני יותר משלושה מיליון שנים? לפי מחקר חדש, התשובה היא, ללא כל ספק, האדם המודרני. אנחנו אומנם לא מהירים כמו רבים מבעלי החיים שרצים על ארבע, אך במהלך מיליוני השנים האחרונות, התנועה שלנו על שתי רגליים השתכללה מאוד. במין שלנו התפתחה במהלך האבולוציה לא רק הליכה יציבה על שתיים, אלא גם ריצה מהירה יותר מזו של אבותינו. 

ההליכה על שתיים הופיעה, ככל הנראה, מוקדם למדי בשושלת שלנו. אחת הראיות הראשונות לכך התגלתה ב-1974, כאשר צוות בינלאומי של חוקרים חשף עצמות שלד בן כ-3.2 מיליוני שנים באתיופיה. החוקרים מצאו כ-40 אחוזים מעצמות השלד, ממצא מדהים בהתחשב בגילו: כשמדובר במאובנים בני מיליוני שנים, רוב הממצאים הם שברי עצמות ושיניים בודדות. השלד היה שייך לנקבה צעירה, שקיבלה את הכינוי "לוסי" על שם השיר "לוסי ברקיע היהלומים" של הביטלס, שהתנגן במחנה בזמן שהחוקרים עבדו על הממצאים. המין שלה זכה לשם אוסטרלופיתקוס אפרנסיס (Australopithecus afarensis), כלומר "קוף אדם דרומי מאפאר", שהוא אזור באתיופיה. עצמות הרגליים והאגן של לוסי העידו על הליכה על שתיים, כבר בשלב מוקדם זה של האבולוציה.

שנתיים מאוחר יותר ולא מאוד רחוק משם, בלאטולי שבטנזניה, גילתה חוקרת המאובנים מרי ליקי (Leakey) עקבות שהשתמרו באפר וולקני. העקבות, בנות 3.7 מיליוני שנים, הוטבעו ברגליהם של יצורים דמויי אדם, והם באופן ברור הלכו על שתי רגליים. החוקרים משערים שמי שיצר אותה היו פרטים של אוסטרלופיתקוס אפרנסיס, אותו מין של לוסי.

ב-1974, צוות בינלאומי של חוקרים חשף עצמות שלד בן כ-3.2 מיליוני שנים באתיופיה. עצמות המאובן "לוסי" | John Reader / Science Photo Library

רובוט דיגיטלי רץ

אותם אנשים קדומים, שחיו לפני יותר משלושה מיליון שנים, כבר הלכו על זקוף על שתי רגליים. אבל האם הם גם רצו כמונו? זה מה שניסו לברר החוקרים במחקר החדש. כדי לעשות זאת, הם יצרו הדמיה ממוחשבת, שמתבססת על כלים שפותחו לחקר תנועה של בעלי חיים ובני אדם חיים. לתוכה הכניסו את השלד המשוחזר של לוסי, והוסיפו לו שרירים. 

"יצרנו בעיקרון 'רובוט' דיגיטלי של א' אפרנסיס, עם כל העצמות והשרירים שקובעים את מהירות הריצה", אמר קרל בייטס (Bates), שהוביל את המחקר, בריאיון לאתר New Scientist. את מבנה העצמות הם ידעו, תודות ללוסי. אבל השרירים שלה לא השתמרו. כיוון שהחוקרים לא ידעו איך נראו השרירים של אוסטרלופיתקוס, הם יצרו כמה וכמה הדמיות: עם שרירים דומים לאלו של אדם, שרירים דומים לאלו של שימפנזה, וכל מיני גרסאות ביניים. אז בדקו איך הרובוט הדיגיטלי שלהם רץ: מה המהירות המירבית שלו, וכמה אנרגיה הוא מוציא במהלך הריצה. 

סרטון המראה את ההדמיות:

אחד הממצאים מההדמיות הללו הוא עד כמה השרירים שלנו מותאמים לריצה על שתי רגליים. כשה"רובוט" של האוסטרלופיתקוס צויד בשרירים דמויי אדם על השוק, עם גיד אכילס ארוך וסיבי שריר קצרים, הוא רץ במהירות של קרוב ל-18 קילומטר בשעה, מהר יותר באופן משמעותי בהשוואה להדמיות שבהן צויד בשרירים של קוף אדם, כאשר אז לא הגיע אפילו למהירות של 6.5 קילומטר בשעה. בהדמיות עם שרירי אדם הוא גם הוציא פחות אנרגיה.

עם זאת, אפילו בהדמיות שבהן השרירים היו שרירים של אדם, עדיין האוסטרלופיתקוס רץ הרבה פחות מהר מבן אדם מודרני, שמגיע ליותר מ-28 קילומטר בשעה. התוצאה הזו עמדה בעינה גם כאשר החוקרים לקחו בחשבון את גודל הגוף של לוסי, שהיתה נמוכה מאיתנו משמעותית.   

"זה אומר לנו שמבנה הגוף של א' אפרנסיס מגביל בצורה משמעותית את מהירות הריצה שלו, בהשוואה לזה של אדם מודרני", אמר בייטס.

מבנה הגוף של אוסטרלופיתקוס אפרנסיס מגביל בצורה משמעותית את מהירות הריצה שלו. הדמיית השלד של אוסטרלופיתקוס, עם ובלי שרירים | מתוך המאמר, Bates, KT. et al., Current Biology, 2024

מסלול אבולוציוני נפרד

אוסטרלופיתקים הלכו פחות או יותר כמו בני אדם – אנחנו יודעים זאת ממבנה השלד שלהם, וגם מטביעות הרגליים שהשאירו אחריהם, והשתמרו עד היום. אבל ריצה היא עניין שונה, ומהמחקר עולה שלוסי לא ידעה לרוץ כמונו. החוקרים מסיקים מכך שיכולת הריצה שלנו התפתחה בנפרד, ומאוחר יותר, מההליכה על שתיים – היא לא הייתה פשוט "תופעת לוואי" שלה.

"למהירות הריצה כשלעצמה יש חשיבות אקולוגית", העירה הארכיאולוגית האוסטרלית איימי מוסיג ויי (Way), שלא הייתה מעורבת במחקר. "זה אחד הדברים שקובעים הצלחה אקולוגית, למשל היכולת של בעל חיים לברוח מטורפים או לתפוס טרף". המחקר החדש, הוסיפה ויי, "מראה שיש מסלול אבולוציוני ספציפי ליכולת הריצה של אדם מודרני, נפרד מזה שהוביל להליכה". אלו מאבותינו שרצו מהר יותר היו בעלי סיכוי גבוה יותר לשרוד ולהעמיד צאצאים, שיישאו את התכונה הזו לדורות הבאים. כך, במהלך מיליוני השנים האחרונות, גם השלד וגם השרירים שלנו התפתחו כדי לאפשר לנו ריצה מהירה ויעילה יותר.