說到奔跑,大家普遍會(huì)想到在動(dòng)物界以沖刺見長的獵豹、以耐力見長的羚羊,又或者是千百年來成為人類腳力的馬匹和能跑善跳的兔子。那人類和它們比起來,到底誰更厲害呢?
真正的“長跑之王”
其實(shí),在耐力方面,人類有著其他動(dòng)物無法比擬的優(yōu)勢。
散熱系統(tǒng):人體自帶“空調(diào)”
相比于動(dòng)物,人類的耐力優(yōu)勢更多來自身體結(jié)構(gòu)的特殊性。
首先,人類擁有絕無僅有的超強(qiáng)散熱能力。人類的絕大部分皮膚裸露在外,體毛較少,同時(shí)有著發(fā)達(dá)的汗腺,能夠在長時(shí)間運(yùn)動(dòng)時(shí)通過大量排汗達(dá)到快速散熱的目的,這要比其他動(dòng)物通過喘氣散熱(比如大家熟悉的犬類)的效率要高得多。
對于任何動(dòng)物來說,長時(shí)間的奔跑都會(huì)伴隨著身體內(nèi)臟溫度急劇上升,如果無法有效排出熱量,最終難免會(huì)引發(fā)中暑,所以絕大多數(shù)動(dòng)物都會(huì)在持續(xù)奔跑一定時(shí)間后停下休息。比如獵豹,一般高速?zèng)_刺1~3 分鐘就需要休息;而被認(rèn)為是動(dòng)物界“長跑冠軍”的羚羊,盡管可以把長跑的時(shí)間拉長到數(shù)小時(shí),但在耐力方面,也不是人類的對手。
直立行走:人體的先天優(yōu)勢
作為動(dòng)物世界中不常見的直立行走動(dòng)物,人類身體的進(jìn)化過程本身就伴隨著一個(gè)更加適應(yīng)長距離奔跑的過程。比如,人類在跑步時(shí)上肢會(huì)自然擺動(dòng),腹部和腰部相對較窄的軀干中段形態(tài)為這一特殊動(dòng)作留出了空間,相比于大多數(shù)其他動(dòng)物來說,這一整體性的動(dòng)作讓兩腳直立奔跑的人類在奔跑時(shí)不僅能夠很好地保持平衡不會(huì)左右搖晃,而且重心也相對穩(wěn)定,損失的能量更小。
除此之外,人類足部還擁有和其他動(dòng)物完全不同的韌帶和肌腱。比如人體的足弓的結(jié)構(gòu)就非常特別,類似于彈簧,可以承受全身的體重,在走路、跑步時(shí)可以吸收來自地面的沖擊和震動(dòng),減少下肢關(guān)節(jié)和脊椎的受力,這也讓人類在長距離跑步這項(xiàng)上更有優(yōu)勢。
臀大?。号懿健皩S眉 ?/p>
除了特殊的骨骼結(jié)構(gòu)和肢體姿態(tài),人類在進(jìn)化過程中逐漸向修長化、輕量化形態(tài)轉(zhuǎn)變也對奔跑具有巨大意義:更長的下肢帶來更大的步幅,而更輕的體重則更適合長距離奔跑——事實(shí)上不僅僅是人類,動(dòng)物界中更低體重的動(dòng)物具有更強(qiáng)的奔跑能力也是一條鐵律,比如“速度之王”獵豹在貓科動(dòng)物中就同時(shí)兼具了小體重和長下肢,讓它們成為陸地上奔跑最快的動(dòng)物。
相比于其他動(dòng)物,獵豹和人類相似,都有著更加寬闊的胸腔,這有助于奔跑過程中肺部換氣,能夠提升心肺有氧能力,為奔跑提供更多氧氣。單純從這個(gè)角度上看,人類的“耐力”在整個(gè)動(dòng)物界也處于領(lǐng)先位置。
人類在奔跑上的最后一個(gè)秘訣,就是無數(shù)健身人士夢寐以求的“蜜桃臀”。臀大肌作為人體最大的肌肉之一,在日常生活中使用到的場景屈指可數(shù)。但一旦切換進(jìn)入到跑步狀態(tài),臀大肌就會(huì)全面啟動(dòng),成為我們奔跑的“原動(dòng)力”。換言之,臀大肌似乎就只是為了奔跑而生。
耐力對決
人和動(dòng)物到底誰更能跑?
在耐久力這個(gè)層面上,人類的確具備了相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。而在漫長的人類歷史上,也不乏人類挑戰(zhàn)動(dòng)物的一系列“奇葩案例”存在。
人類的耐力極限在哪里?
斯里奇莫伊3100 英里(約4989 千米)自我超越賽是目前經(jīng)過認(rèn)證的距離最長的跑步比賽。每一位參賽者擁有52 天的時(shí)間完成比賽,即平均每天需要完成大約96 千米,才能在截止日期前抵達(dá)終點(diǎn)。為了保證運(yùn)動(dòng)員能夠獲得充分的休息時(shí)間,賽事主辦方在每天六點(diǎn)啟動(dòng)單日比賽,每晚根據(jù)里程設(shè)定關(guān)門時(shí)間。
目前,斯里奇莫伊3100 英里自我超越賽最好成績由一位來自芬蘭的男性選手創(chuàng)造,為40 天9 小時(shí)6 分21 秒,女子組的最佳成績則為45 天12 小時(shí)28 分44 秒。
不管從哪個(gè)角度看,這場歷時(shí)如此之久的超長耐久跑都在講述著人類的極限,也證明了人類在耐力這件事情上,或許比我們自己想象的出色更多。
把獵物跑死:耐力跑假說
人類在進(jìn)化過程中獲得了持久奔跑的能力,在很多學(xué)者看來,是一種必然。有人在幾十年前就提出了相關(guān)理論:耐力跑假說,即人類的一些特征(身體結(jié)構(gòu)、奔跑形態(tài)等)的進(jìn)化過程,可以被認(rèn)為是對耐力跑的適應(yīng)。
在這個(gè)理論里,普遍認(rèn)為長跑對早期人類獲取食物起著重要作用。在弓箭類武器發(fā)明之前,人類會(huì)通過耐力狩獵策略來捕捉力盡的獵物。簡而言之,就是通過“把獵物跑死”的方式來獲得食物。此后,人類的進(jìn)化進(jìn)一步加速,形態(tài)、肌肉更適應(yīng)捕獵需求。
人和馬誰更能跑?
有關(guān)人和馬到底誰更能跑的問題,從古到今有無數(shù)人進(jìn)行過驗(yàn)證和實(shí)踐。
很顯然,在大多數(shù)情況下,馬匹的奔跑能力仍要強(qiáng)過人類。但在人馬的對決中我們也可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)前文中闡述過的事實(shí):在越熱的地方,人類耐久跑的優(yōu)勢越明顯。畢竟,亞利桑那可比英國熱多了。
課堂內(nèi)外·初中版(科學(xué)少年)2024年8期