第一章 進(jìn)化是如何讓人類變得適宜奔跑的

第一節(jié) 天生會(huì)跑步

人類天生會(huì)跑步，奔跑是人類祖先的生存技能，無(wú)論是追捕獵物還是躲避危險(xiǎn)，都需要具備良好的奔跑能力。雖然人類奔跑主要依賴雙足，相比四足行走的動(dòng)物，人類在絕對(duì)速度方面毫無(wú)優(yōu)勢(shì)可言，但人類在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中，形成了一系列耐力適應(yīng)機(jī)制。要說(shuō)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)奔跑耐力，人類在動(dòng)物界是具有一定優(yōu)勢(shì)的。進(jìn)化是如何讓人類變得適宜奔跑的呢？這還真不是一兩句話能說(shuō)明白的。

一、人類具有優(yōu)良的體溫調(diào)節(jié)能力

人類具有良好耐力，在很大程度上與人類具有適應(yīng)性極強(qiáng)的體溫調(diào)節(jié)能力有關(guān)。在這方面，人類相比動(dòng)物優(yōu)勢(shì)明顯。首先，人類體表毛發(fā)較少，同時(shí)汗腺發(fā)達(dá)，如果毛發(fā)較多會(huì)阻隔空氣，這樣就不利于對(duì)流散熱，此外，人類可以通過(guò)出汗的方式散熱，帶走跑步時(shí)體內(nèi)產(chǎn)生的大量熱量。跑步時(shí)的單位能耗是安靜時(shí)的8~10倍甚至更多，所以跑步時(shí)體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，如果熱量無(wú)法及時(shí)被帶走，就會(huì)出現(xiàn)體溫急劇升高的情況，這將非常危險(xiǎn)。很多四足行走的動(dòng)物由于毛發(fā)濃密且缺乏汗腺，所以不能長(zhǎng)時(shí)間劇烈奔跑，否則會(huì)被自己熱死，如以速度極快著稱的獵豹。而人類可以通過(guò)大量出汗的方式散熱，這樣就保證了身體核心溫度的穩(wěn)定。在夏季跑步時(shí)，人體每小時(shí)出汗量可以高達(dá)1升。

人體其他與體溫調(diào)節(jié)有關(guān)的機(jī)制包括：人類雖然體表毛發(fā)較少，但頭上卻有不少頭發(fā)，這樣可以避免陽(yáng)光直接照射頭部，陽(yáng)光如果長(zhǎng)時(shí)間直接照射頭部可能會(huì)導(dǎo)致大腦溫度上升從而引發(fā)嚴(yán)重的顱內(nèi)壓升高，這在某些情況下甚至?xí)＜吧Ｖ惺畹囊环N類型—日射病就是這種情況。

人類高而窄的體型特點(diǎn)使得人體體表面積并不小，這樣也增加了散熱面積。如果在室外運(yùn)動(dòng)較多，人體膚色會(huì)變深，俗稱曬黑，其實(shí)黑色素的增加也可以防止紫外線灼傷皮膚。此外，頭部的靜脈非常多，這樣也可以依靠較為豐富的靜脈回流帶走熱量，從而保護(hù)大腦。

二、口鼻并用呼吸增加了通氣量也改善了散熱

人體在安靜時(shí)只利用鼻子呼吸，而隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度增加，人體會(huì)變成口鼻并用呼吸。張口呼吸減少了氣道阻力、增加了通氣量，同時(shí)隨著通氣量的增加，也改善了散熱。

三、人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的耐力適應(yīng)機(jī)制

人體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，即骨骼、肌肉、關(guān)節(jié)，在進(jìn)化過(guò)程中也產(chǎn)生了對(duì)于耐力的適應(yīng)。跑步時(shí)下肢各關(guān)節(jié)受到的沖擊力較大，所以髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)橫截面積較大。因?yàn)閴簭?qiáng)等于壓力除以受力面積，所以較大的髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)有助于在受力不變的情況下減少壓強(qiáng)，從而減少骨骼所受到的應(yīng)力作用。而較大的跟骨更是可以直接減緩沖擊，這就有助于減少腳跟著地對(duì)于人體的應(yīng)力作用。

由于我們的祖先都是赤足行走和奔跑，所以我們的祖先傾向于前腳掌著地，而人類發(fā)達(dá)的大腳趾和緊實(shí)的前腳掌可以緩沖著地沖擊、促進(jìn)扒地發(fā)力以及增加抓地力防止打滑。

此外，人體還具有非常強(qiáng)壯的跟腱。跟腱是人體最為粗壯的肌腱，向上連著小腿三頭肌，跟腱具有極強(qiáng)的彈性，這樣就使得跟腱在被拉長(zhǎng)時(shí)可以產(chǎn)生回彈力，這種回彈力是完全儲(chǔ)存在跟腱之中的。這也就意味著跟腱依靠自身的拉長(zhǎng)-回彈就可以產(chǎn)生一定向前的動(dòng)力，即通過(guò)釋放彈性勢(shì)能產(chǎn)生力量，就可以達(dá)到減少肌肉做功的目的。馬以耐力優(yōu)良著稱，這在很大程度上跟馬具有極長(zhǎng)的跟腱有關(guān)。利用跟腱的拉長(zhǎng)-回彈所釋放的彈性勢(shì)能，馬就可以輕松奔跑而無(wú)須每一步都拼命收縮肌肉，人類同樣也是如此。

除了跟腱以外，足弓也可以像彈簧一樣儲(chǔ)備能量和減緩沖擊，所以良好的足弓對(duì)于跑步很重要，而足弓的塌陷如扁平足，從某種意義上會(huì)降低人體跑步時(shí)的效率，同時(shí)也不利于緩沖，從而導(dǎo)致人體著地時(shí)所受到的沖擊力增加。

在上肢和軀干方面，人類的直立行走，造就了其獨(dú)有的跑步姿勢(shì)：下肢擺腿、軀干相對(duì)穩(wěn)定，而上肢靈活擺臂。人體肩關(guān)節(jié)非常靈活，因此上肢可以很好地發(fā)揮平衡、協(xié)調(diào)作用，防止因?yàn)榇蚧蛘邉e的原因而失去重心。

人類長(zhǎng)而窄的軀干可以像麻花一樣產(chǎn)生一定的扭轉(zhuǎn)力，這樣的扭轉(zhuǎn)力可以從擺臂動(dòng)作中產(chǎn)生，并經(jīng)過(guò)軀干傳遞到下肢。在跑步時(shí)我們說(shuō)軀干保持穩(wěn)定，這種穩(wěn)定是相對(duì)的，跑步時(shí)軀干保持穩(wěn)定不是說(shuō)軀干一定要像鐵板一塊，而是說(shuō)軀干不可以前后晃動(dòng)及左右側(cè)傾。軀干可以產(chǎn)生一定的旋轉(zhuǎn)。這種旋轉(zhuǎn)是伴隨擺臂而發(fā)生的非常自然的現(xiàn)象。這種旋轉(zhuǎn)還可以產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力，有助于提升跑步發(fā)力效果。

四、人體頭部平衡能力對(duì)于跑步也很重要

跑步時(shí)頭部穩(wěn)定對(duì)于看清物體，以及全身張力均衡都非常重要。耳朵內(nèi)部有一套內(nèi)耳平衡系統(tǒng)。這套系統(tǒng)可以幫助我們?cè)谂懿綍r(shí)保持身體平衡，而前庭耳蝸反射則可以讓我們?cè)谂懿綍r(shí)，雖然不斷騰空落地，重心上下起伏，但始終可以看清楚眼前東西，而不是隨著重心起伏感覺整個(gè)世界在晃動(dòng)，這會(huì)引發(fā)眩暈。

五、人體具有很好的進(jìn)食能力和熱量?jī)?chǔ)備能力

人體的進(jìn)化，使得我們具備高效地將吃下去的食物中的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)樘呛椭緝?chǔ)備起來(lái)的能力。此外，人類吃一頓飯花的時(shí)間很短，只需十來(lái)分鐘就可以吃飽。也就是說(shuō)人類具有高效的進(jìn)食能力，一天24小時(shí)人類只需要花很少時(shí)間就能攝入足夠熱量，其余時(shí)間除了休息都可以跑步。而馬是食草動(dòng)物，天然草中糖的含量很低，在正常情況下，馬一天中有差不多60%的時(shí)間用于進(jìn)食。士兵帶一點(diǎn)干糧可以維持幾天的工作，但戰(zhàn)馬的飼料準(zhǔn)備就不同了，所以騎兵再快，也需要停下來(lái)等待后勤部隊(duì)。這就造成盡管馬能跑，但受制于馬的進(jìn)食效率，最終導(dǎo)致騎兵的前進(jìn)速度不見得比步兵快多少，其實(shí)這跟龜兔賽跑有點(diǎn)類似。

希臘超級(jí)馬拉松全程246千米，人類最好成績(jī)?yōu)?2小時(shí)，一般成績(jī)?cè)?3~25小時(shí)；賽馬最快可以一天奔跑300千米，看起來(lái)馬的耐力還是更好。而在國(guó)際馬術(shù)聯(lián)合會(huì)（International Equestrian Federation,FEI）耐力賽中，賽馬通常每天奔跑80~120千米，世界紀(jì)錄是單日160千米，跟人類相比優(yōu)勢(shì)就不大了。

六、總結(jié)

人類不是以速度見長(zhǎng)，但在耐力方面，人類可謂是陸地動(dòng)物中的佼佼者。當(dāng)初智人捕獵原始馬就是靠耐力，即使在現(xiàn)代，非洲一些部落也是靠長(zhǎng)跑驅(qū)趕并且累死羚羊的方法來(lái)捕殺它們。所以說(shuō)人類是天生的耐力型動(dòng)物是有理有據(jù)的。有先天優(yōu)勢(shì)不一定代表你就具有良好耐力，因?yàn)殚L(zhǎng)期久坐缺乏運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致人體耐力嚴(yán)重退化，但只要經(jīng)過(guò)合理訓(xùn)練，你的耐力就能得到大幅度提升。祖先給了我們一副適合跑步的好身板，問(wèn)題是我們能否將跑步這種能力發(fā)揚(yáng)光大！